Bude výpočtové modelování v budoucnu spolehlivě predikovat posttraumatickou osteoartritidu?
Budeme mít k dispozici jednoduchou a v klinické praxi skutečně využitelnou metodu pro identifikaci míst ohrožených artritidou? Díky výzkumu, jehož výsledky přinesl časopis Clinical Biomechanics, možná ano.
Úvod
Kloubní zranění, zvláště ve spojení s rupturami vazů, jsou velmi častým rizikovým faktorem pro vznik osteoartritidy. Současné metody výpočtového modelování sice umožňují určit místa chrupavky s úbytkem proteoglykanů a poškozením kolagenu, v klinické praxi jsou ovšem k predikci posttraumatické osteoartritidy prakticky nepoužitelné. Brání tomu chybějící verifikace výsledných modelů běžnými zobrazovacími metodami a také komplikovanost samotného výpočtového modelování.Vědci z University of Eaestern Finland ve spolupráci s dalšími univerzitami testovali využití zjednodušených metod výpočtového modelování k predikci posttraumatické osteoartritidy u pacientů s rupturou předního zkříženého vazu v kombinaci se zobrazováním chrupavky pokročilými technikami magnetické rezonance.
Metoda konečných prvků
Pro výpočtové modelování byla v rámci výzkumu aplikována metoda konečných prvků. U dvou pacientů po rekonstrukci předního zkříženého vazu byl touto metodou vytvořen model kolenního kloubu. Modelování proběhlo na základě snímků chrupavky z magnetické rezonance a dat týkajících se zatížení kolene získaných snímáním pohybu při chůzi. Výsledné modely zhodnotily biomechanické vlastnosti degenerované chrupavky včetně poměrného zastoupení kolagenu a proteoglykanů a určily místa ohrožená rozvojem osteoartritidy.K verifikaci výsledné predikce zvolili vědci zobrazení chrupavky technikami T1ρ (T1rho) a T2 relaxace, které odráží nejen kvantitativní, ale také kvalitativní změny ve složení chrupavky včetně změny kolagenní sítě nebo podílu zastoupení proteoglykanů. Vědci rovněž srovnávali hodnoty relaxačních časů mezi prvním a třetím rokem sledovacího období.
Magnetická rezonance potvrdila výsledky modelování
Riziková místa rozvoje osteoartritidy stanovená výpočtovým modelováním metodou konečných prvků se shodovala s nálezy na snímcích magnetické rezonance. Zvýšené hodnoty T2 a T1ρ byly prokázány během sledovacího období na stejných místech.
Klinické využití? Zatím ne.
Výsledky výzkumu potvrdily hypotézu vědců, že výpočtové modelování pomocí metody konečných prvků se může stát užitečným nástrojem k predikci posttraumatické osteoartritidy. Rovněž by mohlo sloužit k hodnocení efektu chirurgické rekonstrukce předního zkříženého vazu nebo ke zvýšení individualizace rehabilitační metodiky.Vědci připouští, že testovaná metoda zatím není zdaleka připravena k běžnému klinickému využití. Použitá metodika by ovšem mohla být aplikována v dalším výzkumu na širší populaci pacientů.
(svat)
Zdroj: Bolcos P. O., Mononen M. E., Tanaka M. S., Yang M., Suomalainen J., Nissi M. J., Töyräs J., Ma B., Li X., Korhonen R. K. Identification of locations susceptible to osteoarthritis in patients with anterior cruciate ligament reconstruction: Combining knee joint computational modelling with follow-up T1ρ and T2 imaging. Clinical Biomechanics (2019); doi: 10.1016/j.clinbiomech.2019.08.004. Dostupné na https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268003318310295.
