MRI studie muskuloskeletálních funkcí

Celkovým cílem této iniciativy pro vývoj technologií je výrazně posunout klinickou diagnostiku a léčbu muskuloskeletálních poruch ve vztahu k funkci kloubů. Primárním cílem tohoto protokolu je zpočátku vyvinout a nakonec ověřit kombinovanou sadu nástrojů (virtuální funkční anatomie - VFA), která umožní přesné a přesné měření, analýzu a vizualizaci trojrozměrné (3D) statické a dynamické muskuloskeletální anatomie ( např. tvar kosti, kinematika skeletu, natažení šlach a vazů, síla svalů a kloubní prostor) ze zobrazovacích dat. Máme v plánu sloučit a rozšířit naše stávající možnosti MR zobrazování a analýzy o ultrazvukové zobrazování a analýzu pro vývoj a implementaci vysoce přesné techniky měření a analýzy založené na zobrazování pro neinvazivní kvantifikaci kompletní anatomie kloubu a dynamiky tkání během funkčního období. pohyby. Stručně řečeno, plánujeme vyvinout metodu pro vytváření 3D digitálních snímků zatížených a pohybujících se kloubních tkání (kostí, chrupavek, svalů a pojivových tkání), které odhalují vzory kloubních kontaktů a zatížení tkání. Ve spojení s budováním tohoto nástroje budeme hodnotit variabilitu tvaru kosti napříč subjekty, citlivost definovaného držení kloubu (translace a rotace jedné kosti vůči druhé) na definici souřadnicového systému na bázi osteo a schopnost v konečném důsledku tyto nástroje pro dokumentaci a hodnocení funkce normálních a poškozených kloubních struktur (např. ruptura ACL, syndrom sledování patelly...) za simulovaných podmínek prožitých během činností každodenního života.

Hlavní řešitel již dříve vyvinul a otestoval primární komponent v balíčku VFA, kinematografický kontrast a rychlý kontrast (fast-PC) MR zobrazování, což prokázalo, že obojí je vysoce přesné a přesné při měření normální 3D kinematiky kolenního kloubu. a natažení bicepsu femoris. Další výzkumníci již dříve vyvinuli techniky pro zobrazování muskuloskeletálních struktur pomocí ultrasonografie, což prokázalo, že tyto techniky jsou rovněž vysoce přesné a přesné při měření biomechanických vlastností měkkých tkání obklopujících koleno a šlachy m. quadriceps femoris. V rámci tohoto protokolu navrhujeme vyvinout další numerickou rekonstrukci, analýzu obrazu a zobrazovací metody a otestovat použitelnost rychlého PC MR a ultrazvukového zobrazení pro studium různých normálních a poškozených kloubů (např. kotník, zápěstí a koleno).

Tento vývojový proces bude vyžadovat data od lidských subjektů získaná ze statických i dynamických MR a ultrazvukových snímků. Tento vývoj se řídí naší filozofií, že zhoršená funkce kloubů pravděpodobně nastává v důsledku abnormálního tvaru kostí, abnormálních pohybů a sil pohybového aparátu nebo abnormálního tvaru kostí a pohybů a sil pohybového aparátu. Naší dlouhodobou vizí je tedy neinvazivně kvantifikovat in vivo 3D kinematiku kloubů, tvary kostí a zatížení tkání u postižené i normální populace dobrovolníků, převést metody a poznatky do intervenčního výzkumu a nakonec do běžné klinické praxe.