Predikce poranění kolene pomocí modelování systémové dynamiky

Přestože se velké množství studií v poslední dekádě zabývá pochopením rizikových faktorů a zlepšením programů prevence úrazů, výskyt poranění kolena zůstává vysoký. V důsledku toho mnoho studií uznává, že sportovní zranění, jako je poranění kolenního ACL, jsou výsledkem komplexní interakce více rizikových faktorů, které jsou vzájemně propojeny nelineárním způsobem. Vzhledem k dosavadním přístupům k pochopení etiologie poranění kolene jsou ve většině případů zkoumány některé rizikové faktory a lineárně spojeny s poraněním. Tyto přístupy jsou dostatečně užitečné, aby ukázaly lineární vztah mezi konkrétním rizikovým faktorem a zraněním, ale neposkytují celkový obraz a dynamickou interakci koexistujících rizikových faktorů zranění. Proto bylo v posledních letech navrženo použití nelineárního matematického modelu, který simuluje provoz komplexních a dynamických systémů, s konečným cílem lépe porozumět dynamické interakci různých rizikových faktorů a zlepšit preventivní programy. Simulační modelování je považováno za moudrou možnost, protože složitost problémů je daleko za našimi schopnostmi je vyřešit ručně. Simulační metody lze rozdělit do čtyř hlavních skupin: Monte Carlo, simulace diskrétních událostí, systémová dynamika a simulace založená na agentech. Každá skupina má své výhody týkající se zkoumaného tématu. Systémové dynamické modelování bylo shledáno užitečným při modelování epidemií a strategiích prevence nemocí, ale pokud je nám známo, dosud nebylo použito v tématech prevence sportovních zranění. Předkládaná studie si proto klade za cíl analyzovat zachycenou dynamiku rizikových faktorů poranění kolene prostřednictvím systémového dynamického modelování.

Lepšího porozumění vzájemným vztahům mezi existujícími rizikovými faktory, které přispívají ke zranění kolena, bude dosaženo prostřednictvím metodologie systémové dynamiky. Dále budou odhaleny faktory srovnatelného významu v prevenci úrazů. Využití modelování systémové dynamiky v oblasti prevence sportovních úrazů nebylo dosud začleněno do metodologie výzkumu. Tento projekt bude prvním pokusem zachytit kauzální vztahy mezi klíčovými rizikovými faktory poranění kolene a jejich dynamickou souhru v čase prostřednictvím systémového dynamického modelování. Vyvinutý dynamický model lze použít k predikci zranění kolena a plánování účinných programů prevence zranění.

Modelování SD lze vyvinout podle konkrétních úkolů, včetně jasného vysvětlení problému, generování kvalitativního diagramu struktury systému, převedení kvalitativní hypotézy na kvantifikovaný simulační model, testovací model a informování politických rozhodnutí o důsledcích modelu.

Metodický postup v tomto výzkumném projektu lze rozdělit do tří na sebe navazujících částí. První částí je kvalitativní studie, která bude informovat o teoretických nelineárních vzájemných vztazích mezi rizikovými faktory. Prvním krokem kvalitativní studie je obsáhlý přehled literatury s cílem vytvořit seznam faktorů ovlivňujících zranění kolene u sportovců a vytvořit hypotézy o jejich vzájemných vztazích. Poté bude formulován kauzální smyčkový diagram (CLD) na základě informací získaných z rešerše literatury a aplikace metodologie budování skupinového modelování. Touto metodikou se odborníci v oblasti sportovních zranění (může to být modelovací tým) a zainteresované strany (sportovní vědci, lékaři, další lékařští experti, trenéři, trenéři) zapojí do procesu modelování založeného na sérii workshopů se scénářem.

Konkrétně je metodika budování skupinového modelování založena na konkrétních skriptových cvičeních. Přesněji, zpočátku recenzent formuluje první vnímání kauzálních vztahů mezi faktory a první přehled diagramu kauzální smyčky. Poté bude modelovací tým zapojen do procesu modelování. Pro formulaci CLD budou provedeny přibližně čtyři série. Poté bude CLD představen hlavním zainteresovaným stranám vybraným modelovacím týmem, aby se zapojily jejich názory na CLD. Jejich názory budou použity k aktualizaci modelu. Poté bude formulován konečný neformální diagram.

V druhé části výzkumného projektu bude cílem kvantifikovat vzájemné vztahy mezi faktory pomocí modelu strukturálních rovnic (SEM). Předsezónní a předsezónní data od 100 sportovců budou shromážděna pomocí dotazníků a laboratorních měření, která byla široce používána v průzkumech predikce poranění kolene Modelování strukturálních rovnic je soubor statistických technik používaných k měření komplexních vztahů mezi proměnnými za účelem testování platnosti teorie. pomocí reálných dat. Je podobná, ale výkonnější než regresní analýzy, protože může zkoumat více předpokládaných vztahů mezi proměnnými současně, zatímco vícenásobná regrese neumožňuje takové holistické modelování. SEM může zahrnovat několik integrovaných analytických technik, jako je srovnání skupinových variací spojených s ANOVA a také regresní analýzu. Faktorová analýza je dalším speciálním případem SEM, kdy se nepozorované proměnné (faktorové nebo latentní proměnné) vypočítávají z naměřených proměnných. Tímto způsobem SEM umožňuje výzkumníkům vysvětlit vývoj jevů, jako jsou nemoci nebo zranění. Sportovci budou sledováni kvůli zranění během jedné sezóny a tato data budou použita ve třetí části výzkumného plánu, jak je popsáno níže.

Ve třetí části bude na základě poznatků dvou předchozích studií popsaných výše vypracován dynamický simulační model pro predikci poranění kolene. Již shromážděná data z předchozích kroků a analýzy budou využita pro vývoj simulačního modelu. Pomocí specifických rovnic bude funkce simulačního modelu předpovídat náchylnost ke zranění kolena. Na základě interakce mezi proměnnými vyjádřenými v CLD bude poskytnuta percepce/predikce pravděpodobnosti poranění kolene. Kromě toho by prostřednictvím modelu bylo možné vidět změny v proměnné, která je předmětem zájmu, což je poranění kolena, pokud testant změní hodnoty proměnné.

Poslední krok zahrnuje validaci a kalibraci modelu. Cílem tohoto kroku je otestovat, jak blízko byly odhady zranění kolena modelu k výskytu zranění kolene během sezóny.

Očekává se, že členové komunity sportovního lékařství využijí výsledky studie k predikci zranění kolen a získají přehled o klíčových rizikových faktorech, jakož i jejich vzájemných souvislostech, a efektivně plánují programy a strategie prevence zranění.