Systemdynamikmodell zur Vorhersage akuter berührungsloser Verletzungen der unteren Extremitäten (SDLE)

Einführung

Eine angemessene Muskelfunktion der hinteren Oberschenkelmuskulatur ist für die Ausführung der meisten sportlichen Aktivitäten unerlässlich. Muskelverletzungen, insbesondere die hintere Oberschenkelmuskulatur, gehören zu den Verletzungen mit der höheren Inzidenz bei Mannschaftssportarten. Muskelverletzungen machen etwa ein Drittel aller Verletzungen durch Zeitverlust in europäischen Fußballklubs aus, während Verletzungen des hinteren Oberschenkelmuskels 12 % aller Verletzungen ausmachen. Darüber hinaus belaufen sich die finanziellen Auswirkungen der einmonatigen Rehabilitation eines HSI-Spielers in einem europäischen Team auf 500.000 Euro. Kürzlich untersuchte eine systematische Übersichtsarbeit 179 HSI-bezogene Risikofaktoren und kam zu dem Schluss, dass die komplexen und nichtlinearen Wechselbeziehungen dieser Faktoren untersucht werden müssen. Die Verwendung komplexer Systemberechnungsmethoden auf dem Gebiet der Sportverletzungen liefert einen gültigen Einblick in die Verletzungsätiologie und folglich eine effektivere Verletzungsvorhersage.

Die SD-Modellierung und ihre Anwendung in der Gesundheitsforschung hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Beispiele für erfolgreiche SD-Anwendungen sind die Themen Adipositas und Diabetes, Krebs, Herz-Kreislauf- und andere chronische Erkrankungen, um die komplexe Ätiologie und die Genesung der Gehirnerschütterung zu erfassen und besser zu verstehen.

Zusammenfassend hat sich die SD-Modellierungsmethode als effektiver Ansatz zur Bewältigung von Gesundheitssystemproblemen erwiesen. Nach Kenntnis der Forscher wurde jedoch keine Studie unter Verwendung von SD-Modellierung durchgeführt, um die komplexe und dynamische Natur der Interaktion zwischen den Faktoren zu untersuchen, die zu HSI beitragen.

Ziel der Studie

Diese Studie zielt zunächst darauf ab, ein System Dynamics for Lower Extremity (SDLE)-Modell zur Bewertung des Risikos von Oberschenkelverletzungen zu entwickeln. Darüber hinaus wird das Modell mit realen Daten kalibriert und validiert, um die Wechselwirkung der Faktoren zu quantifizieren und die Fähigkeit des Modells zur Vorhersage von HSIs zu testen. Das Endziel besteht darin, plausible Präventionsstrategien zu testen und geeignete Maßnahmen vorzuschlagen.

Methodik

Allgemeine Beschreibung des methodischen Vorgehens des SDLE-Projekts Die methodischen Phasen des vorgeschlagenen Projekts und der Zeitplan der vorgeschlagenen Studie werden vorgestellt. Nach einer klaren Problemstellung ist eine Überprüfung der HSI-Risikofaktoren durchzuführen. Risikofaktoren werden als Variablen für die Entwicklung des SDLE-Modells verwendet. Dies wird durch den anfänglichen Einsatz der Kausalschleifen-Modellierungstechnik in einer Reihe von Co-Creation-Workshops mit den Hauptakteuren erleichtert. Dabei kommt die Methodik des Group Modeling Building (GMB) zum Einsatz. Ziel ist es, wertvollen Input von Stakeholdern wie Sportphysiotherapeuten, Ärzten, Trainern und Sportwissenschaftlern zu erhalten. Das Ergebnis der Co-Creation-Workshops wird ein Kausalschleifenmodell sein, das die wichtigsten Wechselbeziehungen zwischen den HSI-Risikofaktoren darstellt. Die Erstellung des CLD wird als Kommunikationsinstrument dienen, um die verschiedenen mentalen Modelle, die unter den Interessengruppen existieren, auszutauschen. Nach der Entwicklung des CLD im Einvernehmen mit den Stakeholdern werden wir zum Stock-and-Flow-Modell übergehen, bei dem wir die im CLD identifizierten Variablen quantifizieren und zwischen Beständen und Flüssen unterscheiden. Anschließend wird das formulierte SDLE-Modell anhand realer Daten (Risikofaktoren, Verletzungen, Expositionsrate) von Mannschaftssportlern kalibriert. Der letzte Schritt besteht darin, das Simulationsmodell einer Sensitivitätsanalyse zu unterziehen. Wir werden Experimente durchführen, indem wir plausible Interventionen vor der Implementierung testen, um die Risiken zu reduzieren und das Problem der Kniesehnenverletzungen anzugehen. Die Hauptphasen des vorgeschlagenen Projekts werden im Folgenden näher beschrieben.

SDLE-Modellvalidierung mit echten Daten

Die Sportathleten der Mannschaften werden zur Teilnahme an dieser Studie eingeladen. Der Athlet sollte für mindestens sechs Monate verletzungsfrei oder von einer früheren Verletzung vollständig rehabilitiert sein, um an der Studie teilnehmen zu können. In dieser Phase wird eine einjährige prospektive Kohortenstudie durchgeführt. Diese Phase umfasst Messungen vor der Saison, die Erhebung von Daten zu Verletzungen und Expositionsraten während der Saison sowie Folgemessungen in der Mitte der Saison. Die aufgezeichneten Daten werden in das formulierte SDLE-Modell eingefügt, um das Modell zu kalibrieren und zu validieren. Zunächst werden demografische Daten und die Krankengeschichte erhoben. Anschließend werden spezifische biomechanische Messungen ausgewertet.

Datenverarbeitung und statistische Auswertung

Der Strukturgleichungsmodell-Ansatz (SEM) wird verwendet, um die Wechselbeziehungen zwischen den Erhebungsvariablen zu quantifizieren. Die Modellierung von Strukturgleichungen ist eine Reihe von statistischen Techniken, mit denen die komplexen Beziehungen zwischen Variablen gemessen werden, um die Gültigkeit der Theorie anhand realer Daten zu testen.

Sensitivitätsanalyse und Szenarioplanung

Nachdem das SDLE-Modell kalibriert und validiert wurde, werden verschiedene Szenarien bewertet. Verschiedene Interventionen werden angewendet, um die Auswirkungen dieser Interventionen mit Hilfe des SDLE-Simulationsmodells zu bewerten. Als Ergebnis werden wirksame Strategien zur Bewältigung des Problems akuter LE-Verletzungen ohne Kontakt vorgeschlagen.