Ondas de choque extracorpóreas versus fonoforesis con gel de nanopartículas de quitosano sobre cambios funcionales y anatómicos detectados con un algoritmo de análisis de textura basado en inteligencia artificial en pacientes con osteoartritis de rodilla: un ensayo controlado aleatorio duplicado

La osteoartritis (OA) es una enfermedad degenerativa común que se ubica como el décimo mayor contribuyente a las discapacidades y que tiene un vínculo con una mayor comorbilidad y un exceso de mortalidad. Una de las enfermedades degenerativas más comunes es la osteoartritis de rodilla (KOA). La KOA es una enfermedad degenerativa crónica y progresiva que supone una pesada carga socioeconómica para los sistemas sanitarios y la sociedad. La prevalencia de la OA de rodilla ha aumentado drásticamente a más del doble en los últimos 10 años como resultado del estado estable de la esperanza de vida.

KOA es una enfermedad del cartílago bien conocida que implica la degradación y pérdida del cartílago articular. Sin embargo, la OA suele ir acompañada de cambios en el hueso subcondral, con esclerosis, quistes óseos y formación de osteofitos.

Estudios recientes informaron que la remodelación del hueso subcondral juega un papel muy importante en la KOA, mediando y precediendo el daño del cartílago. El aumento de la rigidez del hueso subcondral disminuye la capacidad de dispersar las fuerzas de carga dentro de la articulación de la rodilla, lo que luego aumenta la fuerza aplicada sobre el cartílago articular. Por lo tanto, el daño del cartílago y el progreso de la OA se aceleraron con el tiempo. El foco del tratamiento en la KOA temprana se ha desplazado del cartílago articular al hueso subcondral y se ha convertido en un objetivo terapéutico potencial de varios métodos terapéuticos.

Con respecto al dolor por KOA, la evidencia acumulada sugiere que la vascularización de abajo hacia arriba del hueso subcondral juega un papel más importante que la invasión de los vasos de arriba hacia abajo que se origina en el tejido sinovial o la membrana sinovial durante la erosión del cartílago en la OA. Como resultado, es una queja común de los ortopedistas que el dolor de la osteoartritis no está asociado con la presentación radiográfica. Un trabajo reciente reveló una relación relativamente débil entre la pérdida de cartílago y el dolor en las articulaciones por OA.

Como los diferentes enfoques dirigidos al cartílago articular o los componentes sinoviales tuvieron resultados ineficaces y el mecanismo de interferencia del cartílago óseo se está aclarando gradualmente, este estudio intentará confirmar el papel fundamental del hueso subcondral en la osteoartritis de la rodilla y que el hueso subcondral podría ser una medida de resultado ideal. del tratamiento de la artrosis.

El ultrasonido pulsado de baja intensidad (LIPUS) y la terapia con ondas de choque extracorpóreas (ECSWT) son efectivos como método no invasivo en la recuperación histopatológica con una visión más intensa, ECSWT ha demostrado efectividad en la regresión del KOA temprano asociado con la mejora del remodelado óseo subcondral, disminución el número de osteofitos y también puede aumentar la actividad de los osteocitos. Además, ECSWT podría aliviar las actividades inflamatorias crónicas en toda la articulación mediante la regulación negativa de las citoquinas inflamatorias. Además, se informó que la aplicación de ESWT al hueso subcondral de la rodilla aumentó significativamente el volumen óseo y el número trabecular y redujo la porosidad ósea. En general, la TOCH podría revertir hasta cierto punto la patología de la progresión de la OA.

La ecografía de baja intensidad podría influir en la unidad ósea subcondral en caso de desuso de la articulación. LIUS, con su fuerza de radiación acústica asociada, puede aliviar la esclerosis del hueso subcondral durante la progresión de la OA con el uso normal de la articulación. Además, si la tecnología estadounidense combinada con materiales compuestos bioactivos como el quitosano (CS), pudiera mejorar la eficiencia de encapsulación de compuestos bioactivos mientras no solo reducía el tamaño de las nanopartículas sino que también estrechaba su distribución de tamaño, esto convertiría a los EE. UU. en una entrega eficaz de biomateriales como quitosano. En este contexto, la inclusión de intervenciones mixtas con EE.UU. podría mejorar su efecto. Por lo tanto, este estudio combinará el uso de la terapia estadounidense con un nuevo material ecológico y ecológico llamado quitosano en forma de gel tópico.

El quitosano aparece como proteoglicano en la matriz extracelular (cáscaras) de algunas especies de cefalópodos. La biocompatibilidad, la degradabilidad gradual, la no toxicidad, la actividad biológica, las propiedades antiinflamatorias y la acción antibacteriana del quitosano hacen que el quitosano sea considerado el mejor material para hidrogel. Algunos estudios utilizaron CS como inyección intraarticular para KOA y concluyeron que el CS puede promover la proliferación de condrocitos y bloquear mediadores inflamatorios y catabólicos. Por tanto, la fonoforesis con quitosano podría reducir la inflamación, limitar la degeneración del cartílago y mejorar el proceso de remodelación del hueso subcondral.

Además, es bien conocido que la confirmación del diagnóstico de KOA se basa en la evaluación del ancho del espacio articular y esto se realiza mediante radiografía la cual depende de la escala de grado de Kellgren-Lawrence (K-LG). A pesar de que la escala K-LG se considera la herramienta de diagnóstico clásica más utilizada para KO, tiene varios inconvenientes, entre ellos su aplicación a la progresión de enfermedades, su insensibilidad al cambio o inconsistencias en las descripciones iniciales de los autores. Además, su forma de evaluar la eficacia del tratamiento es limitada porque utiliza principalmente puntuaciones de dolor.

Al analizar los efectos adversos de la radiología convencional, muchos estudios habían informado sobre la posibilidad de una reacción alérgica, costos elevados, tiempos de inspección prolongados y dificultades para escanear a pacientes con afecciones específicas.

Teniendo esto en cuenta, se están empezando a utilizar enfoques basados ​​en inteligencia artificial (IA) para resolver estos problemas, como la identificación de imágenes, la evaluación de riesgos preoperatorios, la toma de decisiones clínicas y el análisis de grandes conjuntos de datos, el diagnóstico, el seguimiento y el pronóstico de enfermedades reumatológicas, identifica factores de riesgo de complicaciones y tiene la capacidad única de anticipar resultados utilizando algoritmos específicos del paciente. La IA desempeña un papel vital en la evaluación del tratamiento, en el que el progreso clave en la práctica clínica de la reumatología es la innovación de modalidades de imagen avanzadas.

El uso de la IA en ortopedia se ha concentrado principalmente en el desarrollo del aprendizaje automático (ML) y el aprendizaje profundo (DL) en estas imágenes. El aprendizaje profundo, que es un subconjunto del aprendizaje automático, puede ayudar en la interpretación automática de imágenes médicas, lo que puede aumentar la precisión y la velocidad del diagnóstico, señalar a los pacientes más urgentes y críticos para recibir atención inmediata, reducir la cantidad de errores humanos causados ​​por la fatiga y/o inexperiencia, aliviar la tensión de los profesionales médicos al reducir su carga de trabajo y, en general, mejorar la atención ortopédica.

El proceso de remodelación del hueso subcondral se informó anteriormente como una fisiopatología importante de la KO, mientras que la esclerosis del hueso subcondral se considera ampliamente como el sello distintivo de la OA. El algoritmo de análisis de textura (TA) se utiliza para detectar cambios en la densidad del hueso subcondral durante el proceso de remodelación. Se demostraron hallazgos alentadores y el potencial del análisis de textura automatizado que emplea un algoritmo de IA como herramienta de diagnóstico para la OA en comparación con las técnicas tradicionales de TA. El valor de la estructura ósea (BSV) se considera un estimador de máxima probabilidad de OA, ya que la TA automatizada depende de él en el proceso de análisis y evaluación que mide la microestructura del hueso subcondral tibial dependiendo del área de interés (ROI). En consecuencia, el propósito de este estudio es explorar la diferencia entre ECSWT, LIUS y ejercicios tradicionales con respecto a la reducción del dolor, mejora funcional (función física y autoinformada) y mejora anatómica de los cambios microestructurales del hueso subcondral (hueso tibial trabecular).