Kehonulkoinen shokkiaalto vs. fonoforeesi Kitosaani-nanohiukkasgeelillä keinoälyyn perustuvalla rakenneanalyysialgoritmilla havaittuihin toiminnallisiin ja anatomisiin muutoksiin polven nivelrikkopotilailla: kaksinkertainen satunnaistettu kontrolloitu tutkimus

Nivelrikko (OA) on yleinen rappeuttava sairaus, joka on 10. sijalla suurin vammaisuutta aiheuttava tekijä, jolla on yhteys korkeampaan komorbiditeettiin ja ylimääräiseen kuolleisuuteen. Yksi yleisimmistä rappeuttavista sairauksista on polven nivelrikko (KOA). KOA on etenevä, krooninen rappeuttava sairaus, joka asettaa raskaan sosioekonomisen taakan terveydenhuoltojärjestelmille ja yhteiskunnalle. Polven OA:n esiintyvyys on noussut jyrkästi yli kaksinkertaiseksi viimeisen 10 vuoden aikana elinajanodote vakaan tilan seurauksena.

KOA on hyvin tunnettu ruston sairaus, johon liittyy nivelruston hajoaminen ja menetys. OA:hen liittyy kuitenkin yleensä muutoksia subkondraalisessa luussa, johon liittyy skleroosi, luukysta ja osteofyyttien muodostuminen.

Viimeaikaiset tutkimukset raportoivat, että subkondraalisen luun uudelleenmuotoilulla on erittäin tärkeä rooli KOA:ssa, välittäen ja edeltävän rustovaurion. Subkondraalisen luun jäykkyyden lisääntyminen vähentää kykyä hajottaa kuormitusvoimia polvinivelessä, mikä lisää sitten nivelrustoon kuormitettua voimaa. Siksi rustovauriot ja OA:n eteneminen kiihtyivät ajan myötä. Varhaisen KOA:n hoidon painopiste on siirtynyt nivelrustosta subkondraaliseen luuhun ja siitä on tullut erilaisten hoitomenetelmien mahdollinen terapeuttinen kohde.

Mitä tulee KOA-kipuun, kerääntyvä näyttö viittaa siihen, että alhaalta ylöspäin tapahtuvalla verisuonten muodostuksella subkondraalisesta luusta on suurempi rooli kuin nivelkudoksesta tai nivelkalvosta peräisin olevalla ylhäältä alas suonen invaasiolla rustoeroosion aikana OA:ssa. Tämän seurauksena ortopedit valittavat usein, että nivelrikkokipu ei liity röntgenkuvaukseen. Viimeaikainen tutkimus paljasti suhteellisen heikon yhteyden ruston menetyksen ja OA-nivelkivun välillä.

Koska nivelrustoon tai nivelen komponentteihin suunnatuilla eri lähestymistavoilla oli tehottomia tuloksia ja luunruston ylikuulumisen mekanismi on vähitellen tulossa selväksi, tässä tutkimuksessa pyritään vahvistamaan subkondraalisen luun kriittinen rooli polven nivelrikossa ja että subkondraalinen luu voisi olla ihanteellinen tulosmittaus nivelrikon hoidosta.

Matalaintensiteettinen pulssiultraääni (LIPUS) ja kehonulkoinen shokkiaaltoterapia (ECSWT) ovat tehokkaita ei-invasiivisena menetelmänä histopatologisessa toipumisessa voimakkaamman näön kanssa. ECSWT on osoittanut tehokkuutta varhaisen KOA:n regressiossa, joka liittyy subkondraalisen luun uudelleenmuodostumisen parantamiseen, vähenemiseen. osteofyyttien määrää ja se voi myös lisätä osteosyyttien aktiivisuutta. Lisäksi ECSWT voisi lievittää kroonisia tulehdusaktiviteetteja koko nivelessä säätelemällä alaspäin tulehdussytokiineja. Lisäksi raportoitiin, että ESWT:n levittäminen polven subkondraaliseen luuhun lisäsi merkittävästi luun tilavuutta ja trabekulaarilukua ja vähensi luun huokoisuutta. Kaiken kaikkiaan ESWT voisi kääntää OA:n etenemisen patologian jossain määrin.

Matalaintensiteettinen uä saattaa vaikuttaa subkondraaliseen luuyksikköön nivelen ollessa pois käytöstä. LIUS ja siihen liittyvä akustinen säteilyvoima voivat lievittää subkondraalista luuskleroosia OA:n etenemisen aikana normaalissa yhteiskäytössä. Lisäksi, jos yhdysvaltalainen teknologia yhdistettynä bioaktiivisten yhdisteiden materiaaleihin, kuten kitosaaniin (CS), voisi parantaa bioaktiivisten yhdisteiden kapselointitehokkuutta, kun taas nanohiukkasten koon pienentämisen lisäksi niiden kokojakauma kaventuu, tämä tekee USA:sta tehokkaan biomateriaalien, kuten esim. kitosaani. Tässä yhteydessä sekainterventioiden sisällyttäminen Yhdysvaltojen kanssa voisi parantaa sen vaikutusta. Siksi tämä tutkimus yhdistää yhdysvaltalaisen hoidon käytön uuteen vihreään ympäristöystävälliseen materiaaliin, jota kutsutaan kitosaaniksi paikallisen geelin muodossa.

Kitosaani esiintyy proteoglykaanina joidenkin pääjalkaisten lajien solunulkoisessa matriisissa (kuorissa). Kitosaanin biologinen yhteensopivuus, asteittainen hajoavuus, myrkyttömyys, biologinen aktiivisuus, anti-inflammatoriset ominaisuudet ja antibakteerinen vaikutus tekevät kitosaanista parhaan hydrogeelin materiaalin. Joissakin tutkimuksissa käytettiin CS:tä nivelensisäisenä injektiona KOA:lle ja pääteltiin, että CS voi edistää kondrosyyttien lisääntymistä, estää tulehdus- ja katabolisia välittäjäaineita. Siksi kitosaania käyttävä fonoforeesi voisi vähentää tulehdusta, rajoittaa ruston rappeutumista ja parantaa subkondraalisen luun uudelleenmuotoiluprosessia.

Lisäksi tiedetään hyvin, että KOA-diagnoosin vahvistaminen perustuu niveltilan leveyden arviointiin ja tämä tehdään röntgenkuvauksella, joka riippuu Kellgren-Lawrencen asteikosta (K-LG). Huolimatta siitä, että K-LG-asteikkoa pidetään KO:n eniten käytetynä klassisena diagnostisena työkaluna, sillä on useita haittoja, mukaan lukien sen käyttö sairauksien etenemiseen, sen herkkyys muutokselle tai epäjohdonmukaisuudet tekijöiden alkuperäisissä kuvauksissa. Lisäksi se on rajoitettu siinä, miten se arvioi hoidon tehokkuutta, koska se käyttää enimmäkseen kipupisteitä.

Perinteisen radiologian haittavaikutuksia tarkasteltaessa monet tutkimukset ovat raportoineet allergisen reaktion mahdollisuudesta, kalliista kustannuksista, pitkistä tarkastusajoista ja vaikeuksista tutkia potilaita, joilla on erityisiä sairauksia.

Tämän huomioon ottaen tekoälyyn (AI) perustuvia lähestymistapoja aletaan käyttää näiden ongelmien ratkaisemiseen, kuten kuvan tunnistamiseen, leikkausta edeltävään riskinarviointiin, kliiniseen päätöksentekoon ja suurten tietokokonaisuuksien analysointiin, diagnoosiin, seurantaan ja ennusteisiin. reumatologiset sairaudet, tunnistaa komplikaatioiden riskitekijät ja sillä on ainutlaatuinen kyky ennakoida tuloksia käyttämällä potilaskohtaisia ​​algoritmeja. Tekoälyllä on keskeinen rooli hoidon arvioinnissa, jossa keskeinen edistysaskel reumatologian kliinisessä käytännössä on edistyneiden kuvantamismenetelmien innovaatio.

Tekoälyn käyttö ortopediassa on enimmäkseen keskittynyt koneoppimisen (ML) ja syväoppimisen (DL) kehittämiseen näissä kuvissa. Syväoppiminen, joka on ML:n osajoukko, voi auttaa lääketieteellisten kuvien automaattisessa tulkinnassa, mikä voi lisätä diagnostista tarkkuutta ja nopeutta, merkitä kiireellisimmät ja kriittisimmät potilaat välittömään hoitoon, vähentää väsymyksen aiheuttamien inhimillisten virheiden määrää ja/tai kokemattomuus, vähentää lääkintäalan ammattilaisten rasitusta vähentämällä heidän työtaakkaa ja yleensä parantaa ortopedista hoitoa.

Subkondraalisen luun uusiutumisprosessin ilmoitettiin aiemmin olevan tärkeä KO:n patofysiologia, kun taas subkondraalisen luuskleroosin katsotaan laajalti olevan OA:n tunnusmerkki. Texture-analyysi (TA) -algoritmia käytetään havaitsemaan muutoksia subkondraalisessa luun tiheydessä uudelleenmuodostusprosessin aikana. Se osoitti rohkaisevia löydöksiä ja automatisoidun tekstuurianalyysin potentiaalia käyttämällä tekoälyalgoritmia OA:n diagnostisena työkaluna perinteisiin TA-tekniikoihin verrattuna. Luurakenteen arvoa (BSV) pidetään OA:n maksimitodennäköisyyden estimaattorina, koska automaattinen TA riippuu siitä analyysi- ja arviointiprosessissa, joka mittaa sääriluun subkondraalisen luun mikrorakennetta, riippuu kiinnostavasta alueesta (ROI). Tästä syystä tämän tutkimuksen tarkoituksena on tutkia eroa ECSWT:n, LIUS:n ja perinteisten harjoitusten välillä koskien kivun vähentämistä, toiminnallista paranemista (itseraportoitu ja fyysinen toiminta) ja subkondraalisen luun (trabekulaarisen sääriluun luun) anatomista paranemista.