Extracorporale shockwave versus phonoforese met behulp van chitosan-nanodeeltjesgel op functionele en anatomische veranderingen gedetecteerd met op kunstmatige intelligentie gebaseerd textuuranalyse-algoritme bij patiënten met artrose in de knie: een verdubbelde gerandomiseerde gecontroleerde studie

Artrose (OA) is een veel voorkomende degeneratieve ziekte die op de tiende plaats staat van grootste bijdrage aan handicaps en die verband houdt met hogere comorbiditeit en overmatige sterfte. Een van de meest voorkomende degeneratieve ziekten is knieartrose (KOA). KOA is een progressieve, chronische degeneratieve aandoening die een zware sociaal-economische last legt op de gezondheidszorgsystemen en de samenleving. De prevalentie van knieartrose is de afgelopen tien jaar scherp gestegen tot meer dan het dubbele als gevolg van de stabiele levensverwachting.

KOA is een bekende kraakbeenziekte waarbij afbraak en verlies van gewrichtskraakbeen optreedt. OA gaat echter meestal gepaard met veranderingen in het subchondrale bot, met sclerose, botcyste en vorming van osteofyten.

Recente onderzoeken hebben gemeld dat de hermodellering van subchondrale botten een zeer belangrijke rol speelt bij KOA, waarbij kraakbeenschade wordt bemiddeld en voorafgegaan. De toename van de subchondrale botstijfheid vermindert het vermogen om de belastingskrachten binnen het kniegewricht te verspreiden, waardoor vervolgens de kracht die op het gewrichtskraakbeen wordt uitgeoefend toeneemt. Daarom versnelden de kraakbeenschade en de voortgang van artrose in de loop van de tijd. De focus van de behandeling bij vroege KOA is verschoven van het gewrichtskraakbeen naar het subchondrale bot en is een potentieel therapeutisch doelwit geworden van verschillende therapeutische methoden.

Met betrekking tot KOA-pijn duidt steeds meer bewijs erop dat bottom-up vascularisatie vanuit subchondraal bot een grotere rol speelt dan top-down invasie van vaten afkomstig uit synoviaal weefsel of synovium tijdens kraakbeenerosie bij artrose. Als gevolg hiervan is het een veel voorkomende klacht van orthopedisten dat artrosepijn niet geassocieerd is met de radiografische presentatie. Recent onderzoek bracht een relatief zwak verband aan het licht tussen kraakbeenverlies en artrose-gewrichtspijn.

Omdat verschillende benaderingen gericht op gewrichtskraakbeen of synoviale componenten inefficiënte resultaten hadden en het mechanisme van botkraakbeenoverspraak geleidelijk duidelijk wordt, zal deze studie proberen de cruciale rol van subchondraal bot bij artrose van de knie te bevestigen en dat subchondraal bot een ideale uitkomstmaat zou kunnen zijn. van de behandeling van artrose.

Gepulseerde echografie met lage intensiteit (LIPUS) en extracorporale schokgolftherapie (ECSWT) zijn effectief als niet-invasieve methode bij histopathologisch herstel met intenser zicht. ECSWT heeft effectiviteit aangetoond bij de regressie van vroege KOA geassocieerd met het verbeteren van de hermodellering van het subchondrale bot, het verminderen het aantal osteofyten en het kan ook de activiteit van osteocyten verhogen. Bovendien zou ECSWT chronische ontstekingsactiviteiten in het hele gewricht kunnen verlichten door inflammatoire cytokines naar beneden te reguleren. Bovendien werd gemeld dat toepassing van ESWT op het subchondrale bot van de knie het botvolume en het trabeculaire aantal aanzienlijk verhoogde en de botporositeit verminderde. Over het geheel genomen zou ESWT de pathologie van de progressie van artrose tot op zekere hoogte kunnen omkeren.

Lage intensiteit US kan de subchondrale boteenheid beïnvloeden als het gewricht niet wordt gebruikt. LIUS met de bijbehorende akoestische stralingskracht kan subchondrale botsclerose verlichten tijdens OA-progressie bij normaal gewrichtsgebruik. Als Amerikaanse technologie in combinatie met bioactieve stoffen zoals chitosan (CS) de inkapselingsefficiëntie van bioactieve stoffen zou kunnen verbeteren, terwijl niet alleen de grootte van de nanodeeltjes zou worden verkleind, maar ook hun grootteverdeling zou worden verkleind, maakt dit de VS tot een effectieve levering van biomaterialen zoals chitosan. In deze context zou het opnemen van gemengde interventies met de VS het effect ervan kunnen verbeteren. Daarom zal deze studie het gebruik van Amerikaanse therapie koppelen aan een nieuw groen, milieuvriendelijk materiaal, chitosan genaamd, in de vorm van een plaatselijke gel.

Chitosan verschijnt als proteoglycaan in de extracellulaire matrix (schelpen) van sommige soorten koppotigen. De biocompatibiliteit, geleidelijke afbreekbaarheid, niet-toxiciteit, biologische activiteit, ontstekingsremmende eigenschappen en antibacteriële werking van chitosan zorgen ervoor dat chitosan wordt beschouwd als het beste materiaal voor hydrogel. Sommige onderzoeken gebruikten CS als intra-articulaire injectie voor KOA en concludeerden dat CS de proliferatie van chondrocyten kan bevorderen en ontstekings- en katabole mediatoren kan blokkeren. Daarom zou fonoforese met behulp van chitosan ontstekingen kunnen verminderen, degeneratie van kraakbeen kunnen beperken en het proces van subchondrale botremodellering kunnen verbeteren.

Bovendien is het algemeen bekend dat het bevestigen van de diagnose van KOA gebaseerd is op het beoordelen van de breedte van de gewrichtsspleet en dit wordt uitgevoerd door middel van radiografie, afhankelijk van de schaal van Kellgren-Lawrence (K-LG). Ondanks dat de K-LG-schaal wordt beschouwd als het meest gebruikte klassieke diagnostische hulpmiddel voor KO, heeft het verschillende nadelen, waaronder de toepassing ervan op de progressie van ziekten, de ongevoeligheid voor verandering of inconsistenties in de initiële beschrijvingen van de auteurs. Bovendien is het beperkt in de manier waarop de werkzaamheid van de behandeling wordt geëvalueerd, omdat er meestal gebruik wordt gemaakt van pijnscores.

Door naar de nadelige effecten van conventionele radiologie te kijken, hadden veel onderzoeken melding gemaakt van de mogelijkheid van een allergische reactie, dure kosten, lange inspectietijden en moeilijkheden bij het scannen van patiënten met specifieke aandoeningen.

Hiermee rekening houdend, worden op kunstmatige intelligentie (AI) gebaseerde benaderingen gebruikt om deze problemen op te lossen, zoals beeldidentificatie, preoperatieve risicobeoordeling, klinische besluitvorming en analyse van grote datasets, diagnose, monitoring, prognose van reumatologische ziekten, identificeert risicofactoren voor complicaties en heeft het unieke vermogen om op uitkomsten te anticiperen met behulp van patiëntspecifieke algoritmen. AI speelt een cruciale rol bij de beoordeling van behandelingen, waarbij de belangrijkste vooruitgang in de klinische praktijk van de reumatologie de innovatie van geavanceerde beeldvormingsmodaliteiten is.

Het gebruik van AI in de orthopedie heeft zich vooral geconcentreerd op de ontwikkeling van Machine learning (ML) en deep learning (DL) op deze beelden. Deep learning, een subset van ML, kan helpen bij de automatische interpretatie van medische beelden, wat de diagnostische nauwkeurigheid en snelheid kan vergroten, de meest urgente en kritieke patiënten voor onmiddellijke aandacht kan markeren, de hoeveelheid menselijke fouten kan verminderen die worden veroorzaakt door vermoeidheid en/of onervarenheid, de druk op medische professionals verminderen door hun werklast te verminderen, en in het algemeen de orthopedische zorg verbeteren.

Het proces van subchondrale botremodellering werd eerder gerapporteerd als een belangrijke pathofysiologie van KO, terwijl subchondrale botsclerose algemeen wordt beschouwd als het kenmerk van artrose. Het textuuranalyse-algoritme (TA) wordt gebruikt om veranderingen in de subchondrale botdichtheid tijdens het remodelleringsproces te detecteren. Er werden bemoedigende bevindingen aangetoond en het potentieel van geautomatiseerde textuuranalyse waarbij een AI-algoritme wordt gebruikt als diagnostisch hulpmiddel voor artrose in vergelijking met traditionele TA-technieken. De botstructuurwaarde (BSV) wordt beschouwd als een schatter van de maximale waarschijnlijkheid van artrose, aangezien geautomatiseerde TA ervan afhankelijk is in het analyse- en beoordelingsproces dat de microstructuur van het tibiale subchondrale bot meet, afhankelijk van het interessegebied (ROI). Het doel van deze studie is dan ook om het verschil te onderzoeken tussen ECSWT, LIUS en traditionele oefeningen met betrekking tot pijnvermindering, functionele verbetering (zelfgerapporteerd en fysiek functioneren) en anatomische verbetering van microstructurele veranderingen in subchondraal bot (trabeculair tibiaal bot).