Badanie odpowiedzi na dawkę w ortezie (ODRS)

Celem tej propozycji jest lepsze zrozumienie, w jaki sposób ortezy stopy w bucie osiągają poprawę funkcji stopy i kostki u osób z chorobą zwyrodnieniową stawu skokowego (ChZS) i/lub płaskostopiem nabytym u dorosłych w wyniku dysfunkcji ścięgna piszczelowego tylnego (PTTD). Badacze dążą również do tego, aby móc przewidzieć, jakie jest optymalne, spersonalizowane urządzenie ortopedyczne dla każdego pacjenta. Są to powszechne, bolesne i często bardzo wyniszczające schorzenia. Szacuje się, że choroba zwyrodnieniowa stawu skokowego dotyka około 6% dorosłej populacji, a płaskostopie nabyte przez dorosłych około 3,3% kobiet. Wykazano, że ortezy stopy mogą być skuteczną konserwatywną interwencją w tych schorzeniach i mogą pomóc odroczyć lub odrzucić operację. Jednak dla znacznej części pacjentów ortezy stopy są nieskuteczne i istnieją dowody na to, że może to wynikać ze znacznej międzyosobniczej zmienności ruchu stawów i reakcji obciążenia na interwencję. Może to być spowodowane wieloma czynnikami, w tym kształtem kości stopy, siłą mięśni i/lub zakresem ruchu stawów. Ponadto projekt ortezy stopy jest często niespójny między dostawcami, głównie z powodu ręcznego podejścia stosowanego do ich projektowania i produkcji. Kolejnym czynnikiem komplikującym jest to, że recepty na ortezy stóp są często niejasno napisane. Poprawa zrozumienia przez badaczy różnych reakcji stóp i kostek na różnice w konstrukcji ortez stóp jest niezbędna, jeśli badacze mają poprawić działanie tych urządzeń na poziomie indywidualnego pacjenta. Zmierzenie, w jaki sposób poruszają się poszczególne kości stopy przy użyciu tradycyjnych technik, jest jednak bardzo trudne. Takie metody opierają się na znacznikach montowanych na skórze, które są śledzone w przestrzeni w celu określenia kinematyki stopy i kostki. Jednak rozmiar i położenie kości stopy i kostki powoduje, że nie jest możliwe zmierzenie ich wszystkich z osobna. Ponadto ruch między skórą a leżącymi pod nią kośćmi, znany jako artefakt tkanki miękkiej, wprowadza do pomiarów znaczne błędy. Sytuację dodatkowo komplikuje konieczność noszenia butów, aby ortezy działały prawidłowo. Grupa opracowała dwupłaszczyznowy system fluoroskopii, który jest dostosowany do unikalnych problemów pomiaru kinematyki stopy. System ten ma dodatkową zaletę polegającą na możliwości pomiaru efektów ortezy stopy w niezmodyfikowanych butach. Aby osiągnąć cel, jakim jest zrozumienie i umiejętność przewidywania efektów ortez, szczegółowe cele to:

• [1]: Zebranie, za pomocą dwupłaszczyznowej fluoroskopii, danych kinematycznych opisujących wpływ zmiany kąta ustawienia tyłostopia w ortezie stopy. Dane te zostaną uzyskane od 90 uczestników: 30 z chorobą zwyrodnieniową stawu skokowego; 30 z objawowym PTTD; i 30 zdrowych kontroli.
• [2]: Korzystając z danych z SA1, przeprowadź analizę regresji, aby zidentyfikować czynniki uzyskane z dwupłatowej fluoroskopii i badania klinicznego, które znacząco wpływają na reakcję danej osoby (tj. kinematykę tyłostopia) na interwencję ortezy. Czynniki te obejmują: typ stopy, geometrię kości, statyczną postawę stopy, położenie osi stawu, zakres ruchu i siłę mięśni.
• [3]: Wykorzystując dane z SA1, wygeneruj model układu mięśniowo-szkieletowego stopy, który umożliwia szczegółową analizę mięśni i więzadeł kontrolujących ruch stawu skokowego. Zostanie to opracowane na platformie modelowania OpenSim i udostępnione bezpłatnie po zakończeniu projektu.
• [4]: Porównanie reakcji kinematycznych na aparaty ortotyczne przepisane przy użyciu standardowych metod i tych przepisanych przy użyciu algorytmów i wglądu z SA2 i SA3 w oddzielnej grupie uczestników. Dwupłaszczyznowa fluoroskopia zostanie wykorzystana do zebrania danych kinematycznych od 10 pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawu skokowego i 10 z PTTD w celu porównania działania trzech par (jedna tradycyjna, jedna z SA2 i jedna z SA3) ortez. Dane te zostaną również wykorzystane do zweryfikowania prognoz wynikających z SA2 i SA3. Ten proponowany projekt badawczy poprawi zrozumienie przez badaczy działania ortez stóp i pomoże nam przepisywać pacjentom skuteczniejsze urządzenia. Przyniesie to korzyści dużej liczbie osób w populacji z chorobą zwyrodnieniową stawu skokowego i płaskostopiem nabytym przez dorosłych.