Konstrukcja korytarza referencyjnego do oceny wartości łączenia innowacyjnych technik analizy morfologicznej i funkcjonalnej w opiece nad pacjentem pediatrycznym na podstawie różnych modeli patologicznych (IMoFARP)

Deformacje kończyn dolnych (KKD) i kręgosłupa mają poważny wpływ funkcjonalny na jakość życia, niezależnie od tego, czy są obecne przy urodzeniu (wady wrodzone), czy rozwijają się wraz z nabyciem umiejętności chodzenia (deformacje). Te nieprawidłowości wynikają z mutacji genetycznych de novo lub dziedzicznych, a ich przyczyna często pozostaje nieznana. Te deformacje nie dotyczą wyłącznie układu szkieletowego. Są to nieprawidłowości całego układu mięśniowo-szkieletowego, związane z uszkodzeniem mięśni oraz zmianami w układzie więzadłowym i torebkowym. Wszystkie te schorzenia prowadzą do funkcjonalnych zaburzeń chodu, które upośledzają jakość życia pacjentów.

Rozwój innowacyjnych technik w ostatnich latach umożliwił dokładne i bezpieczne analizy morfologiczne (stereoradiografia EOS i MRI mięśni w różnych sekwencjach) oraz funkcjonalne (ilościowa analiza chodu, QGA), pozwalając na lepszą diagnostykę i terapeutyczne postępowanie u pacjentów pediatrycznych. Badania radiologiczne (EOS, MRI) są łatwo dostępne w rutynowej praktyce klinicznej. Analiza chodu nadal wymaga specjalistycznego laboratorium i dedykowanego zespołu do umieszczania markerów i analizy danych, co ogranicza jej zastosowanie pomimo udowodnionej przydatności w różnych patologiach. Jednakże jest to niezastąpione narzędzie, ponieważ zapewnia obiektywny, ilościowy pomiar funkcji chodu. Od dawna wykazano, że to narzędzie jest nieocenione w pomocy w diagnozowaniu, podejmowaniu decyzji terapeutycznych i monitorowaniu skuteczności podjętych leczeń.

W ostatnich latach opracowano nowe systemy przechwytywania ruchu bez markerów, mające na celu uproszczenie dostępu do tego narzędzia w praktyce klinicznej. Jeden taki system przechwytywania ruchu został opracowany przez zespoły inżynierów w laboratorium biomechaniki ENSAM i został przetestowany oraz zwalidowany na grupie 31 ochotników. Ten system uzyskał pozytywne wyniki pod względem błędu pozycji stawów podczas chodu w porównaniu ze standardową trójwymiarową AQM. W odniesieniu do parametrów chodu, został zwalidowany jako wystarczająco dokładny do pomiaru parametrów czasowo-przestrzennych chodu w zastosowaniach klinicznych, ale nadal wymaga dostosowań parametrów kinematycznych chodu dla zastosowań klinicznych. Ilościowa analiza chodu (QGA) umożliwia trójwymiarową analizę ruchu przy użyciu systemów przechwytywania ruchu (analiza kinematyczna) oraz analizy sił reakcji podłoża (analiza kinetyczna). Te systemy składają się z kamer na podczerwień, które przechwytują retrorefleksyjne markery umieszczone na anatomicznych punktach odniesienia ludzkiego ciała do analizy kinematycznej. Do analizy kinetycznej, siły wywierane (wektory, momenty i moce) na stawy tułowia, biodra, kolana i kostki są mierzone przy użyciu platform siłowych. Te dane trójwymiarowego ruchu stawów pomagają w funkcjonalnej diagnozie pacjentów z wieloma różnymi patologiami i umożliwiają selektywne podejście terapeutyczne. Ta "klasyczna" trójwymiarowa AQM jest wykonywana w dedykowanych, bezpiecznych laboratoriach, wymagając obecności inżyniera i zespołu medycznego do pozyskiwania, przetwarzania i interpretacji danych z tych analiz, co ogranicza jej użycie ze względu na czas potrzebny na interpretację danych. Systemy przechwytywania ruchu bez markerów z mniejszą liczbą kamer zostały opracowane w ostatnich latach. Taki system został opracowany w LBM ENSAM i opiera się na "szacowaniu pozy człowieka", metodzie wizji komputerowej. Używając czterech kamer RGB (czerwony, zielony, niebieski) do obliczania parametrów chodu i technik sztucznej inteligencji, ten system określa pozycję centrów stawów. Został przetestowany i zwalidowany na próbie 31 osób (dorosłych i dzieci) w Instytucie Biomechaniki Człowieka Georges'a Charpaka. Ten system został zwalidowany do użycia parametrów czasowo-przestrzennych w zastosowaniach klinicznych, ale nadal wymaga dostosowań parametrów kinematycznych. Walidacja tej bezmarkerowej AQM dla różnych patologii, takich jak dziedziczne i/lub wrodzone nieprawidłowości kończyn dolnych i/lub kręgosłupa, a następnie jej wdrożenie w rutynowej praktyce klinicznej, stanowiłaby znaczący postęp w zrozumieniu różnych modeli mięśniowo-szkieletowych oraz w diagnostycznym, terapeutycznym i kontrolnym postępowaniu w tych patologiach.

Istnienie pediatrycznych korytarzy referencyjnych jest rzadkie, głównie z powodu zmian zachodzących w trakcie wzrostu. Porównanie między chorym dzieckiem a zdrowym dorosłym jest zatem niemożliwe, ze względu na specyficzne właściwości wzrostu. Ponadto, w samej pediatrii, dziecko, które wciąż uczy się chodzić, nie może być porównywane z nastolatkiem uprawiającym sport. Uzyskanie standardów referencyjnych dla tego systemu przechwytywania ruchu bez markerów opartych na zdrowych dzieciach pozwoliłoby na późniejsze porównanie z dowolną patologią kończyn dolnych i/lub kręgosłupa dzieci poddawanych temu badaniu w rutynowej praktyce klinicznej.