Previsão de lesões no joelho por meio de modelagem de dinâmica de sistema

Embora um grande número de estudos na última década aborde a compreensão dos fatores de risco e a melhoria dos programas de prevenção de lesões, a ocorrência de lesões no joelho permanece alta. Como resultado, muitos estudos reconhecem que as lesões esportivas, como a lesão do LCA do joelho, são o resultado de uma interação complexa de múltiplos fatores de risco que estão interconectados de maneira não linear. Dadas as abordagens para entender a etiologia das lesões do joelho até agora, na maioria dos casos, alguns fatores de risco são examinados e ligados linearmente a uma lesão. Essas abordagens são úteis o suficiente para mostrar a relação linear entre um determinado fator de risco e uma lesão; no entanto, elas falham em apresentar o quadro geral e a interação dinâmica dos fatores de risco coexistentes de uma lesão. Assim, nos últimos anos, tem sido proposto o uso de modelo matemático não linear que simule o funcionamento de sistemas complexos e dinâmicos, com o objetivo final de melhor compreender a interação dinâmica de diversos fatores de risco e aprimorar os programas de prevenção. A modelagem de simulação é considerada uma opção sábia porque as complexidades dos problemas estão muito além de nossa capacidade de resolvê-los manualmente. Os métodos de simulação podem ser categorizados em quatro grupos principais: Monte Carlo, simulação de eventos discretos, dinâmica de sistemas e simulação baseada em agentes. Cada grupo tem seus benefícios em relação ao tema examinado. A modelagem dinâmica do sistema foi considerada útil na modelagem epidêmica e nas estratégias de prevenção de doenças, mas, até onde sabemos, ainda não foi usada em tópicos de prevenção de lesões esportivas. Portanto, o presente estudo tem como objetivo analisar a dinâmica capturada dos fatores de risco para lesões no joelho por meio da modelagem dinâmica do sistema.

Uma melhor compreensão das intercorrelações entre os fatores de risco existentes que contribuem para lesões no joelho será alcançada por meio da metodologia dinâmica do sistema. Além disso, serão revelados fatores de significância comparável na prevenção de lesões. O uso da modelagem de dinâmica de sistemas no campo da prevenção de lesões esportivas ainda não foi incorporado à metodologia de pesquisa. Este projeto será a primeira tentativa de capturar as relações causais entre os principais fatores de risco para uma lesão no joelho e sua interação dinâmica ao longo do tempo por meio da modelagem dinâmica do sistema. O modelo dinâmico desenvolvido pode ser usado para prever lesões no joelho e planejar programas eficazes de prevenção de lesões.

A modelagem SD pode ser desenvolvida seguindo tarefas específicas, incluindo uma explicação clara do problema, gerando um diagrama qualitativo da estrutura do sistema, convertendo a hipótese qualitativa em um modelo de simulação quantificado, testando o modelo e informando as decisões políticas sobre as implicações do modelo.

O procedimento metodológico deste projeto de pesquisa pode ser dividido em três partes consecutivas. A primeira parte é um estudo qualitativo que informará sobre as inter-relações não lineares teóricas entre os fatores de risco. A primeira etapa do estudo qualitativo é uma revisão abrangente da literatura para fazer uma lista de fatores que afetam as lesões no joelho entre os atletas e desenvolver hipóteses sobre suas inter-relações. Em seguida, um Diagrama de Loop Causal (CLD) será formulado com base nas informações extraídas da revisão da literatura e da aplicação da metodologia de construção de modelagem de grupos. Por esta metodologia, especialistas na área de lesões esportivas (pode ser a equipe de modelagem) e partes interessadas (cientistas esportivos, médicos, outros especialistas médicos, treinadores, treinadores) se envolverão no processo de modelagem com base em uma série de workshops de roteiro.

Especificamente, a metodologia de construção de modelagem de grupo é baseada em exercícios de roteiro específicos. Mais precisamente, inicialmente o revisor formulará uma primeira percepção das relações causais entre os fatores e uma primeira visão geral do Diagrama de Loop Causal. Posteriormente, a equipe de modelagem será incorporada ao processo de modelagem. Aproximadamente quatro séries serão realizadas para a formulação do CLD. Em seguida, o CLD será apresentado às principais partes interessadas selecionadas pela equipe de modelagem para obter suas opiniões sobre o CLD. Suas opiniões serão usadas para atualizar o modelo. Em seguida, o diagrama casual final será formulado.

Na segunda parte do projeto de pesquisa, o objetivo será quantificar as inter-relações entre os fatores usando uma abordagem de modelo de equação estrutural (SEM). Os dados da pré-temporada e durante a temporada de 100 atletas serão coletados por meio de questionários e medições de laboratório amplamente utilizadas em pesquisas de previsão de lesões no joelho. A modelagem de equações estruturais é um conjunto de técnicas estatísticas usadas para medir as relações complexas entre variáveis ​​para testar a validade da teoria usando dados reais. É semelhante, mas mais poderoso do que as análises de regressão, pois pode investigar várias relações hipotéticas entre variáveis ​​simultaneamente, enquanto a regressão múltipla não permite uma modelagem tão holística. O SEM pode incluir várias técnicas analíticas integradas, como comparações de variância de grupo associadas com ANOVA, bem como análise de regressão. A análise de fator é outro caso especial de SEM em que variáveis ​​não observadas (fator ou variáveis ​​latentes) são calculadas a partir de variáveis ​​medidas. Desta forma, o SEM permite aos pesquisadores explicar o desenvolvimento de fenômenos como doenças ou lesões. Os atletas serão monitorados quanto a lesões durante uma temporada e esses dados serão utilizados na terceira parte do plano de pesquisa conforme descrito abaixo.

Na terceira parte, com base nos resultados dos dois estudos anteriores descritos acima, será desenvolvido um modelo de simulação dinâmica para a previsão de lesões no joelho. Os dados já coletados nas etapas e análises anteriores serão usados ​​para desenvolver o modelo de simulação. Usando equações específicas, a função do modelo de simulação irá prever a propensão de lesões no joelho. Com base na interação entre as variáveis ​​expressas no CLD, será fornecida uma percepção/predição da probabilidade de lesão no joelho. Além disso, através do modelo seria possível ver as mudanças na variável de interesse que são as lesões do joelho se testássemos alterar os valores de uma variável.

A última etapa inclui a validação e calibração do modelo. O objetivo desta etapa é testar o quão perto a estimativa de lesões no joelho do modelo esteve da incidência de lesões no joelho ocorridas durante a temporada.

Espera-se que os membros da comunidade de medicina esportiva usem os resultados do estudo para prever lesões no joelho e obter informações sobre os principais fatores de risco, bem como suas inter-relações e planejar efetivamente programas e estratégias de prevenção de lesões.