Modelagem e Simulações Personalizadas para o Diagnóstico Diferencial de Dinapenia: Estudo em Pacientes com Osteoartrite (ForceLoss II)
ForceLoss: Parte II - Pacientes Osteoartríticos. Desenvolvimento e Validação de Métodos para Geração de Modelos Personalizados para o Diagnóstico Diferencial da Perda de Força Muscular
O estudo ForceLoss visa desenvolver procedimentos personalizados de modelação e simulação que permitam o diagnóstico diferencial da perda de força muscular, nomeadamente da dinapenia. As causas primárias de dinapenia podem ser identificadas em sarcopenia difusa ou seletiva, falta de ativação (inibição) ou controle motor abaixo do ideal. Cada uma dessas causas requer diferentes intervenções, mas atualmente é impossível um diagnóstico diferencial confiável. Embora instrumentos e ferramentas biomédicas possam fornecer informações valiosas, muitas vezes é deixado para a experiência do único clínico integrar essas informações em um quadro diagnóstico completo. Um diagnóstico preciso de dinapenia é importante para uma série de patologias, incluindo doenças neurológicas, fragilidade relacionada à idade, diabetes e condições ortopédicas.
A hipótese é que o uso de modelos mecanísticos específicos do sujeito (gêmeos digitais) para simular uma tarefa isométrica máxima de extensão do joelho, informado por medidas experimentais, pode ser empregado para conduzir um diagnóstico diferencial robusto para dinapenia.
Neste estudo, em pacientes candidatos à artroplastia do joelho, os pesquisadores irão expandir (i) o protocolo experimental previamente desenvolvido e testado em voluntários saudáveis com uma medida de contração muscular involuntária (estimulação elétrica neuromuscular sobreposta, SNMES), um teste de preensão manual, medidas de bioimpedância e questionários clínicos, e (ii) a estrutura de modelagem e simulação para incluir uma etapa adicional (para verificar a inibição muscular).
Imagens médicas, eletromiografia (EMG) e dados de dinamometria serão coletados e combinados para informar um gêmeo digital de cada participante. Simulações biomecânicas de computador de uma tarefa de contração isométrica voluntária máxima (MVIC) serão então realizadas. Comparando as estimativas dos modelos com medidas de dinamometria in vivo e dados de EMG, os investigadores testarão uma a uma as três possíveis causas de dinapenia e, por meio de um processo de falsificação de hipóteses, excluirão aquelas que não explicam a perda de força muscular observada.
Visão geral do estudo
Status
Condições
Intervenção / Tratamento
Tipo de estudo
Inscrição (Real)
Estágio
- Não aplicável
Contactos e Locais
Locais de estudo
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-
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Bologna, Itália, 40136
- IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli
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-
Critérios de participação
Critérios de elegibilidade
Idades elegíveis para estudo
Aceita Voluntários Saudáveis
Descrição
Critério de inclusão:
- Diagnóstico de Artrose Primária do Joelho (segundo os critérios do American College of Rheumatology), sujeitos eleitos para artroplastia total do joelho
- Índice de Massa Corporal entre 18,5 e 30 kg/m2
- Estado de saúde (segundo classificação da Sociedade Americana de Anestesiologia) igual a 1 ou 2
- Suspeita de sarcopenia sistêmica por envelhecimento ou sarcopenia localizada por desuso
Critério de exclusão:
- Doenças neurológicas, reumáticas ou tumorais
- Hérnia inguinal ou abdominal
- Diabetes
- Hipertensão Grave (Nível 3)
- Insuficiência cardiopulmonar grave
- Diagnóstico de osteonecrose nas articulações dos membros inferiores
- Patologias ou condições físicas incompatíveis com o uso de ressonância magnética e eletroestimulação (ou seja, dispositivos biomédicos implantados ativos e passivos, epilepsia, insuficiência venosa grave nos membros inferiores)
- Intervenções ou traumas anteriores nas articulações do membro inferior
Plano de estudo
Como o estudo é projetado?
Detalhes do projeto
- Finalidade Principal: Diagnóstico
- Alocação: N / D
- Modelo Intervencional: Atribuição de grupo único
- Mascaramento: Nenhum (rótulo aberto)
Armas e Intervenções
Grupo de Participantes / Braço |
Intervenção / Tratamento |
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Outro: Pacientes com osteoartrite do joelho
Pacientes candidatos a artroplastia de joelho; Idade: 65-80 anos; Índice de Massa Corporal: 18,5-30 kg/m²; Classificação ASA: 1 ou 2; Diagnóstico de osteoartrite primária no joelho; Suspeita de sarcopenia.
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Imagens de ressonância magnética, eletromiografia e dados de dinamometria serão usados para desenvolver e informar modelos musculoesqueléticos personalizados
Outros nomes:
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O que o estudo está medindo?
Medidas de resultados primários
Medida de resultado |
Descrição da medida |
Prazo |
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Volume muscular
Prazo: na linha de base (dia 0)
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Os dados completos de ressonância magnética dos membros inferiores serão adquiridos com os indivíduos em posição supina.
Volumes musculares individuais (em cm3) serão segmentados usando software comercial e armazenados de forma anônima.
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na linha de base (dia 0)
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MVIC Torque
Prazo: na linha de base (dia 0)
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Os dados de dinamometria serão adquiridos enquanto os participantes realizam um teste de extensão de perna MVIC.
Os valores máximos de torque (Nm) medidos em três repetições serão registrados.
Estes correspondem aos valores observados em correspondência aos platôs de força, desenvolvidos ao longo de uma contração sustentada.
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na linha de base (dia 0)
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Nível de inibição muscular
Prazo: na linha de base (dia 0)
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Será computada a diferença entre a força máxima exercida durante o teste de CIVM (contração voluntária) e aquela obtida quando os músculos são estimulados eletricamente (contração involuntária).
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na linha de base (dia 0)
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Índice de co-contração (CCI)
Prazo: na linha de base (dia 0)
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Dados experimentais de EMG serão registrados dos principais músculos dos membros inferiores envolvidos na extensão do joelho, enquanto os participantes realizam uma contração isométrica voluntária máxima em um dinamômetro (ou seja, teste MVIC para quantificar a força muscular). O índice de cocontração, definido como a ativação relativa dos músculos agonistas e antagonistas (para esta tarefa: quadríceps e isquiotibiais) no ato do chute (teste de CIVM), será computado conforme Li et al (2020). |
na linha de base (dia 0)
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Colaboradores e Investigadores
Patrocinador
Investigadores
- Investigador principal: Marco Viceconti, Professor, IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli
Publicações e links úteis
Publicações Gerais
- Hermens HJ, Freriks B, Disselhorst-Klug C, Rau G. Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures. J Electromyogr Kinesiol. 2000 Oct;10(5):361-74. doi: 10.1016/s1050-6411(00)00027-4.
- Pons C, Borotikar B, Garetier M, Burdin V, Ben Salem D, Lempereur M, Brochard S. Quantifying skeletal muscle volume and shape in humans using MRI: A systematic review of validity and reliability. PLoS One. 2018 Nov 29;13(11):e0207847. doi: 10.1371/journal.pone.0207847. eCollection 2018.
- Rice DA, McNair PJ. Quadriceps arthrogenic muscle inhibition: neural mechanisms and treatment perspectives. Semin Arthritis Rheum. 2010 Dec;40(3):250-66. doi: 10.1016/j.semarthrit.2009.10.001. Epub 2009 Dec 2.
- Fernandez J, Zhang J, Heidlauf T, Sartori M, Besier T, Rohrle O, Lloyd D. Multiscale musculoskeletal modelling, data-model fusion and electromyography-informed modelling. Interface Focus. 2016 Apr 6;6(2):20150084. doi: 10.1098/rsfs.2015.0084.
- Petterson SC, Barrance P, Buchanan T, Binder-Macleod S, Snyder-Mackler L. Mechanisms underlying quadriceps weakness in knee osteoarthritis. Med Sci Sports Exerc. 2008 Mar;40(3):422-7. doi: 10.1249/MSS.0b013e31815ef285.
- Manini TM, Clark BC. Dynapenia and aging: an update. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2012 Jan;67(1):28-40. doi: 10.1093/gerona/glr010. Epub 2011 Mar 28.
- O'Brien TD, Reeves ND, Baltzopoulos V, Jones DA, Maganaris CN. The effects of agonist and antagonist muscle activation on the knee extension moment-angle relationship in adults and children. Eur J Appl Physiol. 2009 Aug;106(6):849-56. doi: 10.1007/s00421-009-1088-4. Epub 2009 May 27.
Datas de registro do estudo
Datas Principais do Estudo
Início do estudo (Real)
Conclusão Primária (Real)
Conclusão do estudo (Real)
Datas de inscrição no estudo
Enviado pela primeira vez
Enviado pela primeira vez que atendeu aos critérios de CQ
Primeira postagem (Real)
Atualizações de registro de estudo
Última Atualização Postada (Real)
Última atualização enviada que atendeu aos critérios de controle de qualidade
Última verificação
Mais Informações
Termos relacionados a este estudo
Palavras-chave
Termos MeSH relevantes adicionais
Outros números de identificação do estudo
- ForceLoss II
Plano para dados de participantes individuais (IPD)
Planeja compartilhar dados de participantes individuais (IPD)?
Descrição do plano IPD
Prazo de Compartilhamento de IPD
Critérios de acesso de compartilhamento IPD
Informações sobre medicamentos e dispositivos, documentos de estudo
Estuda um medicamento regulamentado pela FDA dos EUA
Estuda um produto de dispositivo regulamentado pela FDA dos EUA
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