Extrakorporeal chockvåg kontra fonofores med kitosan-nanopartiklar gel på funktionella och anatomiska förändringar som upptäcks med artificiell intelligens baserad texturanalysalgoritm hos patienter med knäartros: en fördubblad randomiserad kontrollerad studie

Artros (OA) är en vanlig degenerativ sjukdom som rankas som den 10:e största bidragsgivaren till funktionsnedsättningar som har en koppling till högre komorbiditet och överdödlighet. En av de vanligaste degenerativa sjukdomarna är knäartros (KOA). KOA är ett progressivt, kroniskt degenerativt tillstånd som lägger en tung socioekonomisk börda på sjukvårdssystemen och samhället. Prevalensen av knä-OA har kraftigt ökat till mer än det dubbla under de senaste 10 åren som ett resultat av steady state i förväntad livslängd.

KOA är en välkänd som en brosksjukdom som innebär nedbrytning och förlust av ledbrosk. OA åtföljs dock vanligtvis av förändringar i det subkondrala benet, med skleros, bencysta och osteofytbildning.

Nyligen genomförda studier rapporterade att subkondral benremodellering spelar en mycket viktig roll i KOA, förmedlar och föregår broskskador. Ökningen av subkondral benstyvhet minskar förmågan att sprida belastningskrafterna i knäleden, vilket sedan ökar kraften som belastas ledbrosket. Därför accelererade broskskadorna och utvecklingen av OA med tiden. Fokus för behandling i tidig KOA har flyttats från ledbrosket till det subkondrala benet och blivit ett potentiellt terapeutiskt mål för olika terapeutiska metoder.

När det gäller KOA-smärta, tyder ackumulerande bevis på att kärlbildning nedifrån och upp från subkondralt ben spelar en större roll än top-down kärlinvasion som härrör från synovial vävnad eller synovium under broskerosion vid OA. Som ett resultat är det ett vanligt klagomål hos ortopeder att artrossmärta inte är förknippad med den röntgenbild. Nyligen arbete avslöjade ett relativt svagt samband mellan broskförlust och OA-ledsmärta.

Eftersom olika tillvägagångssätt riktade mot ledbrosk eller ledbroskkomponenter hade ineffektiva resultat och mekanismen för överhörning av benbrosk gradvis blir tydlig, kommer denna studie att försöka bekräfta subkondralt bens kritiska roll i knäartros och att subkondralt ben kan vara ett idealiskt resultatmått. av artrosbehandling.

Lågintensivt pulserat ultraljud (LIPUS) och extrakorporeal stötvågsterapi (ECSWT) är effektiva som en icke-invasiv metod vid histopatologisk återhämtning med mer intensiv syn, ECSWT har visat effektivitet i regression av tidig KOA i samband med förbättring av den subkondrala benombyggnaden, minska antalet osteofyter och det kan också öka osteocyternas aktivitet. Dessutom kan ECSWT lindra kroniska inflammatoriska aktiviteter i hela leden genom nedreglerande inflammatoriska cytokiner. Dessutom rapporterades att applicering av ESWT på det subkondrala benet i knät signifikant ökade benvolymen och trabekulärt antal och minskade benporositeten. Sammantaget kan ESWT vända patologin för OA-progression i viss utsträckning.

Lågintensiv UL kan påverka den subkondrala benenheten när leder inte används. LIUS med dess associerade akustiska strålningskraft kan lindra subkondral benskleros under OA-progression vid normal ledanvändning. Dessutom, om amerikansk teknologi kombinerat med bioaktiva föreningar material som kitosan (CS), skulle kunna förbättra inkapslingseffektiviteten för bioaktiva föreningar medan inte bara minskat nanopartikelstorleken utan också minskat deras storleksfördelning, gör detta USA till en effektiv leverans av biomaterial som t.ex. kitosan. I detta sammanhang kan inkludering av blandade interventioner med amerikansk förbättra dess effekt. Därför kommer denna studie att koppla användningen av amerikansk terapi med ett nytt grönt miljövänligt material som kallas kitosan i form av en aktuell gel.

Kitosan förekommer som proteoglykan i den extracellulära matrisen (skal) hos vissa arter av bläckfiskar. Kitosans biokompatibilitet, gradvisa nedbrytbarhet, icke-toxicitet, biologiska aktivitet, antiinflammatoriska egenskaper och antibakteriella verkan gör att kitosan anses vara det bästa materialet för hydrogel. Vissa studier använde CS som intraartikulär injektion för KOA och drog slutsatsen att CS kan främja kondrocytproliferation, blockera inflammatoriska och katabola mediatorer. Därför kan Fonofores med användning av kitosan minska inflammation, begränsa broskdegeneration och förbättra subkondral benombyggnadsprocess.

Dessutom är det välkänt att bekräftande av diagnos av KOA baseras på att bedöma ledutrymmets bredd och detta utförs genom radiografi som beror på Kellgren-Lawrence grad (K-LG) skalan. Trots att K-LG-skalan anses vara det mest använda klassiska diagnostiska verktyget för KO, har den flera nackdelar, inklusive dess tillämpning på utvecklingen av sjukdomar, dess okänslighet för förändringar eller inkonsekvenser i författarnas initiala beskrivningar. Dessutom är det begränsat i hur det utvärderar behandlingseffektivitet eftersom det mestadels använder smärtpoäng.

Genom att titta på de negativa effekterna av konventionell radiologi hade många studier rapporterat möjligheten till en allergisk reaktion, dyra kostnader, långa inspektionstider och svårigheter att skanna patienter med specifika tillstånd.

Med hänsyn till detta börjar artificiell intelligens (AI)-baserade tillvägagångssätt användas för att lösa dessa problem som bildidentifiering, preoperativ riskbedömning, kliniskt beslutsfattande och analys av stora datamängder, diagnos, monitor, prognos för reumatologiska sjukdomar, identifiera riskfaktorer för komplikationer och har den unika förmågan att förutse utfall med hjälp av patientspecifika algoritmer. AI spelar en viktig roll i bedömningen av behandling, där viktiga framsteg i den kliniska praktiken av reumatologi är innovationen av avancerade bildbehandlingsmodaliteter.

Användningen av AI inom ortopedi har mestadels koncentrerats på utvecklingen av maskininlärning (ML) och djupinlärning (DL) på dessa bilder. Deep learning, som är en delmängd av ML, kan hjälpa till med automatisk tolkning av medicinska bilder, vilket kan öka diagnostisk noggrannhet och hastighet, flagga de mest brådskande och kritiska patienterna för omedelbar uppmärksamhet, minska mängden mänskliga fel orsakade av trötthet och/eller oerfarenhet, minska belastningen på sjukvårdspersonal genom att minska deras arbetsbelastning och generellt förbättra ortopedisk vård.

Subkondral benombyggnadsprocess rapporterades tidigare som en viktig patofysiologi av KO medan subkondral benskleros allmänt anses vara kännetecknet för OA. Texturanalys (TA) algoritm används för att detektera förändringar i den subkondrala bentätheten under ombyggnadsprocessen. Det visades uppmuntrande fynd och potentialen hos automatiserad texturanalys med användning av en AI-algoritm som ett diagnostiskt verktyg för OA i jämförelse med traditionella TA-tekniker. Benstrukturvärde (BSV) anses vara en maximal sannolikhetsskattare av OA eftersom automatiserad TA beror på det i analys- och bedömningsprocessen som mäter mikrostrukturen hos det tibiala subkondrala benet beror på intresseområde (ROI). Följaktligen är syftet med denna studie att undersöka skillnaden mellan ECSWT, LIUS och traditionella övningar avseende smärtreduktion, funktionsförbättring (självrapporterad och fysisk funktion) och anatomisk förbättring av subkondralt ben (trabekulärt tibialben) mikrostrukturella förändringar.