Konstruktion av en referenskorridor för att bedöma värdet av att kombinera innovativa morfologiska och funktionella analysmetoder i pediatrisk patientvård baserad på olika patologiska modeller (IMoFARP)

Deformiteter i nedre extremiteterna (NE) och ryggraden har en allvarlig funktionell inverkan på livskvaliteten, oavsett om de är närvarande vid födseln (missbildning) eller utvecklas med förvärvandet av gång (deformitet). Dessa abnormiteter härstammar från de novo eller ärftliga genetiska mutationer, och deras orsak förblir ofta okänd. Dessa deformiteter påverkar inte bara skelettsystemet. De är abnormiteter i hela rörelseapparaten, associerade med muskelskador och förändringar i ligament- och kapselsystemen. Alla dessa tillstånd resulterar i funktionella gångstörningar som försämrar patienternas livskvalitet.

Utvecklingen av innovativa tekniker under de senaste åren har möjliggjort noggranna och säkra morfologiska (EOS-stereoradiografi och muskel-MRI i olika sekvenser) och funktionella (kvantifierad gånganalys, QGA) analyser, vilket möjliggör bättre diagnostisk och terapeutisk hantering av pediatriska patienter. Radiologiska undersökningar (EOS, MRI) är lätt tillgängliga i rutinmässig klinisk praxis. Gånganalys kräver fortfarande ett specialiserat laboratorium och ett dedikerat team för att placera markörer och analysera data, vilket begränsar dess användning trots dess beprövade användbarhet inom olika patologier. Emellertid är det ett oumbärligt verktyg eftersom det ger en objektiv, kvantifierad mätning av gångfunktionen. Det har länge visats att detta verktyg är ovärderligt för att stödja diagnos, terapeutiska beslut och övervakning av effektiviteten hos genomförda behandlingar.

Under de senaste åren har nya markörlösa rörelsefångstsystem utvecklats med målet att förenkla tillgången till detta verktyg i klinisk praxis. Ett sådant rörelsefångstsystem utvecklades av team av ingenjörer på ENSAM:s biomekaniklaboratorium och testades och validerades på en population av 31 volontärer. Detta system uppnådde positiva resultat när det gäller gångledspositionsfel jämfört med standard tredimensionell AQM. När det gäller gångparametrar har det validerats som tillräckligt noggrant för att mäta de rums-temporala parametrarna för gång i kliniska tillämpningar, men kräver fortfarande justeringar av de kinematiska parametrarna för gång för klinisk tillämpning. Kvantifierad gånganalys (QGA) möjliggör tredimensionell analys av rörelse med hjälp av rörelsefångstsystem (kinematisk analys) och analys av markreaktionskrafter (kinetisk analys). Dessa system består av infraröda kameror som fångar retroreflekterande markörer placerade på anatomiska landmärken på människokroppen för kinematisk analys. För kinetisk analys mäts de krafter som utövas (vektorer, moment och effekter) på lederna i rygg, höft, knä och fotled med hjälp av kraftplattor. Denna 3D-ledrörelsedata hjälper till med den funktionella diagnostiken av patienter med många olika patologier och möjliggör ett selektivt terapeutiskt tillvägagångssätt. Denna "klassiska" tredimensionella AQM utförs i dedikerade, säkra laboratorier, vilket kräver närvaro av en ingenjör och ett medicinskt team för att förvärva, bearbeta och tolka data från dessa analyser, vilket begränsar dess användning på grund av den tid som krävs för datatolkning. Markörlösa rörelsefångstsystem med färre kameror har utvecklats under de senaste åren. Ett sådant system har utvecklats på ENSAM:s LBM och är baserat på "human pose estimation", en datorsektionsmetod. Med hjälp av fyra RGB (röd, grön, blå) kameror för att beräkna gångparametrar och artificiell intelligens-teknik bestämmer detta system positionen för ledcentra. Det har testats och validerats på ett urval av 31 försökspersoner (vuxna och barn) vid Georges Charpak-institutet för mänsklig biomekanik. Detta system har validerats för användning av rums-temporala parametrar i kliniska tillämpningar men kräver fortfarande justeringar av de kinematiska parametrarna. Valideringen av denna markörlösa AQM för olika patologier, såsom ärftliga och/eller medfödda abnormiteter i nedre extremiteterna och/eller ryggraden, följt av dess implementering i rutinmässig klinisk praxis, skulle utgöra ett stort framsteg i förståelsen av olika muskuloskeletala modeller och i den diagnostiska, terapeutiska och uppföljningshanteringen av dessa patologier.

Förekomsten av pediatriska referenskorridorer är ovanlig, främst på grund av de förändringar som sker under hela tillväxten. En jämförelse mellan ett sjukt barn och en frisk vuxen är därför inte möjlig, på grund av tillväxtens specifika egenskaper. Dessutom, inom pediatriken själv, kan ett barn som fortfarande lär sig gå inte jämföras med en atletisk tonåring. Att erhålla referensstandarder för detta markörlösa rörelsefångstsystem baserat på friska barn skulle möjliggöra efterföljande jämförelse med vilken patologi som helst i nedre extremiteterna och/eller ryggraden hos barn som genomgår denna undersökning i rutinmässig klinisk praxis.