Wieloskalowe mięśniowo-szkieletowe modele kolana
Często uważane za nieuchronne skutki starzenia, choroby mięśniowo-szkieletowe (MSD) stanowią ponad połowę wszystkich przewlekłych chorób u osób po 50 roku życia w krajach rozwiniętych. W finansowanym przez UE projekcie MULTISCALEHUMAN (Multi-scale biological modalities for physiological human articulation) uczestniczyło siedem ośrodków z czterech krajów. Uczestnicy projektu MULTISCALEHUMAN zgromadzili imponujący zbiór modeli i danych związanych z różnymi najnowocześniejszymi technologiami obrazowania oraz analizy tkankowej. Stworzono model aktywności mięśniowej kończyn dolnych na podstawie obrazowania rezonansem magnetycznym. Objął on odkształcenia mięśni podczas ćwiczeń. Podczas prac nad funkcją kolan, polegającą na wspieraniu masy ciała, wymyślono dwie różne metody pomiaru grubości chrząstki kości udowej, aby wspomóc oceny choroby zwyrodnieniowej stawów w odniesieniu do obciążenia. Stworzono szczegółowy model stawu kolanowego, który uwzględnia struktury kostne, chrzęstne, łękotki i więzadła. Współpraca w obrębie projektu umożliwiła wprowadzenie do modelu zintegrowanych pomiarów tkanek miękkich (łękotka, chrząstka) oraz kinetyki stawu. Modele mięśniowo-szkieletowe umożliwiły wykrywanie zmian w aktywacji mięśni przed całkowitą wymianą stawów kolanowych i po tym zabiegu. Działający na wielu płaszczyznach system CAD może wspomagać analizy porównawcze przypadków klinicznych oraz ewaluację postępów pacjentów. Model ludzkiej chrząstki w przypadku choroby zwyrodnieniowej stawów pokazuje postępy choroby na poziomie molekularnym, komórkowym i tkankowym. Metoda modelowania agentowego może stanowić szybszą i tańszą alternatywę badania oddziaływań molekularnych w stosunku do badań laboratoryjnych. Stworzono również strategie inżynierii tkankowej łękotki i tkanki chrzęstno-kostnej, jak również zoptymalizowane rusztowania. Wyniki badań zaprezentowano na różnych konferencjach, warsztatach i spotkaniach na całym świecie. Jak dotąd opublikowano ponad 40 artykułów, a dwa z nich wygrały nagrody na najlepszy artykuł. Wszyscy partnerzy umieścili wyniki w książce "3D Multiscale Physiological Human" opublikowanej przez wydawnictwo Springer. Projekt MULTISCALEHUMAN nakreślił strategię bazującej na ontologii wizualizacji danych dotyczących MSD na szeroką skalę. W ten sposób projekt przyczynił się i w dalszym ciągu będzie się przyczyniać do spersonalizowanej opieki zdrowotnej w przypadku MSD, korzystającej z technologii informatycznej na usługach medycyny.
Słowa kluczowe
Modelowanie, mięśniowo-szkieletowy, MultiScaleHuman, choroba zwyrodnieniowa stawów, inżynieria tkankowa
