Investigadores de la Universidad de Sheffield han utilizado con éxito modelos simulados por computadora e imágenes médicas para evaluar la resistencia de los huesos de los niños pequeños, produciendo resultados que podrían ayudar a los fabricantes de asientos para el automóvil a diseñar asientos más seguros para los niños pequeños.
El estudio, el primero sobre la resistencia ósea infantil en relación con la edad / peso utilizando modelos desarrollados a partir de imágenes médicas modernas, se publica hoy en el Journal of Biomechanics and Modeling in Mechanobiology.
La investigación usó tomografías computarizadas, rayos X para tomar imágenes detalladas de los huesos desde diferentes ángulos, y modelos de computadora posteriores para establecer escenarios que observan cómo una cantidad diferente de fuerza afecta los huesos, doblando y torciendo los huesos paradetectar el punto de ruptura
Estas técnicas no invasivas crearon modelos 3D del fémur hueso del muslo en el estudio de los huesos de niños en el rango de edad de recién nacido a tres años de edad.
Este es el rango de edad que ha tenido la menor investigación realizada anteriormente, pero también las edades en que los niños no pueden hablar o comunicarse de manera efectiva sobre cómo ocurrió su lesión. También hay un período de rápido crecimiento entre estas edades y los investigadores pudieronpara determinar cómo se desarrollaron los huesos durante este tiempo y cómo cambió la resistencia ósea.
La protección ha mejorado significativamente desde la introducción de los asientos para automóviles, pero los accidentes automovilísticos siguen siendo una causa principal de lesiones que amenazan la vida de los niños. La ingeniería asistida por computadora es una parte esencial del desarrollo del vehículo y las evaluaciones de seguridad dependen cada vez más de las simulaciones. Por lo tanto, esvital que las simulaciones correctas, utilizando modelos precisos, se utilicen para garantizar una seguridad óptima.
Las pruebas actuales para asientos de automóvil en pruebas de choque simuladas a menudo usan modelos reducidos de adultos para simular a un niño en una situación dada. Sin embargo, anatómicamente, un niño tiene una estructura ósea muy diferente a la de un adulto: los huesos no están completamente formadosy sigue creciendo
El Dr. Xinshan Li, del Instituto Insigneo de Medicina in silico y del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Sheffield, dijo: "Actualmente hay muy poca investigación que analice la resistencia ósea de los niños pequeños. Nuestros datos se pueden aplicar aayude a los fabricantes de asientos de automóviles, fabricantes de cochecitos, fabricantes de juguetes y cualquier otra empresa que diseñe productos para niños, a diseñar y fabricar productos más seguros y a utilizar nuestro modelo de resistencia ósea para probar sus productos antes de lanzarlos al mercado.
"Continuaremos nuestra investigación en esta área y esperamos trabajar en asociación con estas industrias para demostrar el impacto que nuestro trabajo podría tener para ayudar a prevenir y minimizar el impacto de posibles accidentes. Esto les dará a los padres la tranquilidad de que suschild es lo más seguro posible y que los productos que están usando han sido probados utilizando las técnicas más recientes y precisas ".
La Dra. Amaka Offiah, Lectora de Imágenes Musculoesqueléticas Pediátricas en el Departamento de Oncología y Metabolismo de la Universidad de Sheffield, y Consultora Honoraria de Radiólogos Pediátricos en el Hospital de Niños Sheffield, dijo: "Las fracturas óseas son comunes en la infancia y se ha estimado que representan25 por ciento de todas las lesiones pediátricas. Se pueden clasificar en general en lesiones accidentales o infligidas.
"Actualmente, distinguir entre estos a menudo puede ser extremadamente difícil. Debido a las dificultades para obtener muestras de hueso pediátrico, ha habido una falta de investigación para proporcionar información basada en evidencia sobre la resistencia ósea en niños pequeños.
"Además de las aplicaciones basadas en la industria de seguridad infantil, los hallazgos de nuestro estudio pueden usarse en el futuro para ayudar al diagnóstico clínico. Si podemos proporcionar una tabla que muestre la resistencia ósea por rango de edad para diferentes huesos del cuerpo,luego puede calcular la fuerza requerida para romper ese hueso en particular. Esto ayudaría a los médicos a utilizar información basada en evidencia para decidir si una lesión es accidental o infligida, particularmente para los niños más pequeños que no pueden articular cómo ocurrió la lesión.agradecido a The Children's Hospital Charity, que financió el trabajo inicial en esta área ".
El Insigneo Institute for in silico Medicine es una iniciativa de colaboración entre la Universidad de Sheffield, Sheffield Teaching Hospitals NHS Foundation Trust y Sheffield Children's NHS Foundation Trust la medicina in silico también se conoce como medicina computacional. Es una colaboración multidisciplinaria entre más de140 académicos y clínicos para desarrollar simulaciones por computadora del cuerpo humano y sus procesos de enfermedades que pueden usarse directamente en la práctica clínica para mejorar el diagnóstico y el tratamiento MultiSim es un programa financiado por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas EPSRC con sede en Insigneo.
El profesor Damien Lacroix, Director de MultiSim, dijo: "El proyecto MultiSim proporcionó recursos para esta investigación, ya que el equipo de investigación pudo usar las mismas técnicas y software de modelado que creamos para examinar las enfermedades musculoesqueléticas y aplicar esto al modelado para niñoshuesos para probar su fuerza.
"Las aplicaciones potenciales de esta investigación son de largo alcance y demuestran cómo las simulaciones por computadora pueden potencialmente ahorrar tiempo y proporcionar un diagnóstico más confiable para los médicos".
El equipo de investigación continúa su trabajo en esta área y se basará en la investigación actual para evaluar otros huesos largos, como la tibia, expandir su base de datos para garantizar una buena representación de los niños en cada rango de edad y ver másescenarios de lesiones complejas.
'Investigando la respuesta mecánica del hueso pediátrico bajo flexión y torsión usando análisis de elementos finitos' por Zainab Altai, Marco Viceconti, Amaka Offiah y Xinshan Li se publica en el Journal of Biomechanics and Modeling in Mechanobiology .
Este estudio fue apoyado por el Comité Superior para el Desarrollo de la Educación en Iraq HCED. El proyecto también recibió fondos del Proyecto MultiSim y el programa H2020 de la Comisión Europea a través del Centro de Excelencia CompBioMed.
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Materiales proporcionado por Universidad de Sheffield . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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