Μελέτη της εξέλιξης του οστικού πώρου με τηλερυθμιζόμενο σύστημα διοστικών υπερήχων

Abstract

Σκοπός της παρούσας πειραματικής μελέτης είναι α)η διερεύνηση της διοστικής εφαρμογής των χαμηλής έντασης παλμικών υπερήχων για την ευόδωση της πώρωσης των καταγμάτων και β)η κατάδειξη της δυνατότητας παρακολούθησης της εξέλιξης της πώρωσης μέσα από τη διάδοση του κύματος των χαμηλής έντασης υπερήχων. Χρησιμοποιήθηκε μοντέλο οστεοτομίας στο μέσο της διάφυσης της κνήμης σε 40 σκελετικά ώριμα πρόβατα ενώ για τη συγκράτηση της ανάταξης και τη σταθεροποίηση εφαρμόστηκε συσκευή εξωτερικής οστεοσύνθε- σης. Δύο μεταλλάκτες υπερήχων εμφυτεύτηκαν στην εστία του κατάγματος και σε επαφή με το οστό. Για τη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των χαμηλής έντασης υπερήχων, τα ζώα χωρίστηκαν τυχαία σε δύο ισάριθμες ομάδες, την ομάδα θεραπείας και την ομάδα ελέγχου. Τα ζώα της ομάδας θεραπείας έλαβαν αλληλουχίες ημιτονοει- δών κυμάτων διάρκειας 200 psec, κεντρικής συχνότητας 1 MHz, ρυθμού επανάληψης παλμού 1 kHz και μέσης έντασης 30 mW/cm2 για 20 min ημερησίως. Για την παρακολούθηση της εξέλιξης της πώρωσης δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων με κυ- ματομορφές από ανακτηθέντα σήματα υπερήχων που αφορούσαν τα 20 ζώα της ομάδας θεραπείας και 10 ζώα από την ομάδα ελέγχου. Η θυσία των ζώων έγινε την 100Π μετεγχειρητική ημέρα. Η επίδραση των υπερήχων στην ευόδωση της πώρωσης αξιολογήθηκε μετά από ακτινολογικό έλεγχο, εμβιομηχανική δοκιμασία λυγισμού τριών σημείων και μέτρηση της οστικής πυκνότητας με χρήση ποσοτικής υπολογιστικής τομογραφίας. Η ανάλυση επιβίωσης με χρήση των καμπύλών Kaplan-Meier κατέδειξε στατιστικά υψηλότερη πιθανότητα ακτινολογικής πώρωσης για τα ζώα της ομάδας θεραπείας (ρ = 0,009). Στατιστικά σημαντική διαφορά παρατηρήθηκε επίσης για την οστι- κή πυκνότητα (ρ = 0,003, Wilcoxon nonparametric test), το φορτίο θραύσης (ρ = 0,001), την ακαμψία (ρ = 0,019), το Young's Modulus (ρ = 0,043) και τη μέγιστη αντοχή (ρ = 0,051) προς όφελος των ζώων που έλαβαν θεραπεία με υπερήχους. Η ανάλυση των κυματομορφών που αντιστοιχούσαν στα ανακτηθέντα σήματα των υπερήχων κατέ- δειξε ότι η ταχύτητα διάδοσης αυτών διαμέσου του πώρου αποτελεί μια σημαντική παράμετρο με δυνατότητα πρώιμης διάκρισης μεταξύ πωρωθέντων και μη πωρωθέ- ντων οστών (η περιοχή κάτωθεν της καμπύλης λειτουργικού χαρακτηριστικού δέκτη, ROC ήταν 0,810 και 0,841 την 80η και 100η μετεγχειρητική ημέρα αντίστοιχα). Η εφαρμογή των υπερήχων τόσο για τη θεραπεία όσο και για την παρακολούθηση της πώρωσης, υποστηρίζεται από ένα ολοκληρωμένο σύστημα τηλεϊατρικής, το οποίο ενσωματώνει μια φορητή συσκευή και μια κεντρική μονάδα διαχείρησης των ασθενών.