Corticale botbeoordeling met behulp van ultrasone geleide golven: een reproduceerbaarheidsonderzoek in een gezonde populatie

Het idee van het onderzoek is om een klinisch apparaat te ontwikkelen voor corticale botmetingen met behulp van echografie, zodat het draagbaar, op zijn minst transporteerbaar en niet-ioniserend kan zijn. Het meetprincipe is gebaseerd op ultrasoon geleide golven, beide frequenties zijn afhankelijk van zowel materialen als de geometrie van corticaal bot. De huidige gouden standaard voor botbeoordeling is DXA, de röntgenbotdensitometrie.

Het zorgt voor een botmineralositeit. Het is erg handig, maar heeft enige beperking. Ten eerste vereist het een speciale ruimte.

Het vermogen om te discrimineren is slechts matig, en dan is het niet algemeen beschikbaar in veel delen van de wereld, zoals Latijns-Amerika, met name in het volksgezondheidssysteem. U kunt andere apparaten gebruiken voor botbeoordeling, zoals MRI of QCT, maar deze zijn groter en nog minder beschikbaar. Tot slot blijkt dat echografie een zeer interessant en veelbelovend alternatief is.

De eerste uitdaging is het vinden van bruikbare klinische parameters. In deze studie hebben we twee soorten parameters, voorbereidingssnelheid, die heel gemakkelijk zijn, een robuuste maatstaf, maar niet zo gemakkelijk te interpreteren. En we hebben ook corticale dikte en porositeit, die gemakkelijker te interpreteren zijn in termen van kwaliteit en kwantiteit van het bot, maar minder gemakkelijk te meten.

En dan is de tweede uitdaging om deze parameter op een zeer precieze en betrouwbare manier te meten. Waarom? We willen heel kleine verschillen tussen patiënten meten. Voor de volgende stap zal ons lab zich richten op het ontwerp van de volgende generatie van het apparaat, dat hopelijk zeer draagbaar zal zijn, dankzij de vooruitgang van de elektronica.

We zullen ook nieuwe klinische parameters opnemen die voortkomen uit kunstmatige intelligentie en machine learning. En tot slot zullen we ons ook richten op verschillende plaatsen van fragiliteitsfracturen, in het bijzonder voor heupfracturen, met het idee om de preventie en het volgen van patiënten te verbeteren. Plaats om te beginnen de elektrische isolatie, transformator, elektronische module en laptop naast elkaar op een grote tafel, zorg voor voldoende ruimte voor deze onderdelen om de onderarm van de deelnemer te plaatsen.

Sluit de elektrische isolatietransformator aan op de huishoudelijke stroombron van de kamer met behulp van een speciale kabel. Sluit de elektronische module aan op de elektrische isolatietransformator met een speciale stroomkabel. Druk op de aan-knop op de transformator om de module van stroom te voorzien en schakel vervolgens de elektronische module in.

Sluit vervolgens de laptop aan op de module met behulp van de speciale USB-kabel om de overdracht van gedigitaliseerde signalen naar de computer mogelijk te maken. Als de laptop stroom nodig heeft, sluit u de voedingskabel aan op de elektrische isolatietransformator. Sluit de ultrasone sonde aan op de module met behulp van de speciale kabelsleuf aan de voorkant van de module.

Plaats de pedaalschakelaar op de vloer in de buurt van de voeten van de bediener, zodat u er gemakkelijk bij kunt tijdens de meting. Sluit de pedaalschakelaar aan op de laptop met behulp van een USB-kabel. Nodig de deelnemer om te beginnen uit om voor de operator te gaan zitten met zijn blote onderarm op de tafel voor het ultrasone apparaat met bidirectionele axiale transmissie.

Meet de straallengte met behulp van een liniaal van de radiale styloïde tot de elleboog. Deel de lengte door drieën. Markeer vervolgens de meetplaats op een derde van de distale radius met een pen.

Klik op de mens-machine-interface of het HMI-pictogram op de laptop. Voeg in het pop-upvenster de gegevens van de deelnemer toe, waaronder de geanonimiseerde ID, lateraliteit, gemeten locatie, operator-ID en geslacht. Breng vervolgens eco-grafische gel aan op de voorkant van de ultrasone sonde en op de gemarkeerde meetplaats op de onderarm van de deelnemer om ultrasone golfvoortplanting te garanderen.

Plaats de sonde in contact met de onderarm en lijn het midden uit met de markering. Nadat u de sonde in contact hebt gebracht met de gemarkeerde locatie op de onderarm van de deelnemer, klikt u op de START-knop in de rechterbenedenhoek van de HMI-software. Let op de snelheden van het eerste aankomende signaal, of VFOS-parameterwaarde, die wordt weergegeven in de interface, die elke 0,5 seconde wordt bijgewerkt.

Pas de positie van de sonde langzaam aan om een vFAS-parameterwaarde te bereiken binnen het normale bereik van 3800 tot 4200 meter per seconde. Pas vervolgens de positie van de sonde aan terwijl u de bidirectionele waarde observeert die in een specifiek geval van de interface wordt weergegeven. Oefen lichte druk uit op één kant van de sonde om de absolute hoekwaarde te verkleinen tot minder dan 2 graden, wat zorgt voor een betere parallelliteit tussen de sonde en het botoppervlak.

Pas de positie van de sonde aan terwijl u de VA0-parameterwaarde observeert die op de interface wordt weergegeven. Streef vervolgens naar een waarde binnen het normale bereik van 1.500 tot 1.900 meter per seconde, waarbij u ervoor zorgt dat de VA0-variatie tussen opeenvolgende berekeningen minder dan 40 meter per seconde is. Raadpleeg in geval van problemen de geleide golfbeeldspectra in de rechterkolom van de interface.

Controleer of het bovenste spectrum wordt weergegeven als een ononderbroken lijn met een helling die de VA0-waarde weergeeft. Bekijk vervolgens het omgekeerde probleembeeld, dat automatisch verschijnt zodra de vFAS- en VA0-snelheden en hoekwaarden zijn gestabiliseerd. Controleer of de afbeelding één maximum bevat dat is aangegeven met een duidelijke pixel en een of meer secundaire maxima die zijn aangegeven met een andere kleur.

De drie ontbrekende kwaliteitsparameters, max, diff en low K, worden automatisch in realtime berekend. Pas de positie van de sonde langzaam aan terwijl u de beeldmaxima van het omgekeerde probleem observeert. Streef ernaar om het hoogst mogelijke eerste maximum en het laagst mogelijke secundaire maximum te vinden met behulp van de overeenkomstige gevallen op de interface.

Bekijk in geval van problemen het geleide golfspectrumbeeld in de rechterkolom van de interface. Zorg ervoor dat het onderste deel van het spectrum ononderbroken lijnen heeft die hoge fasesnelheidsmodi vertegenwoordigen met de parameterkwaliteit, lage K, zo hoog mogelijk. Zodra een acceptabel beeld van het omgekeerde probleem is bereikt, stabiliseert u de positie van de sonde en zorgt u ervoor dat er geen significante veranderingen zijn tussen opeenvolgende berekeningen.

Zodra een stabiele positie is bereikt, drukt u met de voet op de pedaalschakelaar om een reeks van 10 acquisities te starten. Nadat de reeks is afgelopen, observeert u de gemiddelden en standaarddeviaties van de parameters van belang. Als de standaarddeviaties onder de vaste drempels liggen, accepteert u de reeks.

Wijs het anders af. Nadat u op de optie STOP hebt gedrukt, controleert u of de definitieve waarden automatisch worden gerapporteerd in de gegenereerde PDF. Controleer het tweede nauwkeurige rapport dat is gegenereerd met behulp van exacte golfgeleidermodelwaarden voor de berekeningen van het omgekeerde probleem in plaats van de geschatte waarden die in het eerste automatische rapport zijn gebruikt.

Vergelijk de automatische en nauwkeurige rapporten om consistentie te garanderen. Verwijder inconsistente reeksen die niet automatisch worden geëlimineerd om de gegevensset te voltooien.