De ontwikkeling en toetsing van biomechanische computermodellen, gemaakt door middel van MRI.

Biomechanische spierskeletmodellen worden gebruikt om meer inzicht te krijgen
in de mechanica van spierskeletaandoeningen en het voorspellen van chirurgische
ingrepen. Momenteel zijn deze modellen gebaseerd op metingen aan kadavers. Van
deze kadavers werden bot- en spierarchitectuur bepaald en gebruikt als input
voor deze modellen. Vervolgens kon door middel van schaling een model
persoonsspecifiek worden gemaakt. Uit eerste resultaten bleek dat deze schaling
op populatieniveau voldoende waren echter voor een klinische toepassing op het
individu was er te veel variatie, om bijvoorbeeld spieractivatie of
gewrichtsbelasting te voorspellen. Dit beperkt het gebruik van deze modellen in
een klinische setting. Wij denken dat beeldvormende technieken kunnen worden
toegepast voor het meten van spier- en botkenmerken, zodat we betere
biomechanische modellen kunnen maken.
Murphy en anderen (1986) was een van de eerste die de toepassing van MRI op
skeletspieren toepaste. Ze waren in staat om spieren te onderscheidden, ondanks
de lage resolutie van de gemaakte MR beelden. Hedendaagse MRI-scanners (3 tesla
of hoger) kunnen hoogwaardige beelden maken met hoog contrast en resolutie.
Daarmee kan een beter onderscheidt worden gemaakt tussen spieren, en kan met
bepaalde procedures vezelrichtingen worden bepaald. Froeling en anderen (2012)
beschreven dit gebruik makende van een geavanceerde MRI techniek, Diffusion
Tensor Imaging (DTI). Vervolgens kunnen fysiologische dwarsdoorsneden (PCSA)
worden uitgerekend. Deze PCSA is een belangrijke maat voor de maximale kracht
van een spier, daarmee is dit ook een van de belangrijke kenmerken die nodig
zijn voor de ontwikkeling van biomechanische modellen. Naast de PCSA zijn ook
de aanhechtingspunten van de spieren op het bot belangrijk voor de functie van
de spier, welke ook tussen mensen grote verschillen kunnen bestaan. Voor deze
spierparameters zorgt de grote spreiding in de populatie voor verschillen in
modellen die met behulp van schaling niet op te vangen zijn. Daarom is het
meten van deze parameters belangrijk voor de ontwikkeling van
persoonsspecifieke modellen.

Het doel van dit onderzoek is het voorspellen van gewrichtsbelasting en
spieractivatie gedurende taken van het dagelijks leven. Door gebruik te maken
van biomechanische modellen kunnen deze interne parameters worden bepaald.
Echter is het belangrijk persoonsspecifieke kenmerken in kaart te brengen,
zodat deze modellen daadwerkelijk de proefpersoon benaderen. Hiervoor zal met
behulp van MRI spier- en botkenmerken worden gemeten.

Cross sectionele studie. Waarbij een deel van de onderzoekspopulatie deel
zullen nemen aan de reproduceerbaarheid.

De testen die uitgevoerd worden zijn minimaal belastend. De bewegingsanalyse in
het lab vraagt enkel bewegingen als lopen, traplopen, zitten en opstaan.
Hierbij is op het trapje een reling geplaatst om aan vast te houden indien
noodzakelijk. Ook wordt de proefpersoon continu begeleid door een onderzoeker.
De ondergrond is vlak en vrijgemaakt van mogelijke obstakels. Daarnaast is het
mogelijk dat zich enige vorm van spierpijn ontwikkeld op de dag van of mogelijk
enkele dagen na de maximale krachttesten.
De MRI duurt ongeveer twee uur. Het enige risico dat hier bestaat is dat de
proefpersoon tijdens de scan last krijgt van claustrofobie (angst in kleine
ruimten). Deze kans is echter zeer gering als niet al op voorhand sprake was
van een dergelijke aandoening. Mocht de proefpersoon om wat voor reden dan ook
toch last krijgen van benauwdheid en/of angst, dan is diegene vrij om de test
op ieder gewenst moment af te breken. Daarnaast wordt de proefpersoon
nauwlettend in de gaten gehouden door de radiologie-laboranten die het
onderzoek uitvoeren.