Ambulante monitoring van kniebelasting tijdens dagelijkse activiteit in het kader van individualisering van behandeling en revalidatie voor knieartrose patiënten

Ontwikkeling van effectieve behandeling en revalidatie strategieën voor
knieartrose vereist inzicht in piekbelasting en repetitieve belastingspatronen
tijdens algemene dagelijkse activiteit en inspanning. Met name, bij obese
patiënten wordt een versnelde progressie van de aandoening waargenomen, die
mogelijk berust op biomechanische en systemische factoren. In de huidige studie
willen wij evalueren welke pathomechanica er bestaat bij obese vroege artrose
patiënten tijdens dagelijkse activiteit. Dit wordt gemonitord middels een
innovatieve 'smart knee brace' welke kinematische en activiteitgegevens
verzameld. Daaropvolgend wordt er gekeken naar biologische (biomarkers) en
structurele (kwantitatieve MRI) adaptatie van het kraakbeen in relatie tot
afwijjkende kniemechanica tijdens ADL.

Eerdere studies (10) suggereerden dat kraakbeendegeneratie vanwege obesitas
veroorzaakt zou kunnen worden door verschuiving van de belaste
kraakbeenregio's, door veranderingen in de kinematica van het gewricht tijdens
ADL. Zo'n verschuiving over het kraakbeenoppervlak zorgt er mogelijk voor dat
nieuwe regio's excessief belast worden en blootgesteld worden aan andere mate
van compressie- en tensiekrachten of dat ze onbelast raken. De metabole
sensitiviteit van chondrocyten voor zulke veranderingen in hun mechanische
omgeving, gecombineerd met het lage adaptiepotentieel van uitgerijpt kraakbeen,
zou kunnen leiden tot kraakbeendegeneratie en premature artrose bij obesitas
(11,14). Obesitas zou dan ook als een model kunnen dienen om de relatie tussen
mechanica en biologie te begrijpen evenals bij het verklaren van het belang om
normale ambulante kinematica te herstellen bij obese mensen om premature
knieartrose te voorkomen.

De primaire vraagstelling voor deze studie zijn:

1. Leidt obesitas tot ongunstige kinematica en verschuiving van belaste regio's
op het kraakbeenoppervlak van de knie tijdens dagelijkse activiteit?
2. Heeft obesitas een effect op de biologische respons op kraakbeenbelasting
gemeten aan de hand van biomarkers mogelijk geassocieerd met
kraakbeendegeneratie?
3. Welke compensatoire strategieën (kinematica, activiteitpatronen), gebruiken
obesen tijdens dagelijkse activiteit om hun knie te ontlasten?

De studie is een cross-sectionele studie waarbij 3 groepen worden geïncludeerd.
Deze groepen bestaan uit een obese (BMI>30) knieartrose groep (OA) en een
non-obese (BMI<25) OA groep en een derde gezonde controle groep. De groepen
worden gematched voor leeftijd en geslacht. Alle testen worden slechts éénmaal
uitgevoerd, om de drie groepen onderling te kunnen vergelijken voor mechanica
van de onderste extremiteit (mbt het kniegewricht), kraakbeenadaptatie
(kraakbeendegeneratie) en biologische adaptatie (biomarkers in de urine).

De proefpersonen worden in de drie groepen ingedeeld op basis van de BMI
(BMI<25, non-obese groep en BMI>30, obese groep), en een gezonde controle groep.
Dit levert 3 groepen:
1. Obese (BMI>30) met knieartrose (volgens de classificatie criteria van het
American College of Rheumatology)
2. Non-obese (BMI<25) met knieartrose
3. Gezonde controle groep (BMI<25 en geen knieartrose en/of andere exclusie
criteria)

Er is geen blindering. De onderzoekers weten tot welke groep de proefpersonen
behoren en de proefpersoon weet in welke groep hij is geplaatst.

De metingen vinden plaats op 2 verschillende locaties (het bewegingslab van de
afdeling Human Movement Sciences van de UM en de afdeling Radiologie van het
AZM). De proefpersonen worden gemeten op één dag. Allereerst worden de
proefpersonen gemeten in het bewegingslab van de UM. Voor aanvang van de testen
moeten zij hun ochtend (midstream) urine inlveeren die zij opdezlfde ochtend
als de testen hebben opgevang in het steriele potje dat ze vooraf hebben
ontvangen. Deze worden ingevroren en verwerkt op het lab van de afdeling
Orthopedie. Daarna vangen we aan met maximale isometrische en isokinetische
knie flexoren en extensoren krachtmbv een Biodex dynamometer in het
bewegingslab. Vervolgens wordt een 3D-bewegingsanalyse uitgevoerd in combinatie
met EMG metingen via een 8-kanaals draadloze EMG unit. Daarna zal er een
MRI-scan volgen op de afdeling Radiologie van het AZM. De proefpersonen worden
begeleidt door een van de onderzoekers. Nadat deze metingen en scan zijn
uitgevoerd keren de proefpersonen huiswaarts met een metende kniebrace
voor 1 dag monitoring. De kniebrace wordt weer opgepikt door een van de
onderzoekers voor data-analyse. De proefpersonen ontvangen instructies over het
gebruik en opladen van de brace. Daarnaast zal een CAM activiteitenmonitor de
activiteit van de proefpersoon gedurende 7 dagen monitoren. Ook hiervoor
ontvangt de proefpersoon instructies over het gebruik.

De belasting is uiterst minimaal en vraagt niet meer dan het uitvoeren van
simpele bewegingen die men in het dagelijks leven ook doet. Dit wordt gedaan in
een volledig verlichte ruimte, met meerdere onderzoekers ter plaatste op een
vlakke ondergrond. De MRI is ook een reguliere MRI die men in het artrose
proces wellicht als patient ook zal moeten ondergaan. We realiseren ons de
mogelijkheid dat proefpersonen mogelijk last van de kleine ruimte krijgen en
geven daarom ook duidelijk aan dat daar door al het betrokken personeel op
gelet wordt en men de vrijheid heeft om de test op ieder moment vrijwillig af
te breken. De overige testen betreffen het opvangen van urine, hetgeen een
vrouw van 50-65 jaar vaak al menigmaal heeft moeten doen ivm urineweginfectie
die zeer veel voorkomen. Daarnaast is dit geenszins belastend en draagt geen
risico's met zich mee. Ook het dragen van de brace is niet belastend en vraagt
slechts wat instructie mbt het aantrekken van de brace en het opladen. Verder
doet de brace al het werk zelfstandig. Hetzelfde geldt voor de CAM
activiteitenmonitor; deze vergt nog minder instructie dan de kniebrace en werkt
geheel zelfstandig.