Pesquisadores da Universidade de Sheffield usaram com sucesso modelos simulados por computador e imagens médicas para testar a resistência dos ossos de crianças pequenas, produzindo resultados que poderiam ajudar os fabricantes de cadeiras de carro a projetar cadeiras de carro mais seguras para crianças pequenas.

O estudo, o primeiro na resistência óssea infantil em relação à idade / peso usando modelos desenvolvidos a partir de imagens médicas modernas, é publicado hoje no Jornal de Biomecânica e Modelagem em Mecanobiologia .

A pesquisa usou tomografias - raios-x para tirar fotos detalhadas dos ossos de diferentes ângulos - e subsequentes modelos de computador para criar cenários que examinam como uma quantidade diferente de força afeta os ossos, dobrar e torcer os ossos para detectar o ponto de ruptura.

Essas técnicas não invasivas criaram modelos tridimensionais do fêmur (osso da coxa) no estudo dos ossos de crianças do recém-nascido à faixa etária de três anos.

Esta é a faixa etária com menos pesquisas realizadas anteriormente, mas também as idades em que as crianças não conseguem falar ou se comunicar com eficácia sobre como ocorreu a lesão. Há também um período de rápido crescimento entre essas idades e os pesquisadores foram capazes de determinar como os ossos se desenvolveram durante esse período e como a resistência óssea mudou.

A proteção melhorou significativamente desde a introdução dos assentos de carro, mas os acidentes de carro ainda são uma das principais causas de lesões com risco de vida em crianças. A engenharia auxiliada por computador é uma parte essencial do desenvolvimento de veículos e as avaliações de segurança dependem cada vez mais de simulações. Portanto, é vital que as simulações corretas, usando modelos precisos, são usados ​​para garantir a segurança ideal.

Os testes atuais para assentos de carro em testes de colisão simulados geralmente usam modelos reduzidos de adultos para simular uma criança em uma determinada situação. Contudo, anatomicamente, uma criança tem uma estrutura óssea muito diferente de um adulto - os ossos não estão totalmente formados e ainda estão crescendo.

Dr. Xinshan Li, do Insigneo Institute for in silico Medicine e do Department of Mechanical Engineering da University of Sheffield, disse:"Atualmente, há muito pouca pesquisa sobre a resistência óssea de crianças pequenas. Nossos dados podem ser aplicados para ajudar os fabricantes de assentos de carro, fabricantes de carrinhos de bebê, fabricantes de brinquedos e quaisquer outras empresas que desenvolvam produtos infantis, para projetar e fazer produtos mais seguros e usar nossa modelagem de resistência óssea para testar seus produtos antes de colocá-los no mercado.

"Continuaremos nossas pesquisas nesta área e esperamos trabalhar em parceria com essas indústrias para demonstrar o impacto que nosso trabalho pode ter em ajudar a prevenir e minimizar o impacto de acidentes em potencial. Isso dará aos pais tranquilidade de que seus filhos estão tão seguros quanto possível e que os produtos que estão usando foram testados usando as técnicas mais recentes e precisas. "

Dra. Amaka Offiah, Leitor em Imagem Musculoesquelética Pediátrica do Departamento de Oncologia e Metabolismo da Universidade de Sheffield, e Radiologista Pediátrico Consultor Honorário do Sheffield Children's Hospital, disse:"As fraturas ósseas são comuns na infância e foram estimadas em 25 por cento de todas as lesões pediátricas. Elas podem ser classificadas em lesões acidentais ou infligidas.

"Atualmente, distinguir entre eles pode ser extremamente difícil. Devido às dificuldades na obtenção de amostras ósseas pediátricas, tem havido uma falta de pesquisas para fornecer informações baseadas em evidências sobre a resistência óssea em crianças pequenas.

"Além das aplicações baseadas na indústria de segurança infantil, os achados de nosso estudo podem ser usados ​​no futuro para auxiliar no diagnóstico clínico. Se pudermos fornecer uma tabela que mostra a resistência óssea por faixa etária para diferentes ossos do corpo, podemos então calcular a força necessária para quebrar aquele osso específico. Isso ajudaria os médicos a usar informações baseadas em evidências para decidir se uma lesão é acidental ou infligida, particularmente para crianças mais novas que não são capazes de articular como a lesão ocorreu. Somos gratos à The Children's Hospital Charity, que financiou o trabalho inicial nesta área. "

O Insigneo Institute for in silico Medicine é uma iniciativa colaborativa entre a Universidade de Sheffield, Sheffield Teaching Hospitals NHS Foundation Trust e Sheffield Children's NHS Foundation Trust (a medicina in silico também é conhecida como medicina computacional). É uma colaboração multidisciplinar entre mais de 140 acadêmicos e médicos para desenvolver simulações de computador do corpo humano e seus processos de doença que podem ser usados ​​diretamente na prática clínica para melhorar o diagnóstico e o tratamento. MultiSim é um programa financiado pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Físicas e de Engenharia (EPSRC), com sede em Insigneo.

Professor Damien Lacroix, Diretor da MultiSim, disse:"O projeto MultiSim forneceu recursos para esta pesquisa, já que a equipe de pesquisa foi capaz de usar as mesmas técnicas de modelagem e software que criamos para examinar doenças musculoesqueléticas e aplicar isso à modelagem de ossos de crianças para testar sua força.

"As aplicações potenciais desta pesquisa são de longo alcance e demonstram como as simulações de computador podem economizar tempo e fornecer um diagnóstico mais confiável para os médicos."

A equipe de pesquisa está continuando seu trabalho nesta área e trabalhará com base na pesquisa atual para avaliar outros ossos longos, como a tíbia, expandir seu banco de dados para garantir uma boa representação das crianças em cada faixa etária, e observe cenários de lesões mais complexos.