Investigadores de la Universidad de Sheffield han utilizado con éxito modelos simulados por computadora e imágenes médicas para probar la fuerza de los huesos de los niños pequeños. produciendo resultados que podrían ayudar a los fabricantes de asientos de automóvil a diseñar asientos de automóvil más seguros para niños pequeños.

El estudio, el primero sobre la resistencia ósea del lactante en relación con la edad / peso utilizando modelos desarrollados a partir de imágenes médicas modernas, se publica hoy en el Revista de Biomecánica y Modelado en Mecanobiología .

La investigación utilizó tomografías computarizadas (rayos X para tomar imágenes detalladas de los huesos desde diferentes ángulos) y modelos informáticos posteriores para establecer escenarios que observan cómo una cantidad diferente de fuerza afecta los huesos. Doblar y torcer los huesos para detectar el punto de ruptura.

Estas técnicas no invasivas crearon modelos tridimensionales del fémur (hueso del muslo) en el estudio de los huesos de niños desde recién nacidos hasta los tres años de edad.

Este es el rango de edad en el que se han realizado menos investigaciones anteriormente, pero también las edades en las que los niños no pueden hablar o comunicarse de manera efectiva sobre cómo ocurrió su lesión. También hay un período de rápido crecimiento entre estas edades y los investigadores pudieron determinar cómo se desarrollaron los huesos durante este tiempo y cómo cambió la fuerza de los huesos.

La protección ha mejorado significativamente desde la introducción de los asientos para automóviles, pero los accidentes automovilísticos siguen siendo una de las principales causas de lesiones que amenazan la vida de los niños. La ingeniería asistida por computadora es una parte esencial del desarrollo de vehículos y las evaluaciones de seguridad se basan cada vez más en simulaciones. Por lo tanto, es vital que las simulaciones correctas, utilizando modelos precisos, se utilizan para garantizar una seguridad óptima.

Las pruebas actuales para asientos de automóvil en pruebas de choque simuladas a menudo utilizan modelos reducidos de adultos para simular a un niño en una situación determinada. Sin embargo, anatómicamente, un niño pequeño tiene una estructura ósea muy diferente a la de un adulto:los huesos no están completamente formados y aún están creciendo.

Dr. Xinshan Li, del Instituto Insigneo de Medicina In silico y del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Sheffield, dijo:"Actualmente hay muy poca investigación que analice la fortaleza ósea de los niños pequeños. Nuestros datos se pueden aplicar para ayudar a los fabricantes de asientos para automóviles, fabricantes de cochecitos, fabricantes de juguetes y cualquier otra empresa que diseñe productos para niños, para diseñar y fabricar productos más seguros y utilizar nuestro modelo de resistencia ósea para probar sus productos antes de comercializarlos.

"Continuaremos nuestra investigación en esta área y esperamos trabajar en asociación con estas industrias para demostrar el impacto que nuestro trabajo podría tener para ayudar a prevenir y minimizar el impacto de posibles accidentes. Esto les dará a los padres la tranquilidad de que su hijo está lo más seguro posible y que los productos que están utilizando han sido probados utilizando las últimas y precisas técnicas ".

Dr. Amaka Offiah, Lector de imágenes musculoesqueléticas pediátricas en el Departamento de Oncología y Metabolismo de la Universidad de Sheffield, y radiólogo pediátrico consultor honorario en el Hospital de Niños de Sheffield, dijo:"Las fracturas óseas son comunes en la infancia y se estima que representan el 25 por ciento de todas las lesiones pediátricas. En general, pueden clasificarse en lesiones accidentales o infligidas.

"En la actualidad, distinguir entre estos a menudo puede ser extremadamente difícil. Debido a las dificultades para obtener muestras óseas pediátricas, ha habido una falta de investigación para proporcionar información basada en evidencia sobre la fuerza ósea en niños pequeños.

"Además de las aplicaciones basadas en la industria de la seguridad infantil, los hallazgos de nuestro estudio se pueden utilizar en el futuro para ayudar al diagnóstico clínico. Si podemos proporcionar una tabla que muestre la fuerza ósea por rango de edad para diferentes huesos del cuerpo, entonces podemos calcular la fuerza necesaria para romper ese hueso en particular. Esto ayudaría a los médicos a utilizar información basada en evidencia para decidir si una lesión es accidental o infligida. particularmente para los niños más pequeños que no pueden articular cómo ocurrió la lesión. Agradecemos a The Children's Hospital Charity, quien financió el trabajo inicial en esta área ".

El Insigneo Institute for in silico Medicine es una iniciativa de colaboración entre la Universidad de Sheffield, Sheffield Teaching Hospitals NHS Foundation Trust y Sheffield Children's NHS Foundation Trust (la medicina in silico también se conoce como medicina computacional). Es una colaboración multidisciplinaria entre más de 140 académicos y médicos para desarrollar simulaciones por computadora del cuerpo humano y sus procesos patológicos que se pueden utilizar directamente en la práctica clínica para mejorar el diagnóstico y el tratamiento. MultiSim es un programa financiado por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC) que tiene su sede en Insigneo.

Profesor Damien Lacroix, Director de MultiSim, dijo:"El proyecto MultiSim proporcionó recursos para esta investigación, ya que el equipo de investigación pudo utilizar las mismas técnicas de modelado y software que creamos para investigar las enfermedades musculoesqueléticas y aplicar esto al modelado de huesos de niños para probar su fuerza.

"Las aplicaciones potenciales de esta investigación son de gran alcance y demuestran cómo las simulaciones por computadora pueden potencialmente ahorrar tiempo y proporcionar un diagnóstico más confiable para los médicos".

El equipo de investigación continúa su trabajo en esta área y se basará en la investigación actual para evaluar otros huesos largos, como la tibia, ampliar su base de datos para garantizar una buena representación de los niños en cada rango de edad, y observe escenarios de lesiones más complejos.