Projekti / Programi
Definicija neinvazivne metode vrednotenja mišične atrofije: od validacije do aplikacije
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 5.10.03 |
Družboslovje |
Šport |
Kineziologija - biomehanski, biometrični vidik |
| Koda |
Veda |
Področje |
| B580 |
Biomedicinske vede |
Okostje, mišice, revmatologija, lokomocija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.03 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Zdravstvene vede |
Skeletna mišica, atrofija, hipetrofija, elektromiografija, tenziomiografija
Raziskovalci (21)
Organizacije (3)
Povzetek
Sodobne analize delovnega in bivalnega okolja človeka ter najpogostejših vzrokov poškodb in obolenj poročajo o 25% pojavnosti bolečin v mišicah. V kar 49% je poškodba skeletno-mišičnega sistema vzrok za odsotnost od dela in v kar 60% vzrok za trajnostne poškodbe. Ohranjanje mišične mase je, ob vse večji gibalni/športni neaktivnosti, ključnega pomena za zdravje človeka.
Mišična atrofija je dobro poznan pojav, ki definira izgubo mišičnega volumna, kot posledice bolezni oziroma poškodbe, neuravnotežene prehrane ali pomanjkanja gibalno/športne aktivnosti. Navkljub številnim raziskavam, ki preučujejo mišično atrofijo in ugotovitvam, ki analizirajo njene posledice, je še vedno veliko neodgovorjenih vprašanj, predvsem s stališča objektivnih kazalnikov, metod in postopkov merjenja. Današnji postopki so kompleksni, premalo občutljivi, še posebej izven kliničnih primerov, ko je pomembno zaznavanje že najmanjših sprememb.
Že leta 1978 so kot objektivno merilno metodo predlagali razmerje med mehanskim odzivom sile mišice in živčno-mišično električno aktivnostjo kot mero elektromehanske učinkovitosti. Zaradi visoke variabilnosti in posledično nizke občutljivosti ta metoda ni nikoli prešla v praktično uporabo. Bistven preskok se je zgodil 1990, ko so v isto razmerje zajeli prečne vibracije mišičnih vlaken namesto sile in tako razvili ustreznejši merilni postopek spremljanja mišične atrofije. Kmalu so raziskovalci tudi tu naleteli na konkretne ovire. Še vedno prenizka občutljivost in tudi ponovljivost je omejevala uporabo metode zgolj na težke klinične primere in kronična obolenja. Ideja o neinvazivnem markerju mišične atrofije je tako ostala do danes neraziskana in opuščena.
Leta 1997 je SLO znanstveni prostor pomembno prispeval k uresničevanju tega cilja. Težave merilnih postopkov in senzorjev zajema prečnih mehanskih deformacij mišičnega trebuha (merilnika pospeška, mikrofona, laserskega žarka) so prebrodili s predlaganim senzorjem prečnega odmika trebuha mišice. Senzor linearnega odmika preko kontroliranega kontakta na mišični trebuh pritisne in tako poveča geometrijsko razdaljo med sproščeno ter skrčeno mišico. S tem je nastala neinvazivna in selektivna metoda, ki se odlikuje z visoko občutljivostjo in ponovljivostjo. Metoda spremljanja prečnega odmika je bila do danes validirana, preizkušena in patentirana v EU.
Sočasno je bila nadgrajena tudi metoda površinskega spremljanja živčno-mišične električne aktivnosti in od leta 2004 omogoča 2D spremljanje skeletne mišice na njeni celotni površini in globini. V Sloveniji patentirana metoda izločanja akcijskih potencialov omogoča dekompozicijo elektromiograma in s tem identifikacijo aktivnih motoričnih enot, kar omogoča vrednotenje rekrutacije, utrujenosti, itd.
V predlaganem temeljnem projektu smo si za glavni cilj zadali opredeliti in razviti neinvazivni merilni postopek atrofije in hipertrofije skeletne mišice ter izboljšati aktualne postopke vrednotenja mišične adaptacije. Na osnovi mehanskega odziva odebelitve, premika, vibracij mišičnega trebuha in vlaken ter živčno-mišične električne aktivnosti bomo definirali ustrezni marker. Ostali cilji pa so usmerjeni v modeliranje razlik časovne dinamike adaptacije mišičnih glav ob odsotnosti gibanja, staranju, vadbi in ob postopkih rehabilitacije po kolenskih/kolčnih posegih. Z razvojem predvidenega markerja mišične adaptacije bomo tako prispevali novo storitev - meritev.
Projekt bomo izvedli skladno s pravili izvajanja poskusov na človeku, s pridobljenimi dovoljenji etične komisije, soglasji preiskovancev in skladno s pravili Helsinške deklaracije. Ob uspešnem zaključku projektu predvidevamo prijavo patenta, objavo več znanstvenih prispevkov, dveh doktoratov in oblikovanje ustreznega programa izobraževanja.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskovalci Inštituta za kineziološke raziskave UP ZRS, prijavitelja projekta, že vrsto let sodelujejo v raziskavah na področjih vesoljske fiziologije, kjer proučujejo učinke mikrogravitacije na človeka. Pomemben del raziskovanja pa je usmerjen na področje fiziologije vadbe in okoljske fiziologije, v proučevanje motorične učinkovitosti in delazmožnosti človeka v interakciji z okoljem. Temeljni izziv raziskovanja prijavitelja je vedno bil skeletno-mišični sistem. Raziskovanje po projektu je slonelo na produktu slovenske znanosti - Tenziomiografije, ki je v letu 1991 doživel prvo znanstveno objavo in kasneje v letu 1997 tudi prvo znanstveno objavo SCI. Do danes je bila metoda objavljena v že 70 znanstvenih objav SCI, od tega le v zadnjem letu 17. To dokazuje znanstveno sprejemljivost metode za merjenje mišičnih kontraktilnih lastnosti. V pričujočem projektu smo metodo nadgradili in poskrbeli za še kakovostnejšo interpretacijo rezultatov ter njeno uporabo na večih znanstvenih podpodročjih. Tako v nadaljnjih letih pričakujemo predvsem preboj na področje epidemiološkega spremljanja staranja, natančneje sarkopenije. Preboj bo viden tudi v zgodnji in občutljivi detekciji zgodnjih atrofičnih procesov, ki so na populaciji starejših še posebej pomembni, saj lahko atrofija vodi v nerevrzibilne spremembe skeletne mišice, kar je izjemnega kliničnega pomena. Se pa preboj seveda pričakuje tudi na področju športa in rehabilitacije, kjer smo že objavili prve resne študije vpliva treninga na športni dosežek. V letu 2015 smo akreditirali FIFA medical centre of excellence, ki bo omogočal sistematično raziskovalno in strokovno delo v nogometu. Pomemben aspekt je tudi povezovanje znanstvenih področij, saj se z novopostavljeno metodo pogosto umeščamo predvsem v medicinske in fizioterapevtske znanstvene revije in tako skrbimo za promocijo kineziologije in prenos kinezioloških metod raziskovanja v klinično okolje ter predvsem v medicinsko diagnostiko.
Pomen za razvoj Slovenije
Prenos znanj in tehnologij iz raziskovalnih in izobraževalnih zavodov v gospodarstvo ter drugim uporabnikom znanja je ena pomembnih usmeritev sodobnega enotnega evropskega prostora. Slabo zdravstveno stanje sodobnega človeka dodatno spodbuja potrebo povezovanja in prenosa znanja in tehnologij tudi v zdravstvo in medicino. Smernice EU (razpisi HORIZON) spodbujajo gospodarstvo in raziskovalne institucije k prenosu znanj na področja trajnostnega razvoja okolja in človeka. Prijavitelj projekta UP ZRS Inštitut za kineziološke raziskave, je sodelovanje z gospodarstvom vpel v svoje delo že ob sami ustanovitvi in se redno dopolnjuje v različnih projektih. V projektu smo nadgrajevali diagnostično-raziskovalno metodo slovenskega izvora in sicer smo ugotavljali mehanizme posameznih kontraktilnih parametrov, ki jih z njo dobimo. S tem bomo omogočili njenim uporabnikom kakovostnejši in veljavnejšo interpretacijo rezultatov. Kot vsaka znanstvena metoda, tudi tenziomiografija potrebuje po večletnem obstoju temeljno in aplikativno raziskovanje, na osnovi katerega smo lahko obrazložili spreminjanje s TMG detektiranih kontraktilnih parametrov, da bo zdravnikom, terapevetom, kineziologom, športnim trenerjem omogočeno usmerjanje in odločanje po opravljenih meritvah. Kot dokaz temu je zagotovo prispevala veljavnostna študija Šimuniča et al. (2011), po kateri je znatno poraslo število člankov SCI - pred študijo 1-4 na leto, po njej pa kar 6-14 letno. Podjetje TMG-BMC je tudi pričelo z programi usposabljanja za študente za rokovanje z opremo TMG in tako na letni ravni usposobijo preko 40 kandidatov, v treh različnih stopnjah usposabljanja. Prijavitelj vsakoletno opravlja različne družbene promocijske aktivnosti na področju kineziologije za kakovost življenja. Redno izvaja promocijske meritve športnih klubov, športnih oddelkov srednjih šol, vrhunskih in rekreativnih športnikov, itd. Prepričani smo, da lahko z neposredno uporabo in aplikacijo novih znanj v prakso pomembno prispevamo k uzaveščenju širših množic o pomenu skladnega gibanja, o morebitnih posledicah neustreznih mišičnih adaptacij, problemov, ki iz te izhajajo. Prispevali pa bomo tudi nova znanja k edukaciji ustreznih strokovnjakov, ki se bodo neposredno ukvarjali z uporabniki (fizioterapevti, trenerji). Zagotovo pa bo z novo izobraženim kadrom študijskega programa Aplikativna kineziologija nova merilna oprema ustrezno vključena in uporabljana tudi v drugih področjih kineziologije, zdravja in ergonomije. Promocijo Slovenije smo dosegli predvsem z našim dolgoletnim delom z največjim nogmetnim klubom FC Barcelona, ki je naše delo prepoznal v letu 2015, ko je v svoji publikaciji Muscle Injuies Clinical Guide omenil rabo Tenziomiografije (s tem posredno tudi senzorja EMU), za kar smo prejeli še posebno pozornost Svetovne nogometne organizacije FIFA, in sicer smo z Medicinsko fakulteto UM v letu 2015 pridobili mednarodno akreditacijo za FIFA medical centre of excellence.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
