Sviluppo di modelli ad elementi finiti per la stima del rischio di frattura di femori metastatici tramite superfici di risposta

Le metastasi riducono la resistenza meccanica dell'osso ed espongono i pazienti oncologici a un elevato rischio di fratture patologiche, tra cui le più catastrofiche per la vita del paziente sono quelle al femore. I modelli agli elementi finiti paziente-specifici ottenuti a partire da immagini CT sono un promettente strumento di stima del rischio di frattura, ma la maggior parte degli studi considera una singola direzione di applicazione del carico all'anca, trascurando la variabilità delle sollecitazioni nei task motori quotidiani. Il presente lavoro ha elaborato una procedura multidirezionale probabilistica per la valutazione del rischio di frattura femorale in pazienti con metastasi osteolitiche tramite superfici di risposta, e lo ha applicato a due pazienti ad alto rischio ma con esito clinico opposto: uno fratturato entro 60 giorni dalla scansione CT, l'altro no. Per ciascun paziente sono state ottenute delle superfici di risposta dei carichi di rottura al variare della direzione della forza applicata durante la simulazione, convertite poi in superfici di rischio specifico per 10 task motori. Per ciascun task sono state calcolate la densità di probabilità della direzione del carico e stimate le rispettive frequenze di esecuzione, combinate infine con le superfici di rischio per ottenere un indice di rischio globale del paziente. I due pazienti mostrano indici nettamente differenti, prossimi al 17% per il paziente fratturato e inferiori allo 0,2% per il non fratturato, in accordo con gli esiti clinici. Il presente lavoro mostra come l'introduzione della variabilità direzionale del carico rappresenti un modo per integrare nel calcolo del rischio di frattura lo stile di vita adottato dal paziente. In futuro il metodo dovrà essere validato su una coorte più ampia, e si potrà valutare l'uso di sensori indossabili per personalizzare i profili motori.