Explaining Skeletal System Anatomy with Classical Method, Video Assisted Method and 3D Imaging Techniques and Comparison of Learning Levels Between Methods

SUMMARY: The aim of this research is to introduce the ideal lecture technique to the literature by explaining the anatomy of the skeletal system using the classical method, video-assisted method and 3D imaging techniques. The research was carried out with 180 students. The number of samples was determined by power analysis (a=0.05,b=0.20, effect size=0.25). Participants were pre-screened and divided into 4 groups with the closest group mean (group 1: control group: the group that did not take anatomy lessons, group 2: video-assisted anatomy education, group 3: 3D anatomy course, group 4: classical anatomy education group). The courses in the training groups were organised as 4 hours/day, 2 days/week for 5 weeks. At the end of the course, the students were re-examined and scaled to determine the difference in scores and self-efficacy between the groups. A one-way ANOVA test was performed because the data were normally distributed when comparing between groups. The mean scores were calculated as group 1=30.22±6.24, group 2=39.02±9.15, group 3=49.77±9.20 and group 4=59.28±8.95. In the post hoc comparison, in pairwise comparisons between all groups, the differences were highly significant (pgroup 3>group 2>group 1 (p<0.001). According to the results of this study, the laboratory method in skeletal anatomy teaching is the best alternative to 3D anatomy teaching.

El objetivo de esta investigación es introducir la técnica de lectura ideal en la literatura, explicando la anatomía del sistema esquelético, utilizando el método clásico, el método asistido por video y las técnicas de imágenes en 3D. La investigación se llevó a cabo con 180 estudiantes. El número de muestras se determinó mediante análisis de potencia (a=0,05, b=0,20, tamaño del efecto=0,25). Los participantes fueron preseleccionados y divididos en 4 grupos con la media de grupo más cercana (grupo 1: grupo de control: el grupo que no tomó lecciones de anatomía, grupo 2: educación de anatomía asistida por video, grupo 3: curso de anatomía 3D, grupo 4: grupo de educación en anatomía clásica). Los cursos en los grupos de formación se organizaron con 4 horas/día, 2 días/semana durante 5 semanas. Al final del curso, los estudiantes fueron reexaminados y escalados para determinar la diferencia en puntajes y autoeficacia entre los grupos. Se realizó una prueba de ANOVA de una vía debido a que los datos se distribuyeron normalmente al comparar entre grupos. Las puntuaciones medias se calcularon como grupo 1=30,22±6,24, grupo 2=39,02±9,15, grupo 3=49,77±9,20 y grupo 4=59,28±8,95. En la comparación post hoc, en comparaciones por pares entre todos los grupos, las diferencias fueron altamente significativas (pgrupo 3>grupo 2>grupo 1 (p<0,001). Según los resultados de este estudio, el método de laboratorio en la enseñanza de la anatomía esquelética es la mejor alternativa a la enseñanza de la anatomía en 3D.

Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) elastography imaging of equine distal forelimb flexor structures / [Elastografia Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) das estruturas flexoras da porção distal do membro torácico de equinos]

This study set out to determine normal values for acoustic radiation force impulse (ARFI) elastography of the superficial digital flexor tendon, deep digital flexor tendon, accessory ligament of the deep digital flexor tendon and suspensory ligament in horses. Twenty-four horses were submitted to conventional sonographic assessment and elastography imaging (quantitative ARFI method) of distal forelimb tendons and ligaments at nine anatomical regions. Elastograms depicted tendons and ligaments in orange to red tones consistent with greater stiffness. Shear wave velocity was higher in the longitudinal compared to the cross-sectional plane but did not differ significantly between the left and right forelimbs. The suspensory ligament was stiffer compared to remaining structures in the cross-sectional plane. Ligaments were stiffer than tendons and the deep digital flexor tendon was stiffer than the superficial digital flexor tendon in the longitudinal plane. Target structures were stiffer in male compared to female horses and stiffness tended to increase with age. ARFI elastography proved to be a feasible and reproducible imaging modality for assessment of distal forelimb tendons and ligaments in horses. Qualitative features derived from stiffness quantification in these structures can be applied to horses with musculoskeletal disorders, as well as to other animal species.(AU)

Este trabalho objetivou estabelecer valores de referência por meio da elastografia ARFI ("Acoustic Radiation Force Impulse") do tendão flexor digital superficial, tendão flexor digital profundo, ligamento acessório inferior e ligamento suspensor do boleto em equinos hígidos. Vinte e quatro equinos foram submetidos aos exames ultrassonográfico e elastográfico (método ARFI quantitativo) dos tendões e ligamentos da porção distal do membro torácico, em nove regiões anatômicas diferentes. Os elastogramas mostraram tendões e ligamentos de coloração alaranjada a vermelha, que representam maior rigidez. Não houve diferenças em relação ao membro avaliado; as velocidades de cisalhamento foram maiores nos planos longitudinais. No plano transversal, os ligamentos suspensores foram mais rígidos em comparação aos demais. No plano longitudinal, os ligamentos mostraram-se mais rígidos que os tendões, e o tendão flexor digital profundo, mais rígido que o tendão flexor digital superficial. As estruturas mostraram-se mais rígidas nos machos, e houve uma tendência à maior rigidez em animais mais velhos. A elastografia ARFI comprovou ser um método viável e reprodutível para avaliação dos tendões e ligamentos dos membros torácicos de equinos. As características qualitativas obtidas a partir da rigidez dessas estruturas podem ser utilizadas para testes em equinos com distúrbios musculoesqueléticos e também em outras espécies animais.(AU)

Evidencia original directa (dinamométrico-tomográfica) de la influencia sitio-específica de la musculatura sobre la estructura ósea: hacia una concepción más amplia del mecanostato / Original dynamometric and tomographic evidence of site-specific muscle effects on bone structure: towards a wider scope on the bone mechanostat concept

Para analizar el impacto directo de la musculatura sobre la estructura ósea se determinaron el área (CtA), la densidad mineral ósea volumétrica (vDMOc) y los momentos de inercia corticales para flexión anteroposterior y lateral (MIap, MIlat) ajustados a CtA, y las relaciones entre MI y vDMOc (de Ê»distribución/calidadʼ, d/c, que describen la eficiencia de la optimización biomecánica del diseño cortical por el mecanostato) en 18 cortes seriados a lo largo de todo el peroné del lado hábil (pQCT), y la fuerza de salto y de rotación externa del pie (dinamometría computarizada) de 22 hombres sanos de 18 a 33 años entrenados en fútbol competitivo por más de 4 años, y de 9 controles etarios no entrenados. Los entrenados tuvieron valores más altos de MI en función de la fuerza de rotación del pie (no de salto), con un ajuste homogéneo para MIap pero variable (más pobre distalmente y más alto proximalmente, en la región de inserción de los peroneos) para MIlat, coincidiendo este último con pobres ajustes de las relaciones d/c (efecto arquitectónico independiente de la rigidez del tejido). Esto evidencia la influencia directa de la tracción de la musculatura peronea sobre la estructura cortical proximal subyacente del hueso y también sugiere que el mecanostato procedería, en este caso, fuera de su conocida concepción como mecanismo regulatorio de la resistencia ósea. (AU)

To analyze the direct impact of muscle contractions on the structure of bones, we determined the cortical cross-sectional area (CtA), volumetric mineral density (vBMDc) and the CtA-adjusted moments of inertia for anterior-posterior and lateral bending (MIap, MIlat), and the ʻdistribution/qualityʼ (d/c) relationships between MIs and vBMDc (which describe the efficiency of the biomechanical optimization of cortical design by bone mechanostat) in 18 serial scans taken throughout the fibula of the dominant side (pQCT), and the jump and the foot-lateral-rotation forces (computed dynamometry) of 22 healthy men aged 18-33 years, who had been trained in competitive soccer for more than 4 years, and of 9 untrained, agematched controls. Trained individuals showed higher MI values as a function of the rotative force of the foot (not the jumping force). The adjustment of these relationships was homogeneous for MIap throughout the bone, but variable (poorer distally and higher proximally, at the insertion area of peroneus muscles) for MIlat, this latter being paralleled by poor adjustments of the corresponding, d/c relationships (architectural effect independent of tissue stiffness). These findings,1. Show the direct influence of the traction force of peroneal muscles on proximal fibula structure close to the insertion area, and 2. Suggest that, in the studied conditions, the bone mechanostat would proceed beyond its known conception as a regulatory mechanism of structural bone strength. (AU)

De la osteología a la osteomiología: tres décadas de aportes originales continuos al análisis biomecánico osteomuscular / From osteology to osteo-myology: three decades of continuous, original contributions to musculoskeletal biomechanical analysis

En consonancia con la orientación tradicional de nuestras investigaciones, la Osteología está incorporando progresivamente el análisis estructural-biomecánico óseo y las interacciones músculo-esqueléticas. En este artículo se sintetizan los aportes originales del CEMFoC a la Osteología moderna en el terreno biomecánico en forma didáctica, para que el lector aprecie sus posibles aplicaciones clínicas. Los hallazgos aportaron evidencias sucesivas en apoyo de dos proposiciones fundamentales: a) los huesos deben interpretarse como estructuras resistivas, biológicamente servocontroladas ("Los huesos tienden siempre a mantener un factor de seguridad que permite al cuerpo trabajar normalmente sin fracturarse" ­ Paradigma de Utah) y b) los huesos interactúan con su entorno mecánico, determinado principalmente por las contracciones musculares, en forma subordinada al entorno metabólico ("Los huesos son lo que los músculos quieren que sean, siempre que las hormonas lo permitan"). Los avances producidos se refieren, tanto cronológica como didácticamente, al conocimiento osteológico en general y al desarrollo de recursos novedosos para el diagnóstico no invasivo de fragilidad ósea, para distinguir entre osteopenias y osteoporosis, y para discriminar entre sus etiologías 'mecánica' y 'sistémica'. Finalmente, el nuevo conocimiento se integra en la proposición de un algoritmo diagnóstico para osteopenias y osteoporosis. El espíritu general de la presentación destaca que la evaluación osteomuscular dinámicamente integrada genera un nuevo espacio de análisis personalizado de los pacientes para la atención de cualquier osteopatía fragilizante con criterio biomecánico. (AU)

In consonance with the traditional spirit of our studies, skeletal research is being progressively focused on the structural-biomechanical analysis of bone and the muscle-bone interactions. In this article, the CEMFoC's members summarize their original findings in bone biomechanics and their potential clinical applications. These findings provided evidence supporting two fundamental hypotheses, namely, A. bones constitute resistive structures, which are biologically servo-controlled ('Bones tend to maintain a safety factor which allows the body to function normally avoiding fractures' ­ the 'Utah paradigm'), and B. the interactions of bones with their mechanical environment mainly are determined by the contraction of local muscles - 'bone-muscle units'), and are subordinated to the control of the metabolic environment ('Bones are what muscles wish them to be, provided that hormones allow for it'). The achievements in the field are presented in a chronological and didactical sequence concerning the general knowledge in Osteology and the development of novel resources for non-invasive diagnosis of bone fragility, aiming to distinguish between osteopenias and osteoporosis and the 'mechanical' and 'metabolic' etiology of these conditions. Finally, the integrated new knowledge is presented as supporting for a proposed diagnostic algorithm for osteopenias and osteoporosis. In general terms, the article highlights the dynamic evaluation of the musculoskeletal system as a whole, opening a new diagnostic field for a personalized evaluation of the patients affected by a boneweakening disease, based on functional and biomechanical criteria. (AU)

Value of Ultrasound in Rheumatologic Diseases

The use of musculoskeletal ultrasound in rheumatology clinical practice has rapidly increased over the past decade. Ultrasound has enabled rheumatologists to diagnose, prognosticate and monitor disease outcome. Although international standardization remains a concern still, the use of ultrasound in rheumatology is expected to grow further as costs fall and the opportunity to train in the technique improves. We present a review of value of ultrasound, focusing on major applications of ultrasound in rheumatologic diseases.

Empleo de la medicina nuclear y las técnicas de imágenes en las afecciones del sistema óseo / Emploi de la médicine nucléaire et des techniques par image dans les affections du système osseux / Use of nuclear medicine and imaging techniques in disorders of the bone system

La medicina nuclear es la especialidad médica que se ocupa del diagnóstico, tratamiento e investigación médica mediante el uso de radioisótopos como fuentes abiertas. A menudo, las personas presentan diferentes condiciones patológicas óseas como la osteoporosis, el cáncer de hueso primario, las metástasis óseas, la artrosis y la artritis. Como objetivo de esta revisión se presentaron estadísticas internacionales y nacionales, y se evaluó la incidencia de esas afecciones. Además, se identificaron los radiofármacos más empleados en la actualidad para el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades óseas, así como el uso combinado con las técnicas de imagen más utilizadas mediante la revisión de diferentes estudios clínicos. Se expuso la utilidad de la gammagrafía ósea para el diagnóstico y la confirmación de las afecciones estudiadas. Igualmente, se presentó el empleo de nuevas técnicas como las tomografías por emisión de fotón único o por emisión de positrones. Se observó que el radioisótopo más empleado para el diagnóstico de enfermedades del sistema óseo es el 99mTc por sus características físicas y químicas, mientras que para terapia se emplean 186Re, 188Re, 153Sm, 177Lu, 32P, 89Sr, 85Sr, 117mSn, según el tipo, ubicación y magnitud de las lesiones y la disponibilidad del radioisótopo. En la actualidad, el desarrollo de los radiofármacos se ha centrado en la combinación de estos radioisótopos con diferentes biomoléculas para mejorar sus propiedades y ampliar su campo de aplicaciones(AU)

Nuclear medicine is the medical specialty that deals with clinical diagnosis, treatment and research through the use of isotopes as open sources. Bone diseases such as osteoporosis, primary bone cancer, bone metastases, arthrosis and arthritis are common among the population. The objective of this review was to present international and national statistics, and evaluate the incidence of these disorders. Additionally, a review was conducted of various clinical studies to identify the radiopharmaceuticals most frequently used to diagnose and treat bone disease, and their combination with the most common imaging techniques. A presentation was made of the usefulness of bone gammagraphy and the confirmation of the disorders studied. Reference was also made to the use of new techniques such as single photon emission tomography or positron emission tomography. It was found that the radioisotope most commonly used to diagnose diseases of the bone system was 99mTc, due to its physical and chemical characteristics, whereas 186Re, 188Re, 153Sm, 177Lu, 32P, 89Sr, 85Sr, 117mSn are used for therapeutic purposes, depending on the type, location and magnitude of the lesions and the availability of the radioisotope. At present, radiopharmaceutical development centers on combining these radioisotopes with various biomolecules to improve their properties and broaden their field of application(A)

La médecine nucléaire est la spécialité médicale s'occupant du diagnostic, du traitement et de la recherche médicale au moyen de radioisotopes comme sources ouvertes. Les personnes sont souvent touchées par différentes conditions pathologiques osseuses telles que l'ostéoporose, le cancer d'os primaire, les métastases osseuses, l'arthrose, et l'arthrite. Le but de cette révision est de présenter des statistiques internationales et nationales, et d'évaluer l'incidence de ces affections. Grâce à la révision de différentes études cliniques, on a également identifié les traceurs isotopiques les plus souvent utilisés de nos jours pour le diagnostic et le traitement des maladies osseuses, ainsi que l'emploi combiné des techniques par image les plus fréquentes. L'utilité de la gammagraphie osseuse pour le diagnostic et la confirmation des affections étudiées a été mise en évidence. De nouvelles technologies telles que les tomographies par émission de photon unique ou par émission de positons a été également présentées. On a trouvé que le radioisotope le plus souvent utilisé pour le diagnostic des maladies du système osseux est le 99mTc, dû à ses caractéristiques physiques et chimiques, tandis que pour la thérapie, les 186Re, 188Re, 153Sm, 177Lu, 32P, 89Sr, 85Sr, et 117mSn sont utilisés selon le type, la localisation et la magnitude des lésions, et la disponibilité du radioisotope. Aujourd'hui, le développement des traceurs isotopiques est axé sur la combinaison de ces radioisotopes avec différentes biomolécules pour améliorer leurs propriétés et élargir leur champ d'applications(AU)