Prospektivní multicentrické hodnocení nového prediktivního modelu progrese idiopatické skoliózy u adolescentů

Identifikací pacientů, u kterých model předpovídá významnou progresi, by výzkumníci mohli zaměřit své úsilí na to, aby byli aktivnější vůči nošení ortézy u pacientů s rizikem progrese. S příchodem nových technik modulace růstu by tito pacienti mohli také potenciálně dostat včasnou léčbu svých křivek, aby se zabránilo další progresi a snížila se potřeba chirurgické korekce a fúze jejich křivky. Alternativně, identifikací pacientů, u kterých nedojde k progresi okamžitě při první návštěvě, by vyšetřovatelé mohli pravděpodobně snížit jejich počet potřebný k léčbě ze 4 na 2 odstraněním těch pacientů, u kterých nedojde k progresi bez ohledu na jejich léčbu. Predikční model tedy nebude mít dopad pouze na pacienty s rizikem progrese, ale bude mít dopad i na ty, kteří jsou připraveni, přestože mají nízké riziko progrese.

Zápis pacientů:

Pacientům, kteří splňují kritéria pro zařazení, bude nabídnuta registrace do projektu. Pokud se rodina chce do projektu přihlásit, bude proveden proces informovaného souhlasu a pacient bude zařazen.

Pokud pacienti potřebují být léčeni ortézou Žádné změny v obvyklé léčbě a sledování nebudou zavedeny. Proto bude pacientům umožněno podstoupit léčbu ortézou. Vyšetřovatelé si jsou vědomi, že léčba ortézou by mohla mít dopad na progresi křivky, ale tito pacienti jsou stále zahrnuti, protože progrese může poskytnout smysluplné informace o těchto obtížně léčitelných křivkách. Pacient pod ošetřením ortézou bude muset odstranit ortézu alespoň noc před svým jmenováním a následnými rentgenovými snímky páteře. Protokol také vyžaduje, aby pacienti měli každých 12 měsíců alespoň jeden rentgenový snímek páteře bez ortézy. Poddajnost výztuhy bude v nadcházející studii hodnocena jako specifická proměnná. Aby vědci lépe porozuměli dopadu ortézy na progresi, budou ve své multicentrické studii používat monitory ortézy, tlakově citlivé snímače, které mohou monitorovat opotřebení ortézy a účinnost ortézy a použijí data generovaná těmito monitory jako kofaktor ve vylepšeném predikční model.

Pokud pacienti potřebují operaci Přestože pacienti vykazující dostatečnou progresi křivky, aby mohli podstoupit chirurgickou korekci, nebudou po operaci ponecháni v prospektivní kohortě, jejich data budou přesto analyzována za účelem posouzení korelace mezi lokálními 3-D měřeními a progresí křivky.

-Sběr dat

Údaje shromážděné při první návštěvě budou zahrnovat:

• Demografická data
• minulou lékařskou anamnézu
• Rod
• index tělesné hmotnosti (váha a výška)
• rodinná historie
• pohlavní zralost (začátek menstruace u dívek)
• prominence žebra
• počáteční radiografické hodnocení. Údaje shromážděné při každé následné návštěvě (ideálně každých 6 měsíců)
• index tělesné hmotnosti (váha a výška)
• menarchální stav,
• kostní zralost
• prominence žebra.

• Rentgenové hodnocení (alespoň každých 12 měsíců během období studie, bez ortézy).

  • Pořízení obrazu a přenos na centrální místo měření. Pořizování snímků je mezi jednotlivými pracovišti standardizováno podle standardních operačních postupů. Všechny snímky jsou pořízeny systémem EOS™ stejným způsobem na základě polohy navržené Hortonem et al. která standardizovala laterální rentgenové snímky pomocí polohy ruky na klíční kosti. Rentgenové snímky jsou všechny pořízeny stejným způsobem, čímž se minimalizuje variabilita. U center bez systému EOS™ pro část nebo pro celou studii umožní použití kalibračních pásů pořizování rentgenových snímků v kalibrovaném prostředí. Poloha použitá pro pořízení snímku je stejná jako u systému EOS™.
  • Trojrozměrné rekonstrukce páteře Stereo radiografické snímky se používají k vytvoření vnější trojrozměrné reprezentace obratlového těla pomocí specifického algoritmu. Nejprve je středem obratlových těl nasazena drážka na PA i laterální pohled. Informace z obou snímků se pak použijí k rekonstrukci 3D splajnu nebo křivky, která bude fungovat jako hrubé trojrozměrné lešení, na kterém budou probíhat lokální vertebrální a intervertebrální rekonstrukce. Koncové ploténky obratlů jsou reprezentovány hrubým předběžným modelem páteře s použitím sady kubických šablon zhruba představujících každé obratlové tělo naskládané na sebe, aby vytvořily páteř. Globální konfigurace modelu deformovatelné páteře je tedy popsána pro každou kubickou šablonu spojenou s každou úrovní obratle. Konečnou rekonstrukci pak lze dokončit pomocí apriorních znalostí z databáze skoliotických a normálních obratlů, které byly změřeny výzkumnou skupinou výzkumníka. Apriorní znalostní model se opírá o popis každého obratle deformovatelným modelem, který zahrnuje statistické znalosti o jeho geometrické struktuře a jeho patologické variabilitě. Statisticky optimalizované rekonstrukce budou použity k určení tvaru meziobratlové ploténky na každé úrovni.
  • Trojrozměrné stereoradiografické rekonstrukce pánve

Pánev bude rekonstruována ve 3D pro všechny normální a AIS subjekty pomocí kombinace metod Non-Stereo Corresponding Points (NSCP) a Non-Stereo Corresponding Contours (NSCC), které tým výzkumníka úspěšně rekonstruoval k rekonstrukci páteře. ve 3D. Předběžné hodnocení techniky poskytlo celkovou přesnost 1,6 mm, což je dostatečné pro výpočet klinických geometrických indexů pánve. Tato technika 3D rekonstrukce vyžaduje čtyři kroky:

1. Identifikace sedmi specifických oblastí pánve;
2. Zobrazení předběžného modelu se 45 kontrolními body. Kontrolní body může uživatel modifikovat v reálném čase (NSCP);
3. Interaktivní identifikace regionálních vrstevnic (NSCC);

4. Generování personalizovaného 3D modelu pánve pomocí deformace obecného 3D modelu pánve pomocí 3D geometrického krigingu.

   • Místní trojrozměrná měření obratlů a plotének:

Vypočtené parametry byly rozděleny do šesti kategorií. Každá kategorie odkazuje na globální (celá páteř), regionální (skoliotický segment) a lokální (obratle) deskriptory. Centroid obratle je chápán jako polovina vzdálenosti mezi středy dvou koncových plotének obratle. Lokální systém osy obratle je definován 3D terminologickou skupinou Scoliosis Research Society (SRS): počátek je v těžišti obratlového těla, lokální osa „z“ prochází středy horní a dolní koncové ploténky a „y“ osa je rovnoběžná s linií spojující podobné orientační body na základnách pravého a levého pediklu.

1. Cobbovy úhly: Cobbovy úhly definované jako úhel mezi horní a dolní koncovou deskou příslušných koncových obratlů křivky. Cobbův úhel byl měřen ve frontální rovině, v rovině maximální deformace ve 3D a v sagitální rovině pro hrudní kyfózu (T4-T12) a bederní lordózu (L1-S1).
2. Rovina maximální deformace: Axiální úhel roviny, ve které je Cobbův úhel maximální.
3. Trojrozměrné zaklínění obratlového těla a ploténky: Zaklínění apikálního obratlového těla v rovině maximální deformace (3D rovina) a střední maximální 3D zaklínění dvou apikálních meziobratlových plotének. Maximální 3D zaklínění představuje zaklínění měřené v rovině, přičemž hodnota zaklínění je maximální kolem svislé osy. Pokud byl vrcholem disk, pak se vypočítal průměr 3D zaklínění obou vrcholových obratlových těl a dokumentovalo se pouze 3D zaklínění apikálního disku. 3D zaklínění disku bylo analyzováno pro všechny úrovně páteře (od T1-T2 po L4-L5).
4. Axiální intervertebrální rotace apexu, horní a dolní junkční úrovně a torakolumbální úrovně: Rotace mezi dvěma sousedními obratli na úrovni horní, apikální a dolní křivky a torakolumbální junkce (T12-L1) v axiální rovině podle lokální reference dolních obratlů.
5. Torze: Průměr součtu meziobratlové axiální rotace (měřeno podle lokální reference dolních obratlů) dvou polokřivek křivky (mezi horním koncem obratle a vrcholem a mezi dolním koncem obratle a vrcholem).

6. Štíhlost (lokální T6, T12 a L4 a regionální T1-L5): Poměr mezi výškou (vzdálenost mezi horní a dolní koncovou ploténkou ve středu obratlů) a šířkou (měřeno ve středu obratle pomocí čáry kolmé k výšková čára v medio laterálním směru) obratlového těla pro T6, T12 a L4 obratle. Poměr mezi délkou páteře od T1 do L5 a průměrem šířky obratlových těl T6-T12 a L4. Stejné měření bylo provedeno nahrazením šířky hloubkou (čára kolmá k výškové čáře ve středu obratle v předozadním směru).

   • Geometrické pánevní indexy:

Geometrické pánevní indexy budou vypočítány automaticky s generováním 3D modelu pánve. Nejprve budou vypočteny indexy popisující orientaci pánve ve 3D (poziční indexy), založené na linii spojující střed obou femorálních hlavic (osa kyčle). Axiální rotace pánve je orientace osy kyčle kolem svislé osy (gravitační linie) při pohledu v příčné rovině. Pánevní šikmost je orientace osy kyčle kolem vodorovné linie při pohledu z koronální roviny. Pánevní sklon je orientace pánve kolem mediolaterální osy pánve při pohledu ze sagitální roviny. V tomto posledním případě je potřeba kromě osy kyčle identifikovat alespoň další orientační bod z pánve (např. střed horní sakrální ploténky). Sakrální sklon (úhel mezi horní sakrální deskou a horizontální linií se také vypočítá, protože vysoce koreluje s bederní lordózou. Sakrální šikmost je úhel mezi horní sakrální deskou a vodorovnou linií. Morfologické indexy pánve (nezávislé na poloze pacienta) jsou počítány v referenčním souřadnicovém systému na základě orientace osy kyčle, aby se eliminoval vliv osové rotace a šikmosti pánve. To znamená, že transformace do referenčního souřadnicového systému umožňuje výpočet morfologických indexů ve skutečné koronální, axiální a sagitální rovině pánve. Vyšetřovatelé vybrali pánev jako svůj referenční systém na základě principu pánevních obratlů z Dubousseta, který uvádí, že na pánev lze nahlížet jako na samostatný obratel. Jak bylo popsáno dříve, v minulosti byly používány četné morfologické parametry pánve, jak je podrobně uvedeno v tabulkách I až III. Z těchto, po důkladném prostudování literatury, vyšetřovatelé vybrali to, co považují za 7 nejrelevantnějších specifických indexů. Výzkumníci založili své rozhodnutí na potenciální asociaci pánevních indexů s patogenezí AIS. Protože prokázali úzký vztah mezi výskytem pánve a lumbální lordózou u AIS, vyšetřovatelé vybrali morfologické indexy pánve, které korelují s geometrií páteře.