- ICH GCP
- Registr klinických studií v USA
- Klinická studie NCT07333560
Vývoj a předběžné ověření predikčního algoritmu založeného na strojovém učení pro časnou funkční obnovu u pacientů podstupujících operaci náhrady kyčelního a kolenního kloubu (FISIO_IA)
Vývoj a předem ověřený predikční model s více proměnnými využívající strojové učení pro časné funkční zotavení po operaci náhrady kloubu.
Cílem této observační studie je vyvinout a předvalidovat algoritmus strojového učení pro predikci časného zotavení mobility u pacientů podstupujících operaci náhrady kyčelního nebo kolenního kloubu. Primární výzkumná otázka zní:
Dokáže model strojového učení přesně klasifikovat pacienty s rychlejším versus pomalejším zotavením autonomní mobility v prvních dnech po operaci náhrady kloubu?
U pacientů, kteří podstoupili elektivní artroplastiku kyčle nebo kolene a dostávali pooperační fyzioterapii, budou klinická a perioperativní data sbírána retrospektivně (2020–2023) a prospektivně (březen 2026–prosinec 2027). Algoritmus bude trénován na retrospektivních datech a testován prospektivně za účelem vyhodnocení jeho prediktivního výkonu pro časnou mobilizaci a délku hospitalizace.
Přehled studie
Postavení
Intervence / Léčba
Detailní popis
Tato observační studie si klade za cíl vyvinout a předvalidovat algoritmus strojového učení pro predikci časného zotavení mobility a délky hospitalizace u pacientů podstupujících elektivní artroplastiku kyčle nebo kolena. Studie zahrnuje retrospektivní fázi (2020-2023) využívající stávající klinická a fyzioterapeutická data a prospektivní fázi (březen 2026-prosinec 2027) k validaci modelu v rutinní klinické praxi.
Sběr dat a výstupy:
Zotavení mobility: hodnoceno schopností vystoupit a sestoupit po třech schodech během prvních čtyř pooperačních dnů, zaznamenáno ve fyzioterapeutickém deníku a elektronické zdravotní dokumentaci.
Délka hospitalizace: považována za standardní, pokud je pacient propuštěn do pátého pooperačního dne; delší pobyty jsou definovány jako prodloužené.
Prediktory: Demografické údaje výchozího stavu (věk, pohlaví, BMI, ASA skóre, preoperační hemoglobin) a klinické/perioperační charakteristiky (typ operace a anestezie, zahájení fyzioterapie, úroveň bolesti, použití močového katétru, ortostatická intolerance).
Velikost vzorku: Celkem 943 pacientů (600 retrospektivních, 343 prospektivních), na základě požadavků vývoje modelu a odhadu AUROC.
Analýza dat: Datová sada bude rozdělena na trénovací, validační a testovací soubory. Bude porovnáno více algoritmů učení s učitelem (např. logistická regrese, náhodný les, gradient boosting). Výkon modelu bude hodnocen pomocí AUROC, senzitivity, specificity, přesnosti, F1-skóre a kalibrace. Chybějící data budou zpracována imputací nebo nativními metodami algoritmu, pokud jsou podporovány.
Validace modelu: Prospektivní data budou použita k posouzení diskriminace a kalibrace modelu a k identifikaci potenciálních časových nebo klinických zkreslení. Přeučení může být provedeno pomocí kombinovaných datových sad ke zlepšení generalizovatelnosti.
Průběh studie: Retrospektivní pacienti identifikováni prostřednictvím nemocniční dokumentace; prospektivní pacienti identifikováni při první pooperační fyzioterapeutické seanci, seznámeni s informacemi o studii a poskytnut souhlas. Prediktivní výsledky jsou uloženy v samostatném registru nepřístupném pro ošetřující lékaře.
Participující centra:
IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli, Bologna - nábor pacientů. Complex Structure of Medical Physics, Arcispedale S. Maria Nuova - analýza dat a AI modelování.
Typ studie
Zápis (Odhadovaný)
Kontakty a umístění
Studijní kontakt
- Jméno: Mattia Morri
- Telefonní číslo: +390516366694
- E-mail: mattia.morri@ior.it
Studijní místa
-
-
-
Bologna, Itálie, 40100
- Nábor
- SAITeR IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli
-
Kontakt:
- Mattia Morri
- Telefonní číslo: +390516366694
- E-mail: mattia.morri@ior.it
-
Reggio Emilia, Itálie
- Zatím nenabíráme
- Azienda U.S.L. - IRCCS di Reggio Emilia
-
Kontakt:
- Alessia Pecorari
- E-mail: alessia.pecorari@ausl.re.it
-
-
Kritéria účasti
Kritéria způsobilosti
Věk způsobilý ke studiu
- Dospělý
- Starší dospělý
Přijímá zdravé dobrovolníky
Metoda odběru vzorků
Studijní populace
Pro retrospektivní fázi budou data extrahována z existujících klinických a výzkumných databází v IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli. Předem existující data shromážděná mezi lety 2020 a 2023 budou použita k vývoji automatizovaných prediktivních modelů.
Pro prospektivní fázi budou pacienti přijatí do IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli pro elektivní artroplastiku kyčle nebo kolena mezi březnem 2026 a prosincem 2027 postupně zařazeni. Nově shromážděná data budou použita k externí validaci prediktivního modelu, který bude aplikován bez jakýchkoli úprav (uzamčený model).
Popis
Kriteria pro zařazení:
- Dospělí ve věku 18 let a více
- Pacienti, kteří podstoupili plánovanou artroplastiku kyčle nebo kolena.
- Pacienti, u kterých byla zahájena pooperační fyzioterapie.
Vylučovací kritéria:
- Pacienti, kteří podstoupili operaci z důvodu onkologického onemocnění, zlomeniny femuru nebo revizní artroplastiky kloubu.
- Pacienti, u kterých nebyla poskytnuta pooperační fyzioterapie kvůli pooperačním komplikacím
- klinické údaje nejsou k dispozici.
Studijní plán
Jak je studie koncipována?
Detaily designu
Co je měření studie?
Primární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Plocha pod charakteristickou křivkou příjemce (AUROC) pro diskriminační schopnost prediktivního modelu strojového učení
Časové okno: Během dokončení studie, v průměru 2 roky
|
Diskriminační schopnost prediktivního modelu strojového učení bude hodnocena pomocí plochy pod křivkou charakteristiky přijímače (AUROC).
AUROC shrnuje kompromis mezi senzitivitou a specificitou napříč všemi možnými klasifikačními prahy.
Hodnoty AUROC se pohybují od 0,5 (žádná diskriminace) do 1,0 (dokonalá diskriminace).
Vyšší hodnoty ukazují na lepší výkon modelu.
Hodnoty nad 0,8 budou považovány za indikátor dobré diskriminační schopnosti.
|
Během dokončení studie, v průměru 2 roky
|
Sekundární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Kalibrace prediktivního modelu strojového učení hodnocená pomocí kalibračních grafů
Časové okno: po dobu trvání studie, v průměru 2 roky
|
Shoda mezi předpokládanými pravděpodobnostmi a pozorovanými výsledky bude vyhodnocena pomocí kalibračních grafů.
Kalibrace bude vizuálně posouzena vykreslením předpokládaných versus pozorovaných pravděpodobností událostí.
|
po dobu trvání studie, v průměru 2 roky
|
|
Prediktivní výkon modelu strojového učení hodnocený pomocí přesnosti a F1-skóre
Časové okno: Do dokončení studie, v průměru 2 roky
|
Prediktivní výkonnost bude hodnocena pomocí přesnosti a F1-skóre odvozených z matice záměn porovnáním předpovězených třídních označení se skutečnými výsledky.
Přesnost odráží podíl správně předpovězených pozitivních případů mezi všemi předpovězenými pozitivními případy.
F1-skóre představuje harmonický průměr přesnosti a úplnosti.
Vyšší hodnoty indikují lepší prediktivní výkonnost.
|
Do dokončení studie, v průměru 2 roky
|
Spolupracovníci a vyšetřovatelé
Sponzor
Spolupracovníci
Vyšetřovatelé
- Vrchní vyšetřovatel: Mattia Morri, IRCCS Istotuto Ortopedico Rizzoli
- Vrchní vyšetřovatel: Morri, IRCCS Istotuto Ortopedico Rizzoli
Publikace a užitečné odkazy
Obecné publikace
- Ribbons K, Cochrane J, Johnson S, Wills A, Ditton E, Dewar D, Broadhead M, Chan I, Dixon M, Dunkley C, Harbury R, Jovanovic A, Leong A, Summersell P, Todhunter C, Verheul R, Pollack M, Walker R, Nilsson M. Biopsychosocial based machine learning models predict patient improvement after total knee arthroplasty. Sci Rep. 2025 Feb 10;15(1):4926. doi: 10.1038/s41598-025-88560-w.
- de Hond AAH, Steyerberg EW, van Calster B. Interpreting area under the receiver operating characteristic curve. Lancet Digit Health. 2022 Dec;4(12):e853-e855. doi: 10.1016/S2589-7500(22)00188-1. Epub 2022 Oct 18. No abstract available.
- Hamel MB, Toth M, Legedza A, Rosen MP. Joint replacement surgery in elderly patients with severe osteoarthritis of the hip or knee: decision making, postoperative recovery, and clinical outcomes. Arch Intern Med. 2008 Jul 14;168(13):1430-40. doi: 10.1001/archinte.168.13.1430.
- Gandhi R, Wasserstein D, Razak F, Davey JR, Mahomed NN. BMI independently predicts younger age at hip and knee replacement. Obesity (Silver Spring). 2010 Dec;18(12):2362-6. doi: 10.1038/oby.2010.72. Epub 2010 Apr 8.
- Corbacioglu SK, Aksel G. Receiver operating characteristic curve analysis in diagnostic accuracy studies: A guide to interpreting the area under the curve value. Turk J Emerg Med. 2023 Oct 3;23(4):195-198. doi: 10.4103/tjem.tjem_182_23. eCollection 2023 Oct-Dec.
- Baklola M, Reda Elmahdi R, Ali S, Elshenawy M, Mohamed Mossad A, Al-Bawah N, Mohamed Mansour R. Artificial intelligence in disease diagnostics: a comprehensive narrative review of current advances, applications, and future challenges in healthcare. Ann Med Surg (Lond). 2025 May 26;87(7):4237-4245. doi: 10.1097/MS9.0000000000003423. eCollection 2025 Jul.
Termíny studijních záznamů
Hlavní termíny studia
Začátek studia (Aktuální)
Primární dokončení (Odhadovaný)
Dokončení studie (Odhadovaný)
Termíny zápisu do studia
První předloženo
První předloženo, které splnilo kritéria kontroly kvality
První zveřejněno (Aktuální)
Aktualizace studijních záznamů
Poslední zveřejněná aktualizace (Aktuální)
Odeslaná poslední aktualizace, která splnila kritéria kontroly kvality
Naposledy ověřeno
Více informací
Termíny související s touto studií
Další relevantní podmínky MeSH
Další identifikační čísla studie
- 641/2025/Oss/IOR
Plán pro data jednotlivých účastníků (IPD)
Plánujete sdílet data jednotlivých účastníků (IPD)?
Popis plánu IPD
Informace o lécích a zařízeních, studijní dokumenty
Studuje lékový produkt regulovaný americkým FDA
Studuje produkt zařízení regulovaný americkým úřadem FDA
Tyto informace byly beze změn načteny přímo z webu clinicaltrials.gov. Máte-li jakékoli požadavky na změnu, odstranění nebo aktualizaci podrobností studie, kontaktujte prosím register@clinicaltrials.gov. Jakmile bude změna implementována na clinicaltrials.gov, bude automaticky aktualizována i na našem webu .
Klinické studie na Strojové učení
-
Saglik Bilimleri UniversitesiZatím nenabírámeGame-Based Learning | Digitální úniková místnostKrocan
-
Ege UniversityThe Scientific and Technological Research Council of TurkeyDokončenoHysterektomie | Ošetřovatelství | Game-Based LearningKrocan
-
Sultan Qaboos Comprehensive Cancer CenterZatím nenabíráme
-
Orsi AcademyDokončeno
-
sureyya gumussoyEge UniversityZatím nenabírámePřednemocniční třídění | Game-Based Learning | Zdravotní profesionálové
-
Saglik Bilimleri Universitesi Gulhane Tip FakultesiDokončenoSimulační trénink | Ošetřovatelská péče | Game-Based LearningKrocan
-
Inonu UniversityZatím nenabírámeOnline Metoda Sledování-Shrnutí-Pokládání Otázek ve Vzdělávání o Pádech pro Studenty OšetřovatelstvíPodzim, náhoda | Vzdělání | Bezpečnost pacientů | Studenti ošetřovatelství | Prevence pádu | Online LearningTurecko (Türkiye)
-
Istanbul UniversityDokončenoVzdělávání ošetřovatelství | Motivace | Studenti ošetřovatelství | Game-Based LearningKrocan
-
Maltepe UniversityThe Scientific and Technological Research Council of TurkeyDokončenoGamifikace | Intramuskulární injekce | Studenti, Ošetřovatelství | Video-Based LearningTurecko (Türkiye)
-
Gazi UniversityAtılım University; Gazi University Scientific Research UnitDokončenoVzdělávání ošetřovatelství | Ošetřovatelská péče | Hrudní trubice | E-learningKrocan