Prospektiv multicenterevaluering af en ny prædiktiv model for udviklingen af ​​teenagers idiopatisk skoliose

Ved at identificere de patienter, for hvem modellen forudsiger en betydelig progression, kunne efterforskerne fokusere deres indsats på at være mere proaktive i forhold til at bære bøjler for dem, der er i risiko for progression. Med fremkomsten af ​​nye vækstmodulationsteknikker kunne disse patienter også potentielt modtage tidlig styring af deres kurver for at forhindre yderligere progression og mindske behovet for kirurgisk korrektion og sammensmeltning af deres kurve. Alternativt, ved at identificere de patienter, der ikke vil udvikle sig med det samme ved det første besøg, kunne efterforskerne uden tvivl reducere deres antal nødvendige for at behandle fra 4 til 2 ved at fjerne de patienter, der ikke udvikler sig, uanset hvad deres behandling er. Så forudsigelsesmodellen vil ikke kun have en indvirkning på patienter med risiko for progression, men vil også påvirke dem, der er afstivet på trods af at de har en lav risiko for progression.

Patienttilmelding:

Patienter, der opfylder inklusionskriterierne, vil blive tilbudt optagelse i projektet. Hvis familien ønsker at tilmelde sig projektet, vil processen med informeret samtykke blive gennemført, og patienten vil blive tilmeldt.

Hvis patienter skal behandles med bøjle Der vil ikke blive foretaget ændringer i den sædvanlige behandling og monitorering. Derfor vil patienterne få lov til at gennemgå bøjlebehandling. Efterforskerne er opmærksomme på, at behandling med bøjler kan have en indvirkning på kurveprogression, men disse patienter er stadig inkluderet, da progression på trods af at bøjlebehandling kan give meningsfuld information om disse svære at behandle kurver. Patient under bøjlebehandling skal fjerne bøjlen mindst natten før deres aftale og opfølgende røntgenbilleder af rygsøjlen. Også protokollen kræver, at patienter skal have mindst én rygsøjle uden støtte hver 12. måned. Afstivningsoverholdelse vil blive evalueret som en specifik kovariabel i den kommende undersøgelse. For bedre at forstå virkningen af ​​afstivning på progression, vil efterforskerne bruge skinnemonitorer, trykfølsomme transducere, der kan overvåge afstivningsslid og afstivningseffektivitet, i deres multicenterundersøgelse og bruge de data, der genereres af disse monitorer som en co-faktor i en forbedret forudsigelsesmodel.

Hvis patienter skal opereres Selvom patienter, der viser tilstrækkelig kurveprogression til at gennemgå kirurgisk korrektion, ikke vil blive holdt i den potentielle kohorte efter operationen, vil deres data stadig blive analyseret for at vurdere sammenhængen mellem lokale 3-D målinger og kurveprogression.

-Dataindsamling

Data indsamlet ved første besøg vil omfatte:

• Demografiske data
• tidligere sygehistorie
• køn
• kropsmasseindeks (vægt og højde)
• familie historie
• seksuel modenhed (start af menstruation for piger)
• fremtrædende ribben
• indledende røntgenundersøgelse. Data indsamlet ved hvert opfølgningsbesøg (ideelt hver 6. måned)
• kropsmasseindeks (vægt og højde)
• menarkal status,
• skeletmodenhed
• fremtrædende ribben.

• Radiografisk evaluering (mindst hver 12. måned i undersøgelsesperioden, uden bøjle).

  • Billedopsamling og overførsel til centralt målested. Billedoptagelse er standardiseret mellem steder i henhold til standard driftsprocedurer. Alle billeder er erhvervet med EOS™-systemet på samme måde baseret på positionen foreslået af Horton et al. at standardiserede laterale røntgenbilleder ved at bruge en hånd-på-kravebensposition. Røntgenbillederne er alle taget på samme måde, hvilket minimerer variabiliteten. For centre uden et EOS™-system for en del af eller for hele undersøgelsen, vil brugen af ​​kalibreringsbælter gøre det muligt at tage røntgenbilleder i et kalibreret miljø. Positionen, der bruges til billedoptagelse, er den samme som for EOS™-systemet.
  • Tredimensionelle rekonstruktioner af rygsøjlen De stereoradiografiske billeder bruges til at skabe en ekstern tredimensionel repræsentation af hvirvellegemet ved hjælp af en specifik algoritme. Først monteres en spline gennem centrene af hvirvellegemerne både på PA og laterale visninger. Informationen fra begge billeder bruges derefter til at rekonstruere en 3-D spline eller kurve, som vil fungere som et groft tredimensionelt stillads, hvorpå de lokale vertebrale og intervertebrale rekonstruktioner vil finde sted. De vertebrale endeplader er repræsenteret af en rå foreløbig model af rygsøjlen ved at bruge et sæt kubiske skabeloner, der groft repræsenterer hver vertebral krop stablet oven på hinanden for at danne rygsøjlen. En global konfiguration af den deformerbare rygsøjlemodel er således beskrevet for hver kubisk skabelon tilknyttet hvert hvirvelniveau. Den endelige rekonstruktion kan derefter fuldføres ved hjælp af a priori viden fra en database over skoliotiske og normale hvirvler, som blev målt af efterforskerens forskergruppe. A priori vidensmodellen er afhængig af beskrivelsen af ​​hver hvirvel ved hjælp af en deformerbar model, som inkorporerer statistisk viden om dens geometriske struktur og dens patologiske variabilitet. De statistisk optimerede rekonstruktioner vil blive brugt til at bestemme den intervertebrale diskform på hvert niveau.
  • Tredimensionelle stereoradiografiske rekonstruktioner af bækkenet

Bækkenet vil blive rekonstrueret i 3-D for alle normale og AIS-personer ved hjælp af en kombination af metoderne Non-Stereo Corresponding Points (NSCP) og Non-Stereo Corresponding Contours (NSCC), som blev med succes af efterforskerens team til at rekonstruere rygsøjlen i 3D. Foreløbig evaluering af teknikken gav en samlet nøjagtighed på 1,6 mm, hvilket er tilstrækkeligt til beregning af kliniske geometriske indekser for bækkenet. Fire trin er påkrævet med denne 3D-rekonstruktionsteknik:

1. Identifikation af syv specifikke områder af bækkenet;
2. Visning af en foreløbig model med 45 kontrolpunkter. Kontrolpunkterne kan modificeres i realtid af brugeren (NSCP);
3. Interaktiv identifikation af regionale konturer (NSCC);

4. Generering af den personlige 3D bækkenmodel ved at deformere en generisk 3D bækkenmodel ved hjælp af 3D geometrisk kriging.

   • Lokale tredimensionelle målinger af hvirvler og diske:

De beregnede parametre blev opdelt i seks kategorier. Hver kategori refererer til globale (hele rygsøjlen), regionale (scoliotiske segmenter) og lokale (hvirvel) deskriptorer. Hvirvlens tyngdepunkt forstås som halvvejspunktet mellem centrene af hvirvlens to endeplader. Det lokale hvirvelaksesystem er defineret af Scoliosis Research Society (SRS) 3D-terminologigruppen: oprindelsen er i tyngdepunktet af hvirvellegemet, den lokale 'z'-akse passerer gennem midten af ​​de øvre og nedre endeplader, og 'y ' aksen er parallel med en linje, der forbinder lignende vartegn på bunden af ​​højre og venstre pedikel.

1. Cobb-vinkler: Cobb-vinkler defineret som vinklen mellem den øvre og nedre endeplade af de respektive endehvirvler af en kurve. Cobb-vinklen blev målt i frontalplanet, i planet for maksimal deformation i 3D og i sagittalplanet for thoraxkyfose (T4-T12) og lumbal lordose (L1-S1).
2. Maksimal deformationsplan: Aksial vinkel for det plan, hvori Cobb-vinklen er maksimal.
3. Tredimensionel fastkiling af hvirvellegeme og disk: Indkiling af det apikale hvirvellegeme i planet for maksimal deformation (3D-plan) og gennemsnitlig maksimal 3D-kiling af de to apikale intervertebrale skiver. Maksimal 3D-kiling repræsenterer kiling målt i planet, hvor kilingsværdien er maksimal omkring den lodrette akse. Hvis apex var en disk, blev middelværdien af ​​3D-kiling af begge apikale hvirvellegemer beregnet, og kun 3D-kiling af den apikale skive blev dokumenteret. 3D-diskkiling blev analyseret for alle niveauer af rygsøjlen (fra T1-T2 til L4-L5).
4. Aksial intervertebral rotation af apex, øvre og nedre junctional niveau og thoracolumbar niveau: Rotation mellem to tilstødende hvirvler på øvre, apikale og nedre kurveniveauer og thoracolumbar junction (T12-L1) i det aksiale plan i henhold til den inferior lokale hvirvlereference.
5. Torsion: Middelværdi af summen af ​​den intervertebrale aksiale rotation (målt i henhold til den lokale reference for de nedre hvirvler) af kurvens to hemicurvatures (mellem øvre endehvirvel og apex og mellem nedre endehvirvel og apex).

6. Slankhed (lokal T6, T12 og L4 og regional T1-L5): Forholdet mellem højden (afstanden mellem den øvre og den nedre endeplade i midten af ​​hvirvlerne) og bredden (målt i midten af ​​hvirvlerne ved hjælp af en linje vinkelret på højdelinjen i medio lateral retning) af hvirvellegemet for T6, T12 og L4 hvirvler. Forholdet mellem længden af ​​rygsøjlen fra T1 til L5 og gennemsnittet af bredden af ​​hvirvellegemerne af T6-T12 og L4. Den samme måling blev foretaget ved at erstatte bredden med dybden (en linje vinkelret på højdelinjen i midten af ​​hvirvlen i en anteroposterior retning).

   • Geometriske bækkenindekser:

Geometriske bækkenindekser vil blive beregnet automatisk med genereringen af ​​3D bækkenmodellen. Indeks, der beskriver bækkenets orientering i 3D (positionsindeks), baseret på linjen, der forbinder midten af ​​begge lårbenshoveder (hofteaksen), beregnes først. Aksial bækkenrotation er hofteaksens orientering omkring den lodrette akse (tyngdekraftslinjen) set i det tværgående plan. Bækkenskrå er orienteringen af ​​hofteaksen omkring den vandrette linje set fra koronalplanet. Bækkentilt er orienteringen af ​​bækkenet omkring bækkenets medio-laterale akse set fra det sagittale plan. I dette sidste tilfælde skal mindst et andet vartegn fra bækkenet (såsom midten af ​​den øvre sakralplade) identificeres ud over hofteaksen. Den sakrale hældning (vinklen mellem den øvre sakralplade og den vandrette linje beregnes også, da den er stærkt korreleret med lumbal lordose. Sakral skævhed er vinklen mellem den øvre sakralplade og den vandrette linje. Morfologiske indekser for bækkenet (ikke afhængig af patientens position) beregnes i et referencekoordinatsystem baseret på hofteaksens orientering, for at eliminere effekten af ​​bækkenaksial rotation og skævhed. Dette betyder, at transformation til referencekoordinatsystemet tillader beregning af morfologiske indekser i bækkenets sande koronale, aksiale og sagittale plan. Forskerne valgte bækkenet som deres referencesystem baseret på bækkenhvirvelprincippet fra Dubousset, som siger, at bækkenet kan ses som en separat hvirvel. Som beskrevet tidligere er adskillige morfologiske parametre for bækkenet blevet brugt tidligere, som beskrevet detaljeret i tabel I til III. Af disse valgte efterforskerne efter en grundig gennemgang af litteraturen, hvad de anser for de 7 mest relevante specifikke indekser. Efterforskerne baserede deres beslutning på den potentielle sammenhæng mellem bækkenindeksene og patogenesen af ​​AIS. Da de påviste det tætte forhold mellem bækkenforekomst og lumbal lordose i AIS, valgte forskerne morfologiske indekser for bækkenet, der er korreleret med rygsøjlens geometri.