Auf künstlicher Intelligenz basierende Modelle für die automatische Analyse von Wirbelsäulenfehlstellungen
26. November 2024 aktualisiert von: The University of Hong Kong
Auf künstlicher Intelligenz basierende Modelle ermöglichen eine robuste und präzise automatische Analyse von Wirbelsäulenfehlstellungen in China: eine multizentrische, retrospektive Kohortenstudie
Ziel dieser retrospektiven Studie war es, ein Modell zur Diagnose der idiopathischen Skoliose bei Jugendlichen (AIS) in mehreren medizinischen Zentren zu verbessern und zu validieren.
An der Studie nahmen 2.763 Teilnehmer aus renommierten Krankenhäusern auf dem chinesischen Festland und in Hongkong teil.
Zur Entwicklung und Validierung des Modells wurden Röntgenstrahlen verwendet, wobei Daten aus verschiedenen Krankenhäusern zur Gewährleistung der Robustheit herangezogen wurden.
Teilnehmer im Alter von 10 bis 18 Jahren mit bestätigtem AIS wurden eingeschrieben und die Daten wurden aus Datenschutzgründen anonymisiert.
Das Modell wurde mithilfe von Trainingsdaten optimiert und intern validiert, bevor es für die reale Anwendung bereitgestellt wurde.
Zur Behebung der Datenheterogenität wurde eine neuartige Datenerweiterungstechnik eingesetzt und zur Auswertung eine standardisierte Analyseplattform, AlignProCARE, eingesetzt.
Röntgenaufnahmen wurden mit Wirbelmarkierungen versehen und für die Bildverarbeitung wurden traditionelle und intensitätsbasierte Datenanreicherungsmethoden angewendet.
Zur Beurteilung der Wirbelsäulenausrichtung wurde der koronale Cobb-Winkel verwendet, wobei der Schweregrad als „normal-leicht“, „mäßig“ oder „schwer“ klassifiziert wurde.
Die Leistung des Modells wurde statistisch auf Genauigkeit bei der Vorhersage des Cobb-Winkels und der Schweregradeinstufung untersucht.
Insgesamt zielte die Studie darauf ab, ein zuverlässiges Diagnosetool für die AIS-Analyse in der klinischen Praxis bereitzustellen und so die Effizienz und Standardisierung bei Diagnose und Behandlung zu verbessern.
Studienübersicht
Status
Abgeschlossen
Bedingungen
Detaillierte Beschreibung
Bei dieser retrospektiven Studie wurden im Zeitraum vom 1. Januar 2012 bis zum 4. April 2021 Röntgenaufnahmen der gesamten Wirbelsäule von 2.763 Personen in 5 renommierten Krankenhäusern auf dem chinesischen Festland und 2 Krankenhäusern in Hongkong gesammelt.
Röntgenaufnahmen des Queen Mary Hospital und des Duchess of Kent Children's Hospital in Sandy Bay in Hongkong, bekannt als QMH&DKCH-Kohorte, wurden speziell für die Modellentwicklung verwendet.
Innerhalb dieser Kohorte wurden 86,5 % (1686 von 1950 Patienten) zufällig als Trainingssatz für die Modellentwicklung ausgewählt, während die restlichen 13,5 % (264 Patienten) den internen Validierungssatz bildeten, um sicherzustellen, dass die Leistung des Modells unabhängig getestet wurde.
Darüber hinaus wurden Daten von fünf bekannten Krankenhäusern auf dem chinesischen Festland in externen Validierungsdatensätzen zusammengefasst, um die Wirksamkeit des Modells zu bewerten.
Zu diesen Krankenhäusern gehörten das Peking Union Medical College Hospital, das Nanfang Hospital, das Jishuitan Hospital, das Ruijin Hospital und das Huashan Hospital.
Alle Daten wurden anonymisiert, bevor sie für die Modellentwicklung und -validierung verwendet wurden.
An der Studie nahmen Teilnehmer im Alter von 10 bis 18 Jahren teil, bei denen das Vorliegen oder Fehlen einer jugendlichen idiopathischen Skoliose (AIS) bestätigt wurde.
Demografische Informationen wie Alter, Geschlecht und BMI wurden aus Krankenakten extrahiert.
Um die Spezifität der Studie sicherzustellen, wurden Ausschlusskriterien angewendet. Dabei wurden Personen mit anderen Arten von Skoliose, Hauterkrankungen, die die Bildgebung beeinträchtigen könnten, Personen, die nicht stehen können, und Fälle, bei denen eine Bildgebung im Stehen nicht möglich war, ausgeschlossen.
Das in Abbildung 1 dargestellte Studiendesign bestand aus zwei Hauptphasen: Modellentwicklung und reale Anwendung.
Das Modell wurde mithilfe der QMH&DKCH-Kohortendaten optimiert und validiert, bevor es auf der AlignProCARE-Plattform für die klinische Anwendung in verschiedenen Zentren bereitgestellt wurde.
In der realen Anwendungsphase nutzten fünf medizinische Zentren die AlignProCARE-Software, um Röntgenbilder von Patienten für Diagnosezwecke hochzuladen und zu analysieren.
Studientyp
Beobachtungs
Einschreibung (Tatsächlich)
3015
Kontakte und Standorte
Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.
Studienorte
-
-
-
Hong Kong, Hongkong
- Digital Health Laboratory, Li Ka Shing Faculty of Medicine, The University of Hong Kong
-
-
Teilnahmekriterien
Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
- Kind
- Erwachsene
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Nein
Probenahmeverfahren
Nicht-Wahrscheinlichkeitsprobe
Studienpopulation
Patienten, bei denen eine jugendliche idiopathische Skoliose diagnostiziert wurde.
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Teilnehmer im Alter zwischen 10 und 18 Jahren,
- Eine pathologische Bestätigung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von AIS
Ausschlusskriterien:
- Patienten mit anderen Arten von Skoliose, wie z. B. angeborener oder neuromuskulärer Skoliose
- Patienten mit Hauterkrankungen wie Akne, Psoriasis, Hautpigmentierung und Hautausschlag, die die Bildgebung beeinträchtigen können
- Personen, die nicht aufstehen können
- Fälle, in denen eine Aufnahme im Stehen nicht möglich war oder andere Bedingungen vorliegen, die die Bildaufnahme beeinträchtigen könnten.
Studienplan
Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
Kohorten und Interventionen
Gruppe / Kohorte |
|---|
|
QMH&DKCH-Kohorte
Für die Entwicklung und interne Validierung unseres Modells wurden insgesamt 1.950 posteroanteriore Röntgenaufnahmen der gesamten Wirbelsäule verwendet, die von zwei örtlichen Krankenhäusern (QMH und DKCH) gesammelt wurden.
|
|
PUMCH-Kohorte
314 posteroanteriore Röntgenaufnahmen der gesamten Wirbelsäule vom Peking Union Medical College Hospital, Peking, China
|
|
NFH-Kohorte
94 posteroanteriore Röntgenaufnahmen der gesamten Wirbelsäule vom Nanfang Krankenhaus, Guangzhou, China
|
|
JSTH-Kohorte
187 posteroanteriore Röntgenaufnahmen der gesamten Wirbelsäule vom Jishuitan Hospital, Peking, China
|
|
RJH-Kohorte
294 posteroanteriore Röntgenaufnahmen der gesamten Wirbelsäule vom Ruijin Hospital, Shanghai, China
|
|
HSH-Kohorte
176 posteroanteriore Röntgenaufnahmen der gesamten Wirbelsäule vom Huashan Hospital, Shanghai, China
|
Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
|
Genauigkeit der Cobb-Winkel-Vorhersage
Zeitfenster: bis zum Studienabschluss durchschnittlich 1 Jahr
|
Der koronale Cobb-Winkel wurde als Standardmaß zur Bewertung der koronalen Ausrichtung jedes AIS-Patienten übernommen.
Wir bewerten die Leistung unseres Modells der künstlichen Intelligenz anhand der Vorhersagegenauigkeit von Cobb Angle.
|
bis zum Studienabschluss durchschnittlich 1 Jahr
|
Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
|
Genauigkeit der AIS-Schweregradklassifizierung
Zeitfenster: bis zum Studienabschluss durchschnittlich 1 Jahr
|
Deformitäten mit einem CA von mehr als 40° wurden als schwer eingestuft, solche im Bereich von 20° bis 40° wurden als mittelschwer eingestuft und Winkel von 0° bis 20° wurden als normal bis leicht eingestuft.
|
bis zum Studienabschluss durchschnittlich 1 Jahr
|
Mitarbeiter und Ermittler
Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.
Studienaufzeichnungsdaten
Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
5. Januar 2022
Primärer Abschluss (Tatsächlich)
5. Oktober 2024
Studienabschluss (Tatsächlich)
5. November 2024
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
20. November 2024
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
26. November 2024
Zuerst gepostet (Geschätzt)
2. Dezember 2024
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Geschätzt)
2. Dezember 2024
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
26. November 2024
Zuletzt verifiziert
1. November 2024
Mehr Informationen
Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Schlüsselwörter
Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen
Andere Studien-ID-Nummern
- UW 24-350
Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)
Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?
NEIN
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Nein
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
Nein
Produkt, das in den USA hergestellt und aus den USA exportiert wird
Nein
Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .