Tekoälyavusteinen sarkopenian riskiarviointi ja havaitseminen (SARC-AI)
Lihasmassan ja lihasten toiminnan tekoälyavusteinen integrointi: Uusi lähestymistapa sarkopenian riskinarviointiin ja interventioon
Sarkopenia, ikään liittyvä lihasmassan ja toiminnan heikkeneminen, on merkittävä tekijä vanhuksilla esiintyvän haurauden, toimintakyvyn heikkenemisen ja kuolleisuuden taustalla. Nykyiset diagnostiset työkalut arvioivat lihasmassaa tai toimintaa erikseen, ja niistä puuttuu ennakoivia biomarkkereita, mikä rajoittaa varhaista havaitsemista ja yksilöllistä hoitoa. Tämä tutkimus ehdottaa tekoälyyn perustuvaa viitekehystä, joka yhdistää monimuotoista fysiologista, metabolista ja toiminnallista dataa puettavien antureiden seurantaan parantaakseen sarkopenian riskinarviointia ja ohjatakseen yksilöllisiä interventioita.
Vaiheessa 1 analysoimme 3 500 aikuisen suurta retrospektiivistä tietojoukkoa tunnistaaksemme sarkopenian varhaisia ennustetekijöitä ja kehittääksemme koneoppimiseen perustuvan riskinluokittelumallin. Vaiheessa 2 testaamme 12 viikon yksilöllistä liikunta- ja ravitsemusinterventiota 120 osallistujalla käyttäen reaaliaikaista anturidataa ja tekoälyohjattuja säätöjä tulosten optimoimiseksi. Tämä integroiva lähestymistapa pyrkii edistämään varhaista havaitsemista, tarkkoja interventioita ja pitkäaikaista lihasterveyttä ikääntyvässä väestössä.
Tutkimuksen yleiskatsaus
Tila
Tila
Ehdot
Ehdot
Interventio / Hoito
Interventio / Hoito
Yksityiskohtainen kuvaus
Taustatietoa:
Sarkopenia, joka määritellään luurankolihasmassan ja -toiminnan progressiiviseksi vähenemiseksi, aiheuttaa merkittäviä riskejä kaatumisille, vammautumiselle, aineenvaihdunnan häiriöille ja kuolleisuudelle iäkkäillä aikuisilla. Nykyiset kliiniset diagnostiikkamenetelmät perustuvat lihasvoiman tai -massan staattisiin mittauksiin, jolloin varhaisvaiheen tai subkliininen heikkeneminen jää usein huomaamatta. Lisäksi perinteiset hoitomuodot, kuten voimaharjoittelu ja lisääntynyt proteiininsaanti, osoittavat suurta yksilöllistä vaihtelua tuloksissa tekijöiden, kuten lähtötason lihasfenotyypin, aineenvaihdunnan tilan, genetiikan ja suoliston mikrobiston koostumuksen, vuoksi. Kehittyvät tekniikat, kuten puettavat anturit, suorituskykyinen aineenvaihdunnan profilointi ja tekoäly/koneoppimismenetelmät, tarjoavat mahdollisuuden luoda ennakoivia, yksilöllisiä viitekehyksiä sarkopenian riskinarviointiin ja hallintaan.
Tavoitteet:
- Kehittää ja validoida tekoälyyn perustuva malli, joka integroi lihasrakenteen, toiminnallisen suorituskyvyn ja aineenvaihdunnan biomarkkerit sarkopenian riskin ennustamiseksi.
- Toteuttaa henkilökohtainen, mukautuva interventio, joka yhdistää liikunnan ja ravitsemuksen ohjattuna tekoälyn ennusteiden ja reaaliaikaisen seurannan perusteella.
- Arvioida tämän intervention tehokkuutta lihasmassaan, toiminnalliseen suorituskykyyn ja aineenvaihdunnan terveyteen iäkkäillä aikuisilla.
Menetelmät:
Vaihe 1: Retrospektiivinen analyysi monimuotoisista tiedoista 3500 aikuiselta, mukaan lukien lihasrakenne (DXA, MRI), toiminnalliset testit (puristusvoima, tuolista nouseminen), aineenvaihdunnan merkkiaineet ja mikrobistoprofiilit. Tekoäly/koneoppimismalleja koulutetaan ennustamaan sarkopenian riskiä ja tunnistamaan keskeisiä ennustavia piirteitä. Validointi suoritetaan osalla vasta rekrytoiduista osallistujista, jotka ovat tavallisen hoidon alaisina.
Vaihe 2: 12 viikon prospektiivinen interventio 120:lla 50–70-vuotiaalla aikuisella, jotka on ryhmitelty sarkopenian riskiryhmiin vaiheen 1 ennusteiden perusteella. Osallistujat saavat tekoälyn ohjaamaa henkilökohtaista liikuntaa (voima- ja aerobista) ja ravitsemussuunnitelmia, joita seurataan puettavien antureiden ja mobiilisovelluksen avulla. Tietojen keruu sisältää MRI- ja DXA-kuvauksia lihasrakenteen arviointiin, toiminnallisia suorituskykytestejä, aineenvaihdunnan ja tulehdusmerkkiaineita, mikrobistoprofilointia ja itse raportoituja tuloksia. Interventiovastetta analysoidaan käyttäen sekavaikutusmalleja ja koneoppimista tehokkuuden ennustavien tekijöiden tunnistamiseksi.
Merkitys ja innovaatio:
Tämä tutkimus integroi tekoälyn ohjaaman riskiennustuksen henkilökohtaisten, reaaliaikaisten mukautuvien interventioiden kanssa, kohdistaen nykyisiin diagnostisiin ja terapeuttisiin puutteisiin sarkopenian hoidossa. Yhdistämällä lihasrakenteen, -toiminnan, aineenvaihdunnan, käyttäytymisen ja mikrobiston tiedot, se mahdollistaa lihasheikkenemisen varhaisen havaitsemisen, yksilöllisen hoidon ja parantuneen hoitoon sitoutumisen. Viitekehyksellä on potentiaalia laajaan kliiniseen siirtoon, digitaalisen terveyden integrointiin ja tulevaan kaupallistamiseen skaalautuvana tekoälypohjaisena sarkopenia-alustana.
Odotetut tulokset:
- Tekoälypohjaiset sarkopenian seulontatyökalut varhaiseen havaitsemiseen ja riskiryhmittelyyn.
- Yksilön riskiin ja fysiologiaan räätälöidyt henkilökohtaiset liikunta- ja ravitsemussuositelmät.
- Skaalautuva, datavetoinen interventioviitekehys, joka soveltuu kliiniseen tai kotipohjaiseen käyttöön.
Parannettu ymmärrys heterogeenisista vasteista sarkopenian interventioihin.
Opintotyyppi
Opintotyyppi
Ilmoittautuminen (Arvioitu)
Ilmoittautuminen
Vaihe
Vaihe
- Ei sovellettavissa
Yhteystiedot ja paikat
Opiskelupaikat
-
-
-
Tel Aviv, Israel, 69978
- Sylvan Adams Sport Institute
-
-
Osallistumiskriteerit
Kelpoisuusvaatimukset
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
- Aikuinen
- Vanhempi Aikuinen
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Kuvaus
Osallistumiskriteerit:
- Miehet ja naiset 50–70-vuotiaat
- Sarkopenian riskissä lihasmassan ja/tai lihastoiminnan seulonnan perusteella
- Kykenevät osallistumaan valvottuun liikuntaharjoitteluun
- Halukkaat noudattamaan tutkimusmenettelyjä ja antamaan kirjallisen tietoisen suostumuksen
Poissulkemiskriteerit:
- Osallistuminen rakenteelliseen liikuntaan tai painonpudotusohjelmaan viimeisen 6 kuukauden aikana
- Epävakaa ruumiinpaino (>±5 %) viimeisen 6 kuukauden aikana
- Tupakointi tällä hetkellä tai viimeisen 6 kuukauden aikana
- Raskaus, imetys vai vaihdevuodet
- Magneettikuvauksen vasta-aiheet (esim. sisäiset laitteet, tatuoinnit, pysyvät meikit)
- Vakava sydän- ja keuhkosairaus (esim. äskettäinen sydäninfarkti, epävakaa rintakipu)
- Liikuntaosallistumista rajoittavat tuki- ja liikuntaelinsairaudet tai neuromuskulaariset sairaudet
- Kognitiivinen heikentymä
- Krooniset sairaudet, mukaan lukien syöpä, diabetes, kilpirauhassairaus, verenpainetauti tai krooninen munuaisten vajaatoiminta
- Aineenvaihduntaan vaikuttavien lääkkeiden käyttö
- Sekundaarinen maksasairaus (virusperäinen, autoimmuuni-, alkoholi- tai lääkeperäinen)
- Alkoholinkulutus >20 g/vrk (naisilla) tai >30 g/vrk (miehillä)
Opintosuunnitelma
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Ensisijainen käyttötarkoitus: Ennaltaehkäisy
- Jako: Ei käytössä
- Inventiomalli: Yksittäinen ryhmätehtävä
- Naamiointi: Ei mitään (avoin tarra)
Aseiden lukumäärä
Aseet ja interventiot
Osallistujaryhmä / ArmOsallistujaryhmä / Arm |
Interventio / HoitoInterventio / Hoito |
|---|---|
|
Kokeellinen: Tekoälyohjattu henkilökohtainen liikunta- ja ravitsemusinterventio
Kaikki osallistujat käyvät läpi kattavan perustason profilointiin ja saavat 12 viikkoa kestävän henkilökohtaisen, tekoälyn ohjaaman liikunta- ja ravintointervention, joka on suunniteltu parantamaan lihasmassaa, lihastoimintaa ja aineenvaihdunnan terveyttä. Yksilölliset suositukset luodaan käyttäen koneoppimiseen perustuvaa sarkopenian riskin ennustemallia ja niitä mukautetaan dynaamisesti fysiologisten vastausten ja kannettavien anturien datan perusteella. Osallistujat jaetaan ryhmiin sarkopenian riskin mukaan (matala, kohtalainen, korkea), mutta kaikki saavat saman mukautuvan intervention viitekehyksen. |
Osallistujat suorittavat 12 viikkoa valvottua voima- ja aerobista harjoittelua yhdistettynä henkilökohtaiseen ravitsemustukeen.
Harjoitusohjeet (3 voimaharjoitusistuntoa/viikko; 2-3 aerobista istuntoa/viikko) ja ruokavalio-ohjeet (mukaan lukien proteiinitavoitteet) yksilöllistetään tekoälymalleja ja puettavien laitteiden dataa hyödyntäen.
Mobiilisovellus tarjoaa reaaliaikaista palautetta ja seurantaa sekä kaksiviikkoiset turvallisuustarkistukset.
|
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Tekoälyyn perustuvan sarkopeniariskin ennustemallin tarkkuus
Aikaikkuna: Perustaso seurannan päättymiseen saakka (enintään 12 kuukautta)
|
Tekoälyyn perustuvan mallin ennustava suorituskyky tunnistaa nykyinen ja tuleva sarkopeniariski käyttäen monimuotoista lähtötietoa, kuten kehon koostumusta, lihasten toimintakykyä, metabolisia biomarkkereita ja puettavista laitteista saatuja mittauksia.
|
Perustaso seurannan päättymiseen saakka (enintään 12 kuukautta)
|
|
Muutos MRI-pohjaisessa reisilihaksen tilavuudessa
Aikaikkuna: Alkupisteestä 12 viikkoon
|
Reisilihaksen tilavuuden muutos 3-Tesla MRI-laitteella (Siemens Prisma) standardoidulla segmentointianalyysillä mitattuna. Mittayksikkö: cm³ |
Alkupisteestä 12 viikkoon
|
|
Muutos käsivoimassa (kg)
Aikaikkuna: Perustaso 12 viikkoon
|
Keskimääräinen muutos maksimaalisessa käden puristusvoimassa mitattuna Jamar-dynamometrillä (paras kolmesta mittauksesta). Mittayksikkö: kg |
Perustaso 12 viikkoon
|
Toissijaiset tulostoimenpiteet
Toissijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Muutos DXA-mittauksella mitatussa liikkuvan lihasmassan indeksissä (ALM/pituus²)
Aikaikkuna: Alkuperäisestä tasosta 12 viikkoon
|
Käden ja jalan laihamassaindeksin (ALM jaettuna pituuden neliöllä) keskimääräinen muutos mitattuna koko kehon kaksoisenergia-röntgenabsorptiometrialla (DXA; Hologic QDR 4500A). Mittayksikkö: kg/m² |
Alkuperäisestä tasosta 12 viikkoon
|
|
Muutos lepoaineenvaihdunnassa (kcal/päivä)
Aikaikkuna: Alkutasosta 12 viikkoon
|
Levonnan aineenvaihdunnan keskimääräinen muutos, mitattuna epäsuoralla kalorimetrialla Cosmed Quark RMR -järjestelmällä standardoiduissa nälkäolosuhteissa. Mittayksikkö: kcal/päivä |
Alkutasosta 12 viikkoon
|
|
Suoliston mikrobiston monimuotoisuuden muutos
Aikaikkuna: Alkutilanteesta 12 viikkoon
|
Keskimääräinen muutos suoliston mikrobiston monimuotoisuudessa, joka arvioitiin käyttämällä 16S rRNA-geenisekvensointia eristetystä mikrobista DNA:sta ja laskettiin käyttämällä Shannonin monimuotoisuusindeksiä.
|
Alkutilanteesta 12 viikkoon
|
|
Short Physical Performance Battery (SPPB) kokonaispisteen muutos
Aikaikkuna: Alkutilasta 12 viikkoon
|
Lyhyen fyysisen suorituskyvyn testipatterin (SPPB) kokonaispistemuutos, joka arvioi alaraajojen toimintakykyä. Mittayksikkö: Asteikkopisteet (0-12) |
Alkutilasta 12 viikkoon
|
|
Elämänlaadun muutos SF-36-arvioinnilla
Aikaikkuna: Alkuperäisestä arvosta 12 viikkoon
|
Muutos terveyteen liittyvässä elämänlaadussa, jota arvioidaan käyttäen 36-kohdan lyhyttä terveyskyselylomaketta (SF-36). Mittayksikkö: SF-36-asteikon pisteet (0-100) |
Alkuperäisestä arvosta 12 viikkoon
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Sponsori
Sponsori
Tutkijat
Tutkijat
- Päätutkija: Yftach Gepner, Tel Aviv University
Opintojen ennätyspäivät
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus (Todellinen)
Opiskelun aloitus
Ensisijainen valmistuminen (Arvioitu)
Ensisijainen valmistuminen
Opintojen valmistuminen (Arvioitu)
Opintojen valmistuminen
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Ensimmäinen lähetetty
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)
Ensimmäinen Lähetetty
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Viimeisin päivitys julkaistu
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Viimeksi vahvistettu
Viimeksi vahvistettu
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Muita asiaankuuluvia MeSH-ehtoja
- Neurologiset ilmenemismuodot
- Hermoston sairaudet
- Neuromuskulaariset ilmenemismuodot
- Patologiset tilat, anatomiset
- Lihasten atrofia
- Atrofia
- Patologiset tilat, merkit ja oireet
- Merkit ja oireet
- Sarkopenia
- Ruokavalio, ruoka ja ravitsemus
- Fysiologiset ilmiöt
- Ravitsemusfysiologiset ilmiöt
- Väestöominaisuudet
- Terveystila
- Väestötiede
- Ravitsemustila
Muut tutkimustunnusnumerot
Muut tutkimustunnusnumerot
- 0011903-1
Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)
Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?
Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .