Tekoälyn validointi yläraajojen yksilölliseen arviointiin ja kuntoutukseen lapsilla, joilla on yksipuolinen aivovamma (AInCP)

Hanke on konfiguroitu kansainväliseksi havainnoivaksi kliiniseksi voittoa tavoittelemattomaksi tutkimukseksi, jonka tavoitteena on muuttaa nykyistä UCP-sairaiden lasten ja nuorten hoidon ja interventioiden hallintaa tarjoamalla uudenlaisen lähestymistavan.

Tällä tutkimuksella on kansainväliset ulottuvuudet, ja siihen osallistuu 12 kumppania 7 maasta. Lapset ilmoittautuvat ja testataan neljässä kliinisessä keskuksessa, nimittäin IRCCS Stella Maris Foundation, Universidad De Castilla - La Mancha (Espanja), Katholieke Universiteit of Leuven (Belgia) ja David Tvildiani Medical University (Georgia).

Tutkimukseen osallistuvat keskukset suorittavat ilmoittautumisen sekä kliiniset ja kinemaattiset arvioinnit; Kaikkien neuroimaging-tietojen analysointiin osallistuu Queenslandin yliopiston (Australia) Queensland Cerebral Palsy Research Center, joka on kansainvälinen asiantuntija tässä asiassa.

Tutkimukseen osallistuminen on vapaaehtoista ja siihen vaaditaan vanhemman tietoinen suostumus.

UCP-lasten ryhmälle osallistumiskriteerit ovat:

1. Vahvistettu diagnoosi CP, jossa on pääasiassa spastinen hemiplegia
2. Lievä tai kohtalaisen vaikea yläraajojen toiminnan heikkeneminen (MACS-tasot I-III)

Poissulkemiskriteerit ovat:

1. Yläraajojen vakava vajaatoiminta (MACS-taso IV tai V)
2. Botuliinitoksiini-injektio yläraajaan 6 kuukauden sisällä ennen tutkimukseen tuloa
3. Yläraajan leikkaus 6 kuukauden aikana ennen tutkimukseen tuloa
4. Vakavien liitännäissairauksien ja/tai vakavan kehitysvammaisuuden esiintyminen Tyypillisen kehityksen omaavien lasten otokselle määritetään kliinisesti dokumentoitujen häiriöiden poissulkemiskriteerit.

Rekrytointi tapahtuu vasta tietoisen suostumuksen allekirjoittamisen jälkeen. Rekrytoinnin yhteydessä hankitaan joitakin henkilötietoja ja luodaan REDCap-alustalle rakennettu erityinen tietokanta, jota käsitellään nimettömästi.

Tiedot tulevat seuraavilta alueilta:

1. Moniakseliset kliiniset arvioinnit ja kyselylomakkeet

   Ennen arvioinnin aloittamista tehdään seulonta protokollaan kuuluvista kliinisistä toimenpiteistä, jotta voidaan raportoida samojen testien viimeaikaiset annot, jotta voidaan tarvittaessa valita parempi aikaikkuna, jossa aloittaa osallistumisen tähän tutkimukseen. Protokolla koostuu itse asiassa standardoiduista testeistä ja kyselylomakkeista, joita tavallisesti käytetään kliinisessä käytännössä. Kliininen arviointi, joka järjestetään kahtena peräkkäisenä päivänä ja jaetaan erilaisiin testeihin, joista osa on suunnattu lapselle ja osa, kuten kyselylomakkeita, jotka suoritetaan vanhempien kanssa/vanhempien kanssa, ja se sisältää seuraavat osa-alueet:

   • Kliininen motorinen arviointi (voima, spastisuus ja peililiikkeet) ja herkkyys;
   • Yläraajojen toimivuuden arviointi strukturoiduilla ja puolirakenteisilla testeillä
   • Kognitiivinen ja neuropsykologinen arviointi
   • Luokittelujärjestelmät ja kyselylomakkeet yläraajan taidoista, itsenäisyydestä arjessa sekä osallistumiseen ja elämänlaatuun liittyvistä näkökohdista

   TD-lapsille suoritetaan vain hyvin pieni osa UCP-lapsille tarjotuista arvioinneista, eli:

   • Yläraajan toiminnan arviointi puolistrukturoidulla arviointiistunnolla
   • Kyselylomakkeet koordinaatiokykyyn, lateraalisuuden määrittelemiseen ja käyttäytymiseen liittyvien näkökohtien selvittämiseen

   Lopuksi ehdotetaan kyselyä, joka koostuu kyselylomakkeista, jotka koskevat unen laatua, elämänlaatua ja teknologioiden tuntemusta ja kykyjä kaikille lapsille (sekä UCP-potilaille että TD-potilaille), heidän vanhemmilleen ja myös terveydenhuollon ammattilaisille.

2. Neuroimaging Structural Magnetic Resonance (MRI) -kuvia UCP-potilaiden aivoista, jotka on yleensä hankittu kliinisiin tarkoituksiin, kerätään ja arvioidaan Stella Maris Foundationin (FSM) kehittämän semikvantitatiivisen arviointiasteikon mukaisesti vakavuuden kvantifioimiseksi. aivovauriosta. Lapsilta ja/tai nuorilta, jotka ovat jo tehneet magneettikuvauksen, näihin tietoihin pääsy edellyttää vanhempien suostumusta. Kuvien arviointi suoritetaan anonymisoimalla ja siirtämällä kuvat Queenslandin yliopistoon/CSIRO:hon Australiaan, minkä jälkeen asiantuntija-arvioijat analysoivat ne käyttämällä automatisoitua ohjelmistoa, tuottaen kvantitatiivisia mittauksia.
3. Yläraajojen liikkeiden analyysi kliinisen arvioinnin ja päivittäisen elämän aikana Kaikkia ilmoittautuneita lapsia ja/tai nuoria pyydetään pitämään antureita molemmissa ranteissa kliinisen arvioinnin aikana ja 2 viikon ajan yläraajojen toiminnan tutkimiseksi myös päivittäisessä elämässä. Tänä aikana vanhempien on täytettävä päiväkirja, jossa kerrotaan tärkeimmistä päivittäisistä toiminnoista (esimerkiksi heräämisaika, nukahtaminen, lounas ja päivällinen, mahdollinen urheilutoiminta jne.). Antureiden käyttökelpoisuutta ja hyväksyttävyyttä lapsille ja/tai nuorille ja heidän vanhemmilleen laaditaan myös kyselylomakkeilla lyhyellä päivälomakkeella ja laajemmalla lomakkeella tallennusjakson lopussa. Kahden viikon päätyttyä otetaan yhteyttä vanhempiin ja noudetaan anturit suoraan kotoa.

Yksityisyyden ja anonymiteetin turvaamiseksi jokaiselle aiheelle annetaan numerokoodi, joka säilytetään erikseen. Tällä tavalla tietokanta ei sisällä tutkittavan tunnistetietoja. Pääsy tällaisiin tietoihin on rajoitettu vain tutkimukseen suoraan osallistuvaan henkilöstöön ja kaikkia tietoja käsitellään anonyymisti.

Kun kaikki kolmelta alueelta (kliininen arviointi, neuroimaging ja kinemaattinen analyysi) tulevat tiedot sekä kyselylomakkeet on kerätty, ne lisätään erityiseen RedCap-tietokantaan.

UNIPI:n tutkijat käyttävät tekoälyalgoritmeja käsitelläkseen ja analysoidakseen kaiken Green Data Centerissä kerätyn tiedon: kliiniset tulosmittaukset, seurantatietojen, kyselylomakkeiden tulokset ja neuroimaging-analyysin tulokset. Analyysin tulokset pakataan diagnostiseen päätöstukityökaluun (dDST), ohjelmistotyökaluun, joka tukee kliinikoita toiminnallisen diagnoosin hallinnassa. Kliinikot pääsevät käyttämään tätä työkalua erityisesti suunnitellun kojelaudan kautta. Tekoälyanalyysin tarkoituksena on ymmärtää, miten nämä tiedot korreloivat erilaisten kliinisten ominaisuuksien ja hoitovasteiden kanssa, jotka erottavat yksilöt toisistaan. Kliinikkoa voidaan tukea sekä diagnostisissa että kuntoutusprosesseissa, mikä vaikuttaa positiivisesti sekä kliiniseen päätöksentekoon että kohteen terveydenhuoltoon.