Valutazione multicentrica prospettica di un nuovo modello predittivo per la progressione della scoliosi idiopatica adolescenziale

Identificando i pazienti per i quali il modello prevede una progressione significativa, i ricercatori potrebbero concentrare i loro sforzi sull'essere più proattivi nei confronti dell'uso del tutore per coloro che sono a rischio di progressione. Con l'avvento di nuove tecniche di modulazione della crescita, questi pazienti potrebbero anche potenzialmente ricevere una gestione precoce delle loro curve per prevenire un'ulteriore progressione e diminuire la necessità di correzione chirurgica e fusione della loro curva. In alternativa, identificando i pazienti che non progrediranno immediatamente alla prima visita, i ricercatori potrebbero probabilmente ridurre il loro numero necessario per il trattamento da 4 a 2 rimuovendo quei pazienti che non progrediranno indipendentemente dal loro trattamento. Pertanto, il modello di previsione non avrà un impatto solo sui pazienti a rischio di progressione, ma avrà anche un impatto su quelli che sono rinforzati nonostante abbiano un basso rischio di progressione.

Arruolamento dei pazienti:

Ai pazienti che soddisfano i criteri di inclusione verrà offerta l'iscrizione al progetto. Se la famiglia desidera iscriversi al progetto, verrà avviato il processo di consenso informato e il paziente verrà arruolato.

Se i pazienti devono essere trattati con il tutore Non verranno istituiti cambiamenti nel trattamento e nel monitoraggio abituali. Pertanto, i pazienti potranno sottoporsi a trattamento ortesico. I ricercatori sono consapevoli che il trattamento con corsetto potrebbe avere un impatto sulla progressione della curva, ma questi pazienti sono ancora inclusi come progressione nonostante il trattamento con corsetto possa fornire informazioni significative riguardo a queste curve difficili da trattare. Il paziente sottoposto a trattamento con corsetto dovrà rimuovere il corsetto almeno la notte prima dell'appuntamento e radiografie della colonna vertebrale di follow-up. Inoltre il protocollo richiede che i pazienti abbiano almeno una radiografia della colonna vertebrale senza tutore ogni 12 mesi. La compliance del tutore sarà valutata come una covariabile specifica nel prossimo studio. Per comprendere meglio l'impatto del tutore sulla progressione, i ricercatori utilizzeranno i monitor del tutore, trasduttori sensibili alla pressione in grado di monitorare l'usura del tutore e l'efficacia del tutore, nel loro studio multicentrico e utilizzeranno i dati generati da questi monitor come co-fattore in un miglioramento modello di previsione.

Se i pazienti devono essere sottoposti a intervento chirurgico Sebbene i pazienti che mostrano una progressione della curva sufficiente per sottoporsi a correzione chirurgica non saranno mantenuti nella coorte prospettica dopo l'intervento chirurgico, i loro dati verranno comunque analizzati per valutare la correlazione tra le misurazioni 3D locali e la progressione della curva.

-Raccolta dati

I dati raccolti alla prima visita includeranno:

• Dati demografici
• Storia medica passata
• Genere
• indice di massa corporea (peso e altezza)
• storia famigliare
• maturità sessuale (inizio delle mestruazioni per le ragazze)
• risalto delle costole
• valutazione radiografica iniziale. Dati raccolti ad ogni visita di follow-up (idealmente ogni 6 mesi)
• indice di massa corporea (peso e altezza)
• stato menarcale,
• maturità scheletrica
• risalto delle costole.

• Valutazione radiografica (almeno ogni 12 mesi durante il periodo di studio, senza corsetto).

  • Acquisizione delle immagini e trasferimento al sito di misurazione centrale. L'acquisizione delle immagini è standardizzata tra i siti secondo le procedure operative standard. Tutte le immagini vengono acquisite con il sistema EOS™ nello stesso modo in base alla posizione proposta da Horton et al. che standardizzavano le radiografie laterali utilizzando una posizione mano sulla clavicola. Le radiografie sono tutte prese nello stesso modo minimizzando così la variabilità. Per i centri privi di un sistema EOS™ per parte o per l'intero studio, l'utilizzo di cinture di calibrazione consentirà di eseguire radiografie in un ambiente calibrato. La posizione utilizzata per l'acquisizione delle immagini è la stessa del sistema EOS™.
  • Ricostruzioni tridimensionali del rachide Le immagini radiografiche stereo vengono utilizzate per creare una rappresentazione tridimensionale esterna del corpo vertebrale mediante uno specifico algoritmo. In primo luogo, una scanalatura viene adattata attraverso i centri dei corpi vertebrali sia nella vista PA che in quella laterale. Le informazioni di entrambe le immagini vengono quindi utilizzate per ricostruire una spline o curva 3-D che agirà come un'impalcatura tridimensionale grezza su cui avranno luogo le ricostruzioni vertebrali e intervertebrali locali. Le placche terminali vertebrali sono rappresentate da un modello preliminare grezzo della colonna vertebrale utilizzando una serie di modelli cubici che rappresentano approssimativamente ciascun corpo vertebrale impilato uno sopra l'altro per formare la colonna vertebrale. Viene così descritta una configurazione globale del modello di colonna vertebrale deformabile per ogni dima cubica associata a ciascun livello vertebrale. La ricostruzione finale può quindi essere completata utilizzando la conoscenza a priori di un database di vertebre scoliotiche e normali che sono state misurate dal gruppo di ricerca dello sperimentatore. Il modello di conoscenza a priori si basa sulla descrizione di ciascuna vertebra da parte di un modello deformabile, che incorpora la conoscenza statistica della sua struttura geometrica e della sua variabilità patologica. Le ricostruzioni statisticamente ottimizzate saranno utilizzate per determinare la forma del disco intervertebrale ad ogni livello.
  • Ricostruzioni stereoradiografiche tridimensionali del bacino

Il bacino sarà ricostruito in 3-D per tutti i soggetti normali e AIS utilizzando una combinazione dei metodi Non-Stereo Corresponding Points (NSCP) e Non-Stereo Corresponding Contours (NSCC), che sono stati con successo dal team del ricercatore per ricostruire la colonna vertebrale in 3D. La valutazione preliminare della tecnica ha dato un'accuratezza complessiva di 1,6 mm, adeguata per il calcolo degli indici geometrici clinici del bacino. Con questa tecnica di ricostruzione 3D sono necessari quattro passaggi:

1. Identificazione di sette regioni specifiche del bacino;
2. Visualizzazione di un modello preliminare con 45 punti di controllo. I punti di controllo sono modificabili in tempo reale dall'utente (NSCP);
3. Identificazione interattiva dei contorni regionali (NSCC);

4. Generazione del modello pelvico 3D personalizzato deformando un modello pelvico 3D generico utilizzando il kriging geometrico 3D.

   • Misurazioni tridimensionali locali delle vertebre e dei dischi:

I parametri calcolati sono stati divisi in sei categorie. Ogni categoria fa riferimento a descrittori globali (intera colonna vertebrale), regionali (segmento scoliotico) e locali (vertebra). Il centroide della vertebra è inteso come il punto a metà strada tra i centri delle due placche terminali della vertebra. Il sistema dell'asse della vertebra locale è definito dal gruppo di terminologia 3D della Scoliosis Research Society (SRS): l'origine è al centroide del corpo vertebrale, l'asse 'z' locale passa attraverso i centri delle placche terminali superiore e inferiore e 'y L'asse è parallelo a una linea che unisce punti di riferimento simili sulle basi dei peduncoli destro e sinistro.

1. Angoli di Cobb: angoli di Cobb definiti come l'angolo tra la piastra terminale superiore e inferiore delle rispettive vertebre terminali di una curva. L'angolo di Cobb è stato misurato nel piano frontale, nel piano di massima deformazione in 3D e nel piano sagittale per la cifosi toracica (T4-T12) e la lordosi lombare (L1-S1).
2. Piano di massima deformazione: Angolo assiale del piano in cui l'angolo di Cobb è massimo.
3. Incuneamento tridimensionale del corpo vertebrale e del disco: incuneamento del corpo vertebrale apicale nel piano di massima deformazione (piano 3D) e incuneamento 3D massimo medio dei due dischi intervertebrali apicali. L'incuneamento 3D massimo rappresenta l'incuneamento misurato nel piano, in cui il valore di incuneamento è massimo attorno all'asse verticale. Se l'apice era un disco, è stata calcolata la media dell'incuneamento 3D di entrambi i corpi vertebrali apicali ed è stato documentato solo l'incuneamento 3D del disco apicale. L'incuneamento del disco 3D è stato analizzato per tutti i livelli della colonna vertebrale (da T1-T2 a L4-L5).
4. Rotazione intervertebrale assiale dell'apice, livello giunzionale superiore e inferiore e livello toracolombare: rotazione tra due vertebre adiacenti a livello di curva superiore, apicale e inferiore e giunzione toracolombare (T12-L1) nel piano assiale secondo il riferimento delle vertebre locali inferiori.
5. Torsione: Media della somma delle rotazioni assiali intervertebrali (misurate secondo il riferimento locale delle vertebre inferiori) delle due emicurvature della curva (tra vertebra terminale superiore e apice e tra vertebra terminale inferiore e apice).

6. Snellezza (T6, T12 e L4 locali e T1-L5 regionale): rapporto tra l'altezza (distanza tra i piatti terminali superiore e inferiore al centro delle vertebre) e la larghezza (misurata al centro delle vertebre utilizzando una linea perpendicolare a la linea dell'altezza in direzione medio laterale) del corpo vertebrale per le vertebre T6, T12 e L4. Rapporto tra la lunghezza della colonna vertebrale da T1 a L5 e la media della larghezza dei corpi vertebrali di T6-T12 e L4. La stessa misurazione è stata effettuata sostituendo la larghezza con la profondità (una linea perpendicolare alla linea dell'altezza al centro della vertebra in direzione anteroposteriore).

   • Indici pelvici geometrici:

Gli indici pelvici geometrici verranno calcolati automaticamente con la generazione del modello pelvico 3D. Saranno calcolati per primi gli indici che descrivono l'orientamento del bacino in 3D (indici posizionali), basati sulla linea che unisce il centro di entrambe le teste femorali (asse dell'anca). La rotazione assiale pelvica è l'orientamento dell'asse dell'anca attorno all'asse verticale (linea di gravità) visto nel piano trasversale. L'obliquità pelvica è l'orientamento dell'asse dell'anca attorno alla linea orizzontale vista dal piano coronale. L'inclinazione pelvica è l'orientamento del bacino attorno all'asse medio-laterale del bacino visto dal piano sagittale. In quest'ultimo caso, oltre all'asse dell'anca, deve essere identificato almeno un altro punto di riferimento del bacino (come il centro del piatto sacrale superiore). Viene calcolata anche la pendenza sacrale (angolo tra il piatto sacrale superiore e la linea orizzontale poiché è altamente correlato con la lordosi lombare. L'obliquità sacrale è l'angolo tra la placca sacrale superiore e la linea orizzontale. Gli indici morfologici del bacino (non dipendenti dalla posizione del paziente) sono calcolati in un sistema di coordinate di riferimento basato sull'orientamento dell'asse dell'anca, al fine di eliminare l'effetto della rotazione assiale pelvica e dell'obliquità. Ciò significa che la trasformazione nel sistema di coordinate di riferimento consente il calcolo degli indici morfologici nei veri piani coronale, assiale e sagittale del bacino. I ricercatori hanno selezionato il bacino come sistema di riferimento basato sul principio della vertebra pelvica di Dubousset, che afferma che il bacino può essere visto come una vertebra separata. Come descritto in precedenza, in passato sono stati utilizzati numerosi parametri morfologici del bacino, come dettagliato nelle Tabelle da I a III. Di questi, dopo un'attenta revisione della letteratura, i ricercatori hanno selezionato quelli che considerano i 7 indici specifici più pertinenti. I ricercatori hanno basato la loro decisione sulla potenziale associazione degli indici pelvici con la patogenesi dell'AIS. Poiché hanno dimostrato la stretta relazione tra incidenza pelvica e lordosi lombare nell'AIS, i ricercatori hanno selezionato indici morfologici del bacino correlati alla geometria della colonna vertebrale.