AIガイドによるサルコペニアリスク評価と検出 (SARC-AI)
筋量と筋機能のAI駆動統合:サルコペニアリスク評価と介入への新たなアプローチ
サルコペニアは、加齢に伴う筋肉量と機能の低下であり、高齢者の虚弱、障害、死亡率の主要な原因です。 現在の診断ツールは筋肉量または機能を個別に評価しており、予測可能なバイオマーカーを欠いているため、早期発見と個別化された管理が制限されています。 本研究では、マルチモーダルの生理学的、代謝的、機能的データとウェアラブルセンサーによるモニタリングを統合するAI駆動のフレームワークを提案し、サルコペニアのリスク評価を改善し、個別化された介入を導くことを目指します。
第1フェーズでは、3,500人の成人の大規模なレトロスペクティブデータセットを分析し、サルコペニアの早期予測因子を特定し、機械学習ベースのリスク層別化モデルを開発します。 第2フェーズでは、120人の参加者を対象に、リアルタイムのセンサーデータとAIによる調整を活用して結果を最適化する、12週間の個別化された運動と栄養介入をテストします。 この統合的アプローチは、高齢化集団における早期発見、精密介入、長期的な筋肉の健康を推進することを目指しています。
調査の概要
状態
状態
条件
条件
介入・治療
介入・治療
詳細な説明
背景:
サルコペニアは、骨格筋量と機能の進行性の喪失と定義され、高齢者において転倒、障害、代謝機能不全、および死亡率の重大なリスクをもたらします。 現在の臨床診断は、筋力または筋量の静的な測定に依存しており、初期段階または潜在的な低下を見逃すことがよくあります。 さらに、抵抗運動やタンパク質摂取の増加などの従来の介入は、ベースラインの筋表現型、代謝状態、遺伝子、および腸内細菌叢の組成などの要因により、結果に高い個人間変動を示します。 ウェアラブルセンサー、高スループット代謝プロファイリング、AI/MLアプローチなどの新興技術は、サルコペニアのリスク評価と管理のための予測的で個別化された枠組みを作成する機会を提供します。
目的:
- 筋組成、機能的パフォーマンス、および代謝バイオマーカーを統合してサルコペニアリスクを予測するAI駆動モデルを開発および検証する。
- AI予測とリアルタイムモニタリングに基づいて運動と栄養を組み合わせた、個別化された適応的介入を実施する。
- この介入が高齢者の筋量、機能的パフォーマンス、および代謝健康に及ぼす有効性を評価する。
方法:
第1相:筋組成(DXA、MRI)、機能テスト(握力、椅子からの立ち上がり)、代謝マーカー、およびマイクロバイオームプロファイルを含む、3,500人の成人からのマルチモーダルデータの後方視的分析。 AI/MLモデルは、サルコペニアリスクを予測し、主要な予測的特徴を特定するために訓練されます。 検証は、標準ケア下で新たに募集された参加者のサブセットを使用して行われます。
第2相:第1相の予測に基づいてサルコペニアリスクグループに層別化された、50〜70歳の120人の成人を対象とした12週間の前向き介入。 参加者は、AIガイドによる個別化された運動(抵抗運動と有酸素運動)および栄養計画を受け、ウェアラブルセンサーとモバイルアプリを通じてモニタリングされます。 データ収集には、筋組成のためのMRIおよびDXA、機能的パフォーマンステスト、代謝および炎症バイオマーカー、マイクロバイオームプロファイリング、および自己申告結果が含まれます。 介入反応は、混合効果モデルとMLを使用して分析され、有効性の予測因子を特定します。
意義と革新性:
この研究は、AI駆動のリスク予測と個別化されたリアルタイム適応介入を統合し、サルコペニアケアにおける現在の診断および治療のギャップに対処します。 筋構造、機能、代謝、行動、およびマイクロバイオームデータを組み合わせることで、筋低下の早期検出、個別化された管理、および改善された遵守を可能にします。 この枠組みは、幅広い臨床応用、デジタルヘルス統合、およびスケーラブルなAIベースのサルコペニアプラットフォームとして将来の商業化の可能性を秘めています。
期待される成果:
- 早期発見とリスク層別化のためのAIベースのサルコペニアスクリーニングツール。
- 個人のリスクと生理学に合わせた個別化された運動および栄養プロトコル。
- 臨床または在宅展開に適したスケーラブルなデータ駆動介入枠組み。
サルコペニア介入に対する異質的反応の理解の深化。
研究の種類
研究の種類
入学 (推定)
入学
段階
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Tel Aviv、イスラエル、69978
- Sylvan Adams Sport Institute
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参加基準
適格基準
適格基準
就学可能な年齢
- 大人
- 高齢者
健康ボランティアの受け入れ
説明
選択基準:
- 50~70歳の男性および女性
- 筋肉量および/または筋機能スクリーニングに基づくサルコペニアリスクがある
- 監督付き運動トレーニングに参加可能
- 研究手順に従い、書面によるインフォームドコンセントを提供する意思がある
除外基準:
- 過去6か月以内の構造化された運動プログラムまたは減量プログラムへの参加
- 過去6か月間の体重不安定(±5%以上)
- 現在の喫煙または過去6か月以内の喫煙
- 妊娠中、授乳中、または閉経後
- MRIの禁忌(例:埋め込みデバイス、タトゥー、永久メイク)
- 重度の心肺疾患(例:最近の心筋梗塞、不安定狭心症)
- 運動参加を制限する筋骨格系または神経筋疾患
- 認知障害
- がん、糖尿病、甲状腺疾患、高血圧、慢性腎不全を含む慢性疾患
- 代謝に影響を与える薬剤の使用
- 二次性肝疾患(ウイルス性、自己免疫性、アルコール性、薬剤誘発性)
- アルコール摂取量>20g/日(女性)または>30g/日(男性)
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:防止
- 割り当て:なし
- 介入モデル:単一グループの割り当て
- マスキング:なし(オープンラベル)
アーム数
武器と介入
参加者グループ / アーム参加者グループ / アーム |
介入・治療介入・治療 |
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実験的:AIガイドによるパーソナライズされた運動と栄養介入
すべての参加者は包括的なベースラインプロファイリングを受け、筋肉量、筋機能、代謝的健康を改善するために設計された12週間の個別化されたAIガイドによる運動と栄養介入を受けます。 個別化された推奨事項は、機械学習ベースのサルコペニアリスク予測モデルを使用して生成され、生理学的反応とウェアラブルセンサーデータに基づいて動的に調整されます。 参加者はサルコペニアリスク(低、中、高)によって層別化されますが、すべての参加者が同じ適応的介入フレームワークを受けます。 |
参加者は、個別化された栄養サポートと組み合わせた12週間の監督付きレジスタンストレーニングと有酸素トレーニングを完了します。
運動処方(週3回のレジスタンストレーニング;週2~3回の有酸素トレーニング)と食事指導(タンパク質目標を含む)は、AIモデルとウェアラブルデータを使用して個別化されます。
モバイルアプリがリアルタイムのフィードバックとモニタリングを提供し、隔週の安全確認を行います。
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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AIベースのサルコペニアリスク予測モデルの精度
時間枠:ベースラインからフォローアップ終了まで(最長12ヶ月)
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身体組成、筋機能、代謝バイオマーカー、ウェアラブルデバイスによる測定値など、多様なベースラインデータを用いて、現在および将来のサルコペニアリスクを特定する人工知能ベースモデルの予測性能。
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ベースラインからフォローアップ終了まで(最長12ヶ月)
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MRIで測定した大腿筋肉体積の変化
時間枠:ベースラインから12週間
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3-Tesla MRI(Siemens Prisma)を用いた標準化されたセグメンテーション分析により評価された大腿骨格筋量の平均変化。 測定単位:cm³ |
ベースラインから12週間
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握力の変化 (kg)
時間枠:ベースラインから12週間
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Jamar握力計を用いて測定した最大握力の平均変化(3回の測定のうち最高値)。 測定単位:kg |
ベースラインから12週間
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二次結果の測定
二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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DXAで測定された四肢除脂肪組織指数(ALM/身長²)の変化
時間枠:ベースラインから12週間
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全身二重エネルギーX線吸収測定法(DXA; Hologic QDR 4500A)を用いて測定した四肢除脂肪筋肉量指数(ALMを身長の2乗で割った値)の平均変化。 測定単位:kg/m² |
ベースラインから12週間
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安静時代謝率の変化(kcal/日)
時間枠:ベースラインから12週間
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標準化された絶食条件下でCosmed Quark RMRシステムを使用した間接熱量測定により測定された安静時代謝率の平均変化。 測定単位:kcal/日 |
ベースラインから12週間
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腸内細菌叢の多様性の変化
時間枠:ベースラインから12週間
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抽出した微生物DNAを用いた16S rRNA遺伝子シーケンシングによって評価され、シャノン多様性指数を用いて算出された腸内細菌叢多様性の平均変化。
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ベースラインから12週間
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Short Physical Performance Battery(SPPB)合計スコアの変化
時間枠:ベースラインから12週間
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短身体機能バッテリー(SPPB)の総合スコアの平均変化(下肢機能を評価)。 測定単位:スケールスコア(0-12) |
ベースラインから12週間
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SF-36による生活の質の変化の評価
時間枠:ベースラインから12週間まで
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36項目短縮健康調査票(SF-36)を用いて評価された健康関連QOL(生活の質)の変化。 測定単位:SF-36尺度スコア(0-100) |
ベースラインから12週間まで
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協力者と研究者
捜査官
捜査官
- 主任研究者:Yftach Gepner、Tel Aviv University
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
研究開始
一次修了 (推定)
一次修了
研究の完了 (推定)
研究の完了
試験登録日
最初に提出
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
最初の投稿
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
投稿された最後の更新
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
追加の関連 MeSH 用語
その他の研究ID番号
その他の研究ID番号
- 0011903-1
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
米国FDA規制機器製品の研究
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