脊椎不整合自動分析用の人工知能ベースのモデル
2024年11月26日 更新者:The University of Hong Kong
中国における堅牢かつ正確な脊椎不整合の自動分析を可能にする人工知能ベースのモデル: 多施設共同後ろ向きコホート研究
この後ろ向き研究は、複数の医療センターにわたる思春期特発性側弯症(AIS)の診断モデルを強化し検証することを目的としていました。
この研究には、中国本土と香港の名門病院からの2,763人の参加者が参加した。
モデルの開発と検証には X 線が使用され、堅牢性を確保するためにさまざまな病院からのデータが使用されました。
AISと確認された10~18歳の参加者が登録され、データはプライバシーのために匿名化された。
モデルはトレーニング データを使用して最適化され、実際のアプリケーションに展開される前に内部で検証されました。
データの不均一性に対処するために新しいデータ拡張技術が使用され、評価には標準化された分析プラットフォームである AlignProCARE が使用されました。
X 線には椎骨ランドマークの注釈が付けられ、画像処理には従来の強度ベースのデータ拡張手法が適用されました。
冠状コブ角は脊椎のアライメントを評価するために使用され、重症度は正常、軽度、中等度、または重度に分類されました。
モデルのパフォーマンスは、コブ角度と重症度等級の予測精度について統計的に評価されました。
全体として、この研究は、臨床現場での AIS 分析の信頼できる診断ツールを提供し、診断と治療の効率と標準化を向上させることを目的としていました。
調査の概要
状態
完了
条件
詳細な説明
この後ろ向き研究では、2012年1月1日から2021年4月4日までの期間に、中国本土の5つの有名な病院と香港の2つの病院で2,763人から後前部全体の脊椎X線写真を収集しました。
QMH&DKCH コホートとして知られる、香港のサンディベイにあるクイーン メアリー病院とダッチェス オブ ケント小児病院からの X 線写真が、モデル開発に特に使用されました。
このコホート内では、86.5% (患者 1950 人中 1686 人) がモデル開発用のトレーニング セットとしてランダムに選択され、残りの 13.5% (患者 264 人) はモデルのパフォーマンスが独立してテストされることを保証する内部検証セットを形成しました。
さらに、モデルの有効性を評価するために、中国本土の 5 つの著名な病院からのデータが外部検証データセットに編集されました。
これらの病院には、北京連合医科大学病院、南方病院、吉水潭病院、瑞金病院、華山病院が含まれます。
すべてのデータは、モデルの開発と検証に利用される前に匿名化されました。
この研究には、思春期特発性側弯症(AIS)の有無が確認された10~18歳の参加者が登録された。
年齢、性別、BMI などの人口統計情報は医療記録から抽出されました。
研究の特異性を確保するために除外基準が適用され、他のタイプの側弯症、画像撮影に影響を与える可能性のある皮膚疾患のある人、起立不能の人、立位画像撮影が不可能なケースを除外した。
図 1 に示す研究設計は、モデル開発と現実世界への適用という 2 つの主要なフェーズで構成されています。
このモデルは、さまざまなセンターにわたる臨床応用のために AlignProCARE プラットフォームに展開される前に、QMH&DKCH コホート データを使用して最適化および検証されました。
実際の応用段階では、5 つの医療センターが AlignProCARE ソフトウェアを利用して、診断目的で患者の X 線画像をアップロードして分析しました。
研究の種類
観察的
入学 (実際)
3015
連絡先と場所
このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。
研究場所
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Hong Kong、香港
- Digital Health Laboratory, Li Ka Shing Faculty of Medicine, The University of Hong Kong
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参加基準
研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。
適格基準
就学可能な年齢
- 子
- 大人
健康ボランティアの受け入れ
いいえ
サンプリング方法
非確率サンプル
調査対象母集団
思春期の特発性側弯症と診断された患者。
説明
包含基準:
- 参加者は10歳から18歳まで、
- AISの有無の病理学的確認
除外基準:
- 先天性または神経筋性側弯症など、他のタイプの側弯症の患者
- 画像に影響を与える可能性のあるニキビ、乾癬、皮膚の色素沈着、発疹などの皮膚疾患のある患者
- 立ち上がれない人たち
- 立位での撮影が不可能な場合や、画像取得に支障をきたす可能性のあるその他の状況の場合。
研究計画
このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
コホートと介入
グループ/コホート |
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QMH&DKCHコホート
地元の 2 つの病院 (QMH と DKCH) から収集した合計 1,950 枚の脊椎全体の後前部 X 線写真が、モデルの開発と内部検証に利用されました。
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ポンプコホート
中国、北京の北京連合医科大学病院からの 314 枚の脊椎全体の後前部 X 線写真
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NFHコホート
中国広州の南方病院で撮影された94枚の脊椎全体の後前方X線写真
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JSTHコホート
中国、北京の集水潭病院で撮影された脊椎全体の後前部 X 線写真 187 枚
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RJHコホート
中国、上海の瑞金病院で撮影された294枚の脊椎全体の後前部X線写真
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HSHコホート
中国、上海の華山病院からの脊椎全体の後前部 X 線写真 176 枚
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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
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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コブ角度の予測精度
時間枠:学習完了まで、平均1年
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冠状コブ角は、各 AIS 患者の冠状アライメントを評価するための標準測定値として採用されました。
コブ角度の予測精度に基づいて人工知能モデルのパフォーマンスを評価します。
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学習完了まで、平均1年
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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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AIS 重大度分類の精度
時間枠:学習完了まで、平均1年
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CA が 40°を超える変形は重度とみなされ、20°から 40°の範囲のものは中等度としてラベル付けされ、0°から 20°の角度は正常から軽度として識別されました。
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学習完了まで、平均1年
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協力者と研究者
ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。
研究記録日
これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。
主要日程の研究
研究開始 (実際)
2022年1月5日
一次修了 (実際)
2024年10月5日
研究の完了 (実際)
2024年11月5日
試験登録日
最初に提出
2024年11月20日
QC基準を満たした最初の提出物
2024年11月26日
最初の投稿 (推定)
2024年12月2日
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (推定)
2024年12月2日
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
2024年11月26日
最終確認日
2024年11月1日
詳しくは
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。