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Machine Learning-Guided LIV Selection for Adolescent Idiopathic Scoliosis

A Prospective Randomized Controlled Trial of the Drum Tower Rule Machine Learning Model for Lowest Instrumented Vertebra Selection in Lenke Type 1 and Type 5 Adolescent Idiopathic Scoliosis

This study will evaluate whether a machine learning-based decision support model, called the Drum Tower Rule, can help surgeons select the lowest instrumented vertebra during corrective surgery for adolescent idiopathic scoliosis.

Patients with Lenke type 1 or Lenke type 5 adolescent idiopathic scoliosis who are scheduled for posterior spinal fusion will be randomly assigned to one of two groups. In the model-guided group, surgeons will receive the model-predicted risk of postoperative distal adding-on and a recommendation for lowest instrumented vertebra selection. In the conventional-experience group, surgeons will select the lowest instrumented vertebra according to routine clinical experience and existing surgical principles, without access to the model output.

All patients will receive standard posterior spinal fusion. The main outcome is the incidence of distal adding-on at 24 months after surgery, assessed by blinded radiographic reviewers.

연구 개요

상태

아직 모집하지 않음

정황

개입 / 치료

상세 설명

Adolescent idiopathic scoliosis is a common spinal deformity in children and adolescents. For patients requiring corrective surgery, selection of the lowest instrumented vertebra is a key surgical decision. An inappropriate distal fusion level may increase the risk of postoperative distal adding-on, coronal imbalance, unnecessary loss of spinal mobility, or revision surgery.

The Drum Tower Rule is a machine learning-based decision support model developed to estimate the risk of postoperative distal adding-on and assist with lowest instrumented vertebra selection in patients with Lenke type 1 and Lenke type 5 adolescent idiopathic scoliosis. Before the start of this trial, the model, input variables, risk threshold, and software version will be locked and will not be modified during the study.

This is a single-center, prospective, randomized, open-label, parallel-group controlled trial with blinded outcome assessment. Eligible participants will be randomly assigned in a 1:1 ratio to either the model-guided group or the conventional-experience group. Randomization will be stratified by Lenke classification.

In the model-guided group, preoperative clinical and radiographic variables will be entered into the locked machine learning model. The model will generate a predicted risk of distal adding-on and a recommendation for lowest instrumented vertebra selection. For Lenke type 1 patients, the decision will focus on selection between one level proximal to the last substantially touching vertebra and the last substantially touching vertebra. For Lenke type 5 patients, the decision will focus on selection between L3 and L4. The surgeon will make the final decision after considering the model output and clinical judgment.

In the conventional-experience group, the surgeon will select the lowest instrumented vertebra based on routine clinical experience and existing surgical principles. The model output will not be provided to the surgeon for participants in this group.

Both groups will undergo standard posterior spinal fusion with an all-pedicle screw instrumentation system. Postoperative follow-up will be performed at 1 week and at 3, 6, 12, and 24 months after surgery. The primary outcome is the incidence of distal adding-on at 24 months after surgery. Secondary outcomes include number of fused segments, Cobb angle correction rate, coronal balance, sagittal radiographic parameters, Scoliosis Research Society-22 score, visual analog scale score for low back pain, complications, instrumentation failure, revision surgery, and adoption of model recommendations.

The primary outcome will be assessed by independent radiographic reviewers who are blinded to treatment allocation.

연구 유형

중재적

등록 (추정된)

300

단계

  • 해당 없음

연락처 및 위치

이 섹션에서는 연구를 수행하는 사람들의 연락처 정보와 이 연구가 수행되는 장소에 대한 정보를 제공합니다.

연구 연락처

  • 이름: Xiaodong Qin, MD, PhD
  • 전화번호: 025-68182923
  • 이메일: gyethics@163.com

연구 장소

    • Jiangsu
      • Nanjing, Jiangsu, 중국, 210008
        • Nanjing Drum Tower Hospital, the Affiliated Hospital of Nanjing University Medical School
        • 연락하다:

참여기준

연구원은 적격성 기준이라는 특정 설명에 맞는 사람을 찾습니다. 이러한 기준의 몇 가지 예는 개인의 일반적인 건강 상태 또는 이전 치료입니다.

자격 기준

공부할 수 있는 나이

  • 어린이
  • 성인

건강한 자원 봉사자를 받아들입니다

아니

설명

Inclusion Criteria:

  • Diagnosis of adolescent idiopathic scoliosis classified as Lenke type 1A or Lenke type 5C.
  • Age 10 to 18 years, inclusive.
  • Scheduled to undergo posterior spinal fusion using an all-pedicle screw instrumentation system.
  • Planned selective thoracic fusion or selective lumbar fusion, with a clinical need for lowest instrumented vertebra decision-making.
  • Availability of required preoperative standing full-spine radiographs and bending radiographs.
  • Ability and willingness to complete the planned 24-month postoperative follow-up.
  • Written informed consent provided by the participant and legal guardian.

Exclusion Criteria:

  • - Congenital scoliosis, neuromuscular scoliosis, syndromic scoliosis, or other non-idiopathic scoliosis.
  • History of spinal trauma, spinal tumor, spinal tuberculosis, or spinal infection.
  • Previous spinal surgery.
  • Severe sagittal spinal deformity, such as Scheuermann disease, for which the study model is not applicable.
  • Neurological symptoms or signs.
  • Leg length discrepancy greater than 10 mm.
  • The surgeon determines that there is no clinical equipoise for lowest instrumented vertebra selection because one option is clearly contraindicated for safety or anatomical reasons.
  • Inability to complete follow-up or required study assessments.

공부 계획

이 섹션에서는 연구 설계 방법과 연구가 측정하는 내용을 포함하여 연구 계획에 대한 세부 정보를 제공합니다.

연구는 어떻게 설계됩니까?

디자인 세부사항

  • 주 목적: 치료
  • 할당: 무작위
  • 중재 모델: 병렬 할당
  • 마스킹: 하나의

무기와 개입

참가자 그룹 / 팔
개입 / 치료
실험적: Model-Guided Group
Participants in this group will undergo standard posterior spinal fusion. Before surgery, preoperative clinical and radiographic variables will be entered into the locked Drum Tower Rule machine learning model. The model will generate a predicted risk of distal adding-on and a recommendation for lowest instrumented vertebra selection. The surgeon will make the final decision after considering the model output and clinical judgment.
A locked machine learning-based decision support model will be used before surgery to estimate the risk of postoperative distal adding-on and provide a recommendation for lowest instrumented vertebra selection. The model output will be available to surgeons in the model-guided group only.
All participants will undergo standard posterior spinal fusion using an all-pedicle screw instrumentation system.
활성 비교기: Conventional-Experience Group
Participants in this group will undergo standard posterior spinal fusion. The surgeon will select the lowest instrumented vertebra according to routine clinical experience and existing surgical principles. The Drum Tower Rule model output will not be provided to the surgeon for participants in this group.
All participants will undergo standard posterior spinal fusion using an all-pedicle screw instrumentation system.
The lowest instrumented vertebra will be selected by the surgeon according to routine clinical experience and existing surgical principles, without access to the Drum Tower Rule model output.

연구는 무엇을 측정합니까?

주요 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
Incidence of Distal Adding-on
기간: 24 months after surgery
Distal adding-on is defined as an increase of more than 5 degrees in the disc angle below the lowest instrumented vertebra compared with the immediate postoperative radiograph, or an increase of more than 5 mm in the translation of the vertebra below the lowest instrumented vertebra relative to the central sacral vertical line. The outcome will be assessed by blinded radiographic reviewers.
24 months after surgery

2차 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
Scoliosis Research Society-22 Score
기간: 24 months after surgery
Health-related quality of life will be assessed using the Scoliosis Research Society-22 questionnaire.
24 months after surgery

기타 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
Incidence of Surgery-Related Complications
기간: From surgery to 24 months after surgery
Surgery-related complications include perioperative complications, instrumentation failure, proximal junctional kyphosis, adjacent segment degeneration, pseudarthrosis, infection, and revision surgery.
From surgery to 24 months after surgery

공동 작업자 및 조사자

여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.

스폰서

간행물 및 유용한 링크

연구에 대한 정보 입력을 담당하는 사람이 자발적으로 이러한 간행물을 제공합니다. 이것은 연구와 관련된 모든 것에 관한 것일 수 있습니다.

연구 기록 날짜

이 날짜는 ClinicalTrials.gov에 대한 연구 기록 및 요약 결과 제출의 진행 상황을 추적합니다. 연구 기록 및 보고된 결과는 공개 웹사이트에 게시되기 전에 특정 품질 관리 기준을 충족하는지 확인하기 위해 국립 의학 도서관(NLM)에서 검토합니다.

연구 주요 날짜

연구 시작 (추정된)

2026년 7월 1일

기본 완료 (추정된)

2027년 6월 1일

연구 완료 (추정된)

2030년 9월 1일

연구 등록 날짜

최초 제출

2026년 7월 19일

QC 기준을 충족하는 최초 제출

2026년 7월 19일

처음 게시됨 (실제)

2026년 7월 23일

연구 기록 업데이트

마지막 업데이트 게시됨 (실제)

2026년 7월 23일

QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출

2026년 7월 19일

마지막으로 확인됨

2026년 5월 1일

추가 정보

이 연구와 관련된 용어

기타 연구 ID 번호

  • NDTH-20260578

개별 참가자 데이터(IPD) 계획

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아니요

약물 및 장치 정보, 연구 문서

미국 FDA 규제 의약품 연구

아니

미국 FDA 규제 기기 제품 연구

아니

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