Prospektiv multisenterevaluering av en ny prediktiv modell for progresjon av ungdoms idiopatisk skoliose

Ved å identifisere pasientene som modellen forutsier en betydelig progresjon for, kan etterforskerne fokusere sin innsats på å være mer proaktive mot tannregulering for de som står i fare for progresjon. Med bruken av nye vekstmodulasjonsteknikker kan disse pasientene potensielt få tidlig behandling av kurvene sine for å forhindre ytterligere progresjon og redusere behovet for kirurgisk korreksjon og fusjon av kurven. Alternativt, ved å identifisere pasientene som ikke vil utvikle seg umiddelbart ved det første besøket, kan etterforskerne uten tvil redusere antallet som trengs for å behandle fra 4 til 2 ved å fjerne de pasientene som ikke vil utvikle seg uansett hvilken behandling de har. Så prediksjonsmodellen vil ikke bare ha en innvirkning for pasienter med risiko for progresjon, men vil også påvirke de som er avstivet til tross for lav risiko for progresjon.

Pasientregistrering:

Pasienter som oppfyller inklusjonskriteriene vil få tilbud om å melde seg inn i prosjektet. Hvis familien ønsker å melde seg på prosjektet, vil den informerte samtykkeprosessen bli iverksatt og pasienten vil bli registrert.

Dersom pasienter må behandles med tannregulering Ingen endringer i vanlig behandling og overvåking vil bli iverksatt. Derfor vil pasienter få lov til å gjennomgå skinnebehandling. Etterforskerne er klar over at behandling med skinne kan ha en innvirkning på kurveprogresjon, men disse pasientene er fortsatt inkludert ettersom progresjon til tross for behandling med skinne kan gi meningsfull informasjon om disse vanskelig å behandle kurvene. Pasienten under behandling med tannregulering må fjerne skinnen minst natten før avtalen og oppfølgende røntgenbilder av ryggraden. Også protokollen krever at pasienter har minst ett røntgenbilde av ryggraden uten støtte hver 12. måned. Overholdelse av avstivere vil bli evaluert som en spesifikk kovariabel i den kommende studien. For bedre å forstå virkningen av avstiver på progresjon, vil etterforskerne bruke avstivermonitorer, trykkfølsomme transdusere som kan overvåke avstivningsslitasje og avstivningseffektivitet, i sin multisenterstudie og bruke dataene generert av disse monitorene som en co-faktor i en forbedret prediksjonsmodell.

Hvis pasienter må ha kirurgi Selv om pasienter som viser tilstrekkelig kurveprogresjon til å gjennomgå kirurgisk korreksjon ikke vil bli holdt i den potensielle kohorten etter operasjonen, vil dataene deres fortsatt bli analysert for å vurdere korrelasjonen mellom lokale 3D-målinger og kurveprogresjon.

-Datainnsamling

Data som samles inn ved første besøk inkluderer:

• Demografisk data
• Tidligere medisinsk historie
• kjønn
• kroppsmasseindeks (vekt og høyde)
• familie historie
• seksuell modenhet (start av menstruasjon for jenter)
• fremtredende ribbein
• første radiografisk vurdering. Data samlet inn ved hvert oppfølgingsbesøk (ideelt sett hver 6. måned)
• kroppsmasseindeks (vekt og høyde)
• menarkal status,
• skjelettmodenhet
• fremtredende ribbein.

• Radiografisk evaluering (minst hver 12. måned i løpet av studieperioden, uten tannregulering).

  • Bildeinnsamling og overføring til sentralt målested. Bildeinnsamling er standardisert mellom nettsteder i henhold til standard driftsprosedyrer. Alle bilder er hentet med EOS™-systemet på samme måte basert på posisjonen foreslått av Horton et al. som standardiserte laterale røntgenbilder ved å bruke en hånd-på-kravebeinposisjon. Røntgenbildene er alle tatt på samme måte, og minimerer dermed variasjonen. For sentrene uten EOS™-system for deler av eller for hele studien, vil bruk av kalibreringsbelter gjøre det mulig å ta røntgenbilder i et kalibrert miljø. Posisjonen som brukes for bildeopptak er den samme som for EOS™-systemet.
  • Tredimensjonale rekonstruksjoner av ryggraden De stereoradiografiske bildene brukes til å lage en ekstern tredimensjonal representasjon av vertebralkroppen ved hjelp av en spesifikk algoritme. Først er en spline montert gjennom sentrene av ryggvirvellegemene både på PA og laterale visninger. Informasjonen fra begge bildene brukes deretter til å rekonstruere en 3-D spline eller kurve som vil fungere som et grovt tredimensjonalt stillas som de lokale vertebrale og intervertebrale rekonstruksjonene vil finne sted på. De vertebrale endeplatene er representert av en grov foreløpig modell av ryggraden ved å bruke et sett med kubiske maler som grovt sett representerer hver vertebral kropp stablet oppå hverandre for å danne ryggsøylen. En global konfigurasjon av den deformerbare ryggradsmodellen er således beskrevet for hver kubikkmal knyttet til hvert vertebralt nivå. Den endelige rekonstruksjonen kan deretter fullføres ved å bruke a priori kunnskap fra en database med skoliotiske og normale ryggvirvler som ble målt av etterforskerens forskningsgruppe. A priori kunnskapsmodellen er avhengig av beskrivelsen av hver ryggvirvel ved hjelp av en deformerbar modell, som inkluderer statistisk kunnskap om dens geometriske struktur og dens patologiske variabilitet. De statistisk optimaliserte rekonstruksjonene vil bli brukt til å bestemme den intervertebrale diskformen på hvert nivå.
  • Tredimensjonale stereoradiografiske rekonstruksjoner av bekkenet

Bekkenet vil bli rekonstruert i 3D for alle normale og AIS-personer ved å bruke en kombinasjon av metodene Non-Stereo Corresponding Points (NSCP) og Non-Stereo Corresponding Contours (NSCC), som ble vellykket av etterforskerens team for å rekonstruere ryggraden i 3D. Foreløpig evaluering av teknikken ga en total nøyaktighet på 1,6 mm, som er tilstrekkelig for beregning av kliniske geometriske indekser for bekkenet. Fire trinn kreves med denne 3D-rekonstruksjonsteknikken:

1. Identifikasjon av syv spesifikke områder av bekkenet;
2. Visning av en foreløpig modell med 45 kontrollpunkter. Kontrollpunktene kan modifiseres i sanntid av brukeren (NSCP);
3. Interaktiv identifikasjon av regionale konturer (NSCC);

4. Generering av den personlige 3D-bekkenmodellen ved å deformere en generisk 3D-bekkenmodell ved å bruke 3D geometrisk kriging.

   • Lokale tredimensjonale målinger av ryggvirvlene og diskene:

De beregnede parameterne ble delt inn i seks kategorier. Hver kategori refererer til globale (hele ryggraden), regionale (scoliotic segment) og lokale (vertebra) deskriptorer. Vertebra centroid er forstått som halvveispunktet mellom sentrene til de to endeplatene til vertebraen. Det lokale vertebra-aksesystemet er definert av Scoliosis Research Society (SRS) 3D-terminologigruppe: opprinnelsen er ved tyngdepunktet av vertebralkroppen, den lokale 'z'-aksen passerer gjennom sentrene til øvre og nedre endeplater, og 'y ' aksen er parallell med en linje som forbinder lignende landemerker på bunnen av høyre og venstre pedikkel.

1. Cobb-vinkler: Cobb-vinkler definert som vinkelen mellom den øvre og nedre endeplaten til de respektive endevirvlene til en kurve. Cobb-vinkel ble målt i frontalplanet, i planet for maksimal deformasjon i 3D og i sagittalplanet for thorax kyfose (T4-T12) og lumbal lordose (L1-S1).
2. Planet for maksimal deformasjon: Aksialvinkelen til planet der Cobb-vinkelen er maksimal.
3. Tredimensjonal fastkiling av vertebral kropp og skive: Innkiling av den apikale ryggvirvelkroppen i planet for maksimal deformasjon (3D-plan) og gjennomsnittlig maksimal 3D-kiling av de to apikale mellomvirvelskivene. Maksimal 3D-kiling representerer kiling målt i planet, hvor kileverdien er maksimal rundt den vertikale aksen. Hvis apex var en skive, ble gjennomsnittet av 3D-kiling av begge apikale vertebrale legemer beregnet, og bare 3D-kiling av apikale skive ble dokumentert. 3D diskkiling ble analysert for alle nivåer av ryggraden (fra T1-T2 til L4-L5).
4. Aksial intervertebral rotasjon av apex, øvre og nedre junctional nivå og thoracolumbar nivå: Rotasjon mellom to tilstøtende ryggvirvler på øvre, apikale og nedre kurvenivå og thoracolumbar junction (T12-L1) i aksialplanet i henhold til den nedre lokale vertebrae-referansen.
5. Torsjon: Gjennomsnitt av summen av intervertebral aksial rotasjon (målt i henhold til den lokale referansen til de nedre ryggvirvlene) av de to hemikurvaturene i kurven (mellom øvre endevirvel og apex og mellom nedre endevertebra og apex).

6. Slankhet (lokal T6, T12 og L4 og regional T1-L5): Forholdet mellom høyden (avstanden mellom øvre og nedre endeplater i midten av ryggvirvlene) og bredden (målt i senter av ryggvirvlene ved hjelp av en linje vinkelrett på høydelinjen i middels lateral retning) av vertebralkroppen for T6, T12 og L4 ryggvirvler. Forholdet mellom lengden på ryggraden fra T1 til L5 og gjennomsnittet av bredden av vertebrale legemer av T6-T12 og L4. Den samme målingen ble gjort ved å erstatte bredden med dybden (en linje vinkelrett på høydelinjen i midten av ryggvirvelen i en anteroposterior retning).

   • Geometriske bekkenindekser:

Geometriske bekkenindekser vil bli beregnet automatisk med genereringen av 3D-bekkenmodellen. Indekser som beskriver orienteringen av bekkenet i 3D (posisjonsindekser), basert på linjen som forbinder midten av begge lårbenshodene (hofteaksen), beregnes først. Aksial rotasjon av bekkenet er retningen til hofteaksen rundt den vertikale aksen (tyngdekraftslinjen) sett i tverrplanet. Bekkenskjevhet er orienteringen av hofteaksen rundt den horisontale linjen sett fra koronalplanet. Bekkentilt er orienteringen av bekkenet rundt den medio-laterale aksen til bekkenet sett fra det sagittale planet. I dette siste tilfellet må minst et annet landemerke fra bekkenet (som midten av den øvre sakralplaten) identifiseres i tillegg til hofteaksen. Den sakrale helningen (vinkelen mellom den øvre sakralplaten og den horisontale linjen er også beregnet siden den er sterkt korrelert med lumbal lordose. Sakral skråstilling er vinkelen mellom den øvre sakralplaten og den horisontale linjen. Morfologiske indekser for bekkenet (ikke avhengig av pasientens posisjon) beregnes i et referansekoordinatsystem basert på hofteaksens orientering, for å eliminere effekten av bekkenets aksiale rotasjon og skjevhet. Dette betyr at transformasjon til referansekoordinatsystemet tillater beregning av morfologiske indekser i de sanne koronale, aksiale og sagittale planene i bekkenet. Etterforskerne valgte bekkenet som sitt referansesystem basert på bekkenvirvelprinsippet fra Dubousset, som sier at bekkenet kan sees på som en egen vertebra. Som beskrevet tidligere, har tallrike morfologiske parametere for bekkenet blitt brukt tidligere, som beskrevet i tabell I til III. Av disse valgte etterforskerne etter en grundig gjennomgang av litteraturen det de anser som de 7 mest relevante spesifikke indeksene. Etterforskerne baserte sin avgjørelse på den potensielle assosiasjonen av bekkenindeksene med patogenesen til AIS. Siden de demonstrerte det nære forholdet mellom bekkenforekomst og lumbal lordose i AIS, valgte etterforskerne morfologiske indekser av bekkenet som er korrelert med ryggradens geometri.