Prospektywna wieloośrodkowa ocena nowego modelu predykcyjnego progresji młodzieńczej skoliozy idiopatycznej

Identyfikując pacjentów, u których model przewiduje znaczną progresję, badacze mogliby skoncentrować swoje wysiłki na większej aktywności w zakresie noszenia aparatu ortodontycznego u osób zagrożonych progresją. Wraz z pojawieniem się nowych technik modulacji wzrostu ci pacjenci mogliby również potencjalnie otrzymać wczesne leczenie swoich krzywizn, aby zapobiec dalszej progresji i zmniejszyć potrzebę chirurgicznej korekty i zespolenia ich krzywizny. Alternatywnie, identyfikując pacjentów, u których nie wystąpi natychmiastowa progresja choroby podczas pierwszej wizyty, badacze mogliby prawdopodobnie zmniejszyć ich liczbę wymaganą do leczenia z 4 do 2, usuwając pacjentów, u których nie nastąpiła progresja, niezależnie od zastosowanego leczenia. Tak więc model przewidywania będzie miał wpływ nie tylko na pacjentów zagrożonych progresją, ale także na tych, którzy są leczeni mimo niskiego ryzyka progresji.

Rejestracja pacjentów:

Pacjenci spełniający kryteria włączenia otrzymają propozycję włączenia do projektu. Jeśli rodzina chce zapisać się do projektu, zostanie przeprowadzony proces świadomej zgody i pacjent zostanie włączony.

Jeśli Pacjenci muszą być leczeni aparatem ortodontycznym Nie zostaną wprowadzone żadne zmiany w zwykłym leczeniu i monitorowaniu. W związku z tym pacjenci będą mogli poddać się leczeniu aparatem ortodontycznym. Badacze są świadomi, że leczenie aparatem ortodontycznym może mieć wpływ na progresję krzywizny, ale ci pacjenci są nadal uwzględniani, ponieważ progresja, mimo że leczenie aparatem ortodontycznym może dostarczyć istotnych informacji dotyczących tych trudnych do leczenia krzywizn. Pacjent w trakcie leczenia aparatem ortodontycznym będzie musiał zdjąć aparat co najmniej na noc przed wizytą i wykonać kontrolne zdjęcia RTG kręgosłupa. Protokół wymaga również, aby co 12 miesięcy pacjenci mieli co najmniej jedno zdjęcie RTG kręgosłupa bez ortezy. Zgodność stężeń zostanie oceniona jako specyficzna zmienna towarzysząca w nadchodzącym badaniu. Aby lepiej zrozumieć wpływ gorsetu na progresję, badacze będą używać monitorów gorsetu, czułych na nacisk przetworników, które mogą monitorować zużycie gorsetu i skuteczność gorsetu, w swoim wieloośrodkowym badaniu i wykorzystają dane generowane przez te monitory jako kofaktor w ulepszonej model predykcyjny.

Jeśli pacjenci muszą przejść operację Chociaż pacjenci wykazujący wystarczającą progresję krzywizny, aby poddać się korekcji chirurgicznej, nie będą trzymani w prospektywnej kohorcie po operacji, ich dane będą nadal analizowane w celu oceny korelacji między lokalnymi pomiarami 3-D a progresją krzywej.

-Zbieranie danych

Dane zebrane podczas pierwszej wizyty będą obejmować:

• Dane demograficzne
• Historia medyczna
• płeć
• wskaźnik masy ciała (waga i wzrost)
• Historia rodzinna
• dojrzałość płciowa (początek miesiączki u dziewcząt)
• wyeksponowanie żeber
• wstępna ocena radiologiczna. Dane zbierane podczas każdej wizyty kontrolnej (najlepiej co 6 miesięcy)
• wskaźnik masy ciała (waga i wzrost)
• stan menarchalny,
• dojrzałość szkieletu
• wyeksponowanie żeber.

• Ocena radiograficzna (co najmniej co 12 miesięcy w okresie badania, bez aparatu ortodontycznego).

  • Akwizycja obrazu i transfer do centralnego punktu pomiarowego. Akwizycja obrazu jest standaryzowana między ośrodkami zgodnie ze standardowymi procedurami operacyjnymi. Wszystkie obrazy są uzyskiwane za pomocą systemu EOS™ w ten sam sposób, w oparciu o stanowisko zaproponowane przez Hortona i in. że ustandaryzowano boczne zdjęcia rentgenowskie przy użyciu pozycji dłoni na obojczyku. Wszystkie zdjęcia rentgenowskie są wykonywane w ten sam sposób, co minimalizuje zmienność. W ośrodkach bez systemu EOS™ dla części lub całego badania wykorzystanie pasów kalibracyjnych umożliwi wykonanie zdjęć rentgenowskich w skalibrowanym środowisku. Pozycja używana do akwizycji obrazu jest taka sama jak w przypadku systemu EOS™.
  • Rekonstrukcje trójwymiarowe kręgosłupa Stereofonia rentgenowska służy do tworzenia zewnętrznej trójwymiarowej reprezentacji trzonu kręgowego za pomocą określonego algorytmu. Po pierwsze, splajn jest dopasowywany przez środki trzonów kręgów zarówno w projekcji PA, jak i bocznej. Informacje z obu obrazów są następnie wykorzystywane do rekonstrukcji trójwymiarowej splajnu lub krzywej, która będzie działać jako zgrubne trójwymiarowe rusztowanie, na którym będą miały miejsce lokalne rekonstrukcje kręgów i międzykręgów. Płytki końcowe kręgów są reprezentowane przez zgrubny wstępny model kręgosłupa przy użyciu zestawu sześciennych szablonów z grubsza reprezentujących każdy trzon kręgowy ułożony jeden na drugim w celu utworzenia kręgosłupa. Globalna konfiguracja odkształcalnego modelu kręgosłupa jest zatem opisana dla każdego sześciennego szablonu powiązanego z każdym poziomem kręgów. Ostateczna rekonstrukcja może być następnie zakończona przy użyciu wiedzy a priori z bazy danych skoliotycznych i normalnych kręgów, które zostały zmierzone przez grupę badawczą badacza. Model wiedzy a priori opiera się na opisie każdego kręgu za pomocą odkształcalnego modelu, który zawiera wiedzę statystyczną na temat jego struktury geometrycznej i jego zmienności patologicznej. Statystycznie zoptymalizowane rekonstrukcje zostaną wykorzystane do określenia kształtu krążka międzykręgowego na każdym poziomie.
  • Trójwymiarowe stereoradiograficzne rekonstrukcje miednicy

Miednica zostanie zrekonstruowana w 3D dla wszystkich osób normalnych i z AIS przy użyciu kombinacji metod Non-Stereo Corresponding Points (NSCP) i Non-Stereo Corresponding Contours (NSCC), które zostały z powodzeniem zrekonstruowane przez zespół badacza w 3D. Wstępna ocena techniki dała ogólną dokładność 1,6 mm, co jest wystarczające do obliczenia klinicznych wskaźników geometrycznych miednicy. Ta technika rekonstrukcji 3D wymaga czterech kroków:

1. Identyfikacja siedmiu określonych regionów miednicy;
2. Wyświetlanie wstępnego modelu z 45 punktami kontrolnymi. Punkty kontrolne mogą być modyfikowane w czasie rzeczywistym przez użytkownika (NSCP);
3. Interaktywna identyfikacja konturów regionalnych (NSCC);

4. Generowanie spersonalizowanego modelu miednicy 3D poprzez deformację ogólnego modelu miednicy 3D za pomocą krigingu geometrycznego 3D.

   • Lokalne trójwymiarowe pomiary kręgów i dysków:

Obliczone parametry podzielono na sześć kategorii. Każda kategoria odnosi się do deskryptorów globalnych (cały kręgosłup), regionalnych (segment skoliotyczny) i lokalnych (kręgi). Środek ciężkości kręgu jest rozumiany jako punkt w połowie drogi między środkami dwóch płytek końcowych kręgu. Lokalny układ osi kręgów jest zdefiniowany przez grupę terminologiczną 3D Towarzystwa Badań nad Skoliozą (SRS): początek znajduje się w środku ciężkości trzonu kręgu, lokalna oś „z” przechodzi przez środki górnej i dolnej płytki końcowej, a „y Oś ' jest równoległa do linii łączącej podobne punkty orientacyjne na podstawach prawego i lewego szypułki.

1. Kąty Cobba: Kąty Cobba zdefiniowane jako kąt między górną i dolną płytką końcową odpowiednich końcowych kręgów krzywej. Kąt Cobba mierzono w płaszczyźnie czołowej, w płaszczyźnie maksymalnego zniekształcenia w 3D oraz w płaszczyźnie strzałkowej dla kifozy piersiowej (T4-T12) i lordozy lędźwiowej (L1-S1).
2. Płaszczyzna maksymalnego odkształcenia: Kąt osiowy płaszczyzny, w której kąt Cobba jest maksymalny.
3. Trójwymiarowe zaklinowanie trzonu kręgu i krążka: Zaklinowanie wierzchołkowego trzonu kręgu w płaszczyźnie maksymalnego odkształcenia (płaszczyzna 3D) i średnie maksymalne zaklinowanie 3D dwóch wierzchołkowych krążków międzykręgowych. Maksymalne zaklinowanie 3D reprezentuje zaklinowanie mierzone w płaszczyźnie, gdzie wartość zaklinowania jest maksymalna wokół osi pionowej. Jeśli wierzchołek był dyskiem, to obliczono średnią zaklinowania 3D obu wierzchołkowych trzonów kręgów i udokumentowano tylko zaklinowanie 3D dysku wierzchołkowego. Analizowano zaklinowanie dysku 3D dla wszystkich poziomów kręgosłupa (od T1-T2 do L4-L5).
4. Osiowa rotacja międzykręgowa wierzchołka, górnego i dolnego poziomu połączenia oraz poziomu piersiowo-lędźwiowego: Rotacja między dwoma sąsiednimi kręgami na górnym, wierzchołkowym i dolnym poziomie krzywizny oraz połączenia piersiowo-lędźwiowego (T12-L1) w płaszczyźnie osiowej zgodnie z dolnym lokalnym punktem odniesienia kręgów.
5. Skręt: Średnia sumy osiowego obrotu międzykręgowego (mierzonego zgodnie z miejscowym odniesieniem kręgów dolnych) dwóch półkrzywizn łuku (między górnym kręgiem końcowym a wierzchołkiem oraz między kręgiem dolnego końca a wierzchołkiem).

6. Smukłość (miejscowe T6, T12 i L4 oraz regionalne T1-L5): Stosunek między wysokością (odległość między górną i dolną płytką końcową w środku kręgów) a szerokością (mierzoną w środku kręgów za pomocą linii prostopadłej do linia wysokości w kierunku przyśrodkowo-bocznym) trzonu kręgu dla kręgów T6, T12 i L4. Stosunek długości kręgosłupa od T1 do L5 do średniej szerokości trzonów kręgów T6-T12 i L4. Ten sam pomiar wykonano zastępując szerokość głębokością (linia prostopadła do linii wysokości w środku kręgu w kierunku przednio-tylnym).

   • Wskaźniki geometryczne miednicy:

Wskaźniki geometryczne miednicy zostaną obliczone automatycznie podczas generowania trójwymiarowego modelu miednicy. W pierwszej kolejności zostaną obliczone wskaźniki opisujące orientację miednicy w 3D (wskaźniki pozycyjne), oparte na linii łączącej środki obu głów kości udowych (oś biodrowa). Rotacja osiowa miednicy to orientacja osi bioder wokół osi pionowej (linii grawitacji), patrząc w płaszczyźnie poprzecznej. Pochylenie miednicy to orientacja osi bioder wokół linii poziomej, patrząc z płaszczyzny czołowej. Pochylenie miednicy to ustawienie miednicy wokół środkowo-bocznej osi miednicy, patrząc z płaszczyzny strzałkowej. W tym ostatnim przypadku oprócz osi bioder należy zidentyfikować co najmniej jeszcze jeden punkt orientacyjny od miednicy (taki jak środek górnej płyty krzyżowej). Obliczane jest również nachylenie krzyża (kąt między górną płytą krzyżową a linią poziomą), ponieważ jest silnie skorelowany z lordozą lędźwiową. Pochylenie krzyżowe to kąt między górną płytą krzyżową a linią poziomą. Wskaźniki morfologiczne miednicy (niezależne od pozycji pacjentki) obliczane są w referencyjnym układzie współrzędnych opartym na orientacji osi bioder, w celu wyeliminowania efektu osiowej rotacji i pochylenia miednicy. Oznacza to, że transformacja do referencyjnego układu współrzędnych pozwala na obliczenie wskaźników morfologicznych w rzeczywistych płaszczyznach czołowej, osiowej i strzałkowej miednicy. Badacze wybrali miednicę jako swój system odniesienia w oparciu o zasadę kręgu miednicy Dubousseta, która stwierdza, że ​​miednicę można postrzegać jako oddzielny kręg. Jak opisano wcześniej, w przeszłości stosowano liczne parametry morfologiczne miednicy, jak wyszczególniono w tabelach od I do III. Spośród nich, po dokładnym przeglądzie literatury, badacze wybrali te, które uważają za 7 najbardziej odpowiednich specyficznych wskaźników. Badacze oparli swoją decyzję na potencjalnym związku wskaźników miednicy z patogenezą AIS. Ponieważ wykazali ścisły związek między częstością występowania miednicy a lordozą lędźwiową w AIS, badacze wybrali wskaźniki morfologiczne miednicy, które są skorelowane z geometrią kręgosłupa.