- ICH GCP
- Rejestr badań klinicznych w USA
- Badanie kliniczne NCT07333560
Opracowanie i wstępna walidacja algorytmu predykcyjnego opartego na uczeniu maszynowym do wczesnej oceny powrotu do sprawności funkcjonalnej u pacjentów poddawanych operacji wszczepienia endoprotezy stawu biodrowego i kolanowego (FISIO_IA)
Opracowanie i wstępnie walidowany wieloczynnikowy model predykcyjny wykorzystujący uczenie maszynowe dla wczesnej poprawy funkcjonalnej po operacji wymiany stawu.
Celem tego badania obserwacyjnego jest opracowanie i wstępna walidacja algorytmu uczenia maszynowego do przewidywania wczesnego powrotu mobilności u pacjentów poddawanych operacji wymiany stawu biodrowego lub kolanowego. Główne pytanie badawcze brzmi:
Czy model uczenia maszynowego może dokładnie klasyfikować pacjentów z szybszym versus wolniejszym powrotem do samodzielnej mobilności w pierwszych dniach po operacji wymiany stawu?
U pacjentów, którzy przeszli planową artroplastykę stawu biodrowego lub kolanowego i otrzymali fizjoterapię pooperacyjną, dane kliniczne i okołooperacyjne będą zbierane retrospektywnie (2020-2023) i prospektywnie (marzec 2026-grudzień 2027). Algorytm będzie trenowany na danych retrospektywnych i testowany prospektywnie w celu oceny jego zdolności predykcyjnej dotyczącej wczesnej mobilizacji oraz długości pobytu w szpitalu.
Przegląd badań
Status
Interwencja / Leczenie
Szczegółowy opis
Niniejsze badanie obserwacyjne ma na celu opracowanie i wstępną walidację algorytmu uczenia maszynowego do przewidywania wczesnej odnowy mobilności oraz długości pobytu szpitalnego u pacjentów poddawanych planowej artroplastyce biodra lub kolana. Badanie obejmuje fazę retrospektywną (2020-2023) z wykorzystaniem istniejących danych klinicznych i fizjoterapeutycznych oraz fazę prospektywną (marzec 2026-grudzień 2027) w celu walidacji modelu w rutynowej praktyce klinicznej.
Zbieranie danych i punkty końcowe:
Odnowa mobilności: oceniana na podstawie zdolności do pokonania trzech stopni schodów w górę i w dół w ciągu pierwszych czterech dni pooperacyjnych, odnotowana w dzienniku fizjoterapii i elektronicznej dokumentacji medycznej.
Długość pobytu: uznana za regularną, jeśli pacjent został wypisany do piątego dnia pooperacyjnego; dłuższe pobyty definiuje się jako przedłużone.
Czynniki predykcyjne: Dane demograficzne wyjściowe (wiek, płeć, BMI, wynik ASA, hemoglobina przedoperacyjna) oraz cechy kliniczne/okołooperacyjne (rodzaj zabiegu i znieczulenia, rozpoczęcie fizjoterapii, poziom bólu, zastosowanie cewnika moczowego, nietolerancja ortostatyczna).
Wielkość próby: Łącznie 943 pacjentów (600 retrospektywnych, 343 prospektywnych), w oparciu o wymagania rozwoju modelu i szacowanie AUROC.
Analiza danych: Zbiór danych zostanie podzielony na zestawy treningowe, walidacyjne i testowe. Porównanych zostanie wiele algorytmów uczenia nadzorowanego (np. regresja logistyczna, las losowy, wzmacnianie gradientowe). Wydajność modelu będzie oceniana przy użyciu AUROC, czułości, specyficzności, precyzji, wyniku F1 oraz kalibracji. Brakujące dane będą obsługiwane metodami imputacji lub natywnymi metodami algorytmu, gdy są one wspierane.
Walidacja modelu: Dane prospektywne zostaną wykorzystane do oceny dyskryminacji i kalibracji modelu oraz do identyfikacji potencjalnych uprzedzeń czasowych lub klinicznych. Ponowne trenowanie może być przeprowadzone przy użyciu połączonych zbiorów danych w celu poprawy możliwości uogólniania.
Przebieg badania: Pacjenci retrospektywni zidentyfikowani za pośrednictwem dokumentacji szpitalnej; pacjenci prospektywni zidentyfikowani podczas pierwszej pooperacyjnej sesji fizjoterapii, poinformowani o badaniu i wyrażający zgodę. Wyniki predykcyjne są przechowywane w oddzielnym rejestrze niedostępnym dla lekarzy prowadzących.
Uczestniczące ośrodki:
IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli, Bolonia - rekrutacja pacjentów. Complex Structure of Medical Physics, Arcispedale S. Maria Nuova - analiza danych i modelowanie AI.
Typ studiów
Zapisy (Szacowany)
Kontakty i lokalizacje
Kontakt w sprawie studiów
- Nazwa: Mattia Morri
- Numer telefonu: +390516366694
- E-mail: mattia.morri@ior.it
Lokalizacje studiów
-
-
-
Bologna, Włochy, 40100
- Rekrutacyjny
- SAITeR IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli
-
Kontakt:
- Mattia Morri
- Numer telefonu: +390516366694
- E-mail: mattia.morri@ior.it
-
Reggio Emilia, Włochy
- Jeszcze nie rekrutacja
- Azienda U.S.L. - IRCCS di Reggio Emilia
-
Kontakt:
- Alessia Pecorari
- E-mail: alessia.pecorari@ausl.re.it
-
-
Kryteria uczestnictwa
Kryteria kwalifikacji
Wiek uprawniający do nauki
- Dorosły
- Starszy dorosły
Akceptuje zdrowych ochotników
Metoda próbkowania
Badana populacja
W fazie retrospektywnej dane będą wyodrębniane z istniejących klinicznych i badawczych baz danych w IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli. Dane zebrane wcześniej między 2020 a 2023 rokiem zostaną wykorzystane do opracowania zautomatyzowanych modeli predykcyjnych.
W fazie prospektywnej pacjenci przyjęci do IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli na planową alloplastykę stawu biodrowego lub kolanowego między marcem 2026 a grudniem 2027 roku będą kolejno włączani do badania. Nowo zebrane dane zostaną wykorzystane do zewnętrznej walidacji modelu predykcyjnego, który zostanie zastosowany bez żadnych modyfikacji (model zablokowany).
Opis
Kryteria włączenia:
- Dorośli w wieku 18 lat lub starsi
- Pacjenci poddani planowej artroplastyce biodra lub kolana.
- Pacjenci, u których rozpoczęto fizjoterapię pooperacyjną.
Kryteria wykluczenia:
- Pacjenci, którzy przeszli operację z powodu choroby nowotworowej, złamania kości udowej lub rewizyjnej artroplastyki stawu.
- Pacjenci, u których nie zapewniono fizjoterapii pooperacyjnej z powodu powikłań pooperacyjnych
- dane kliniczne są niedostępne.
Plan studiów
Jak projektuje się badanie?
Szczegóły projektu
Co mierzy badanie?
Podstawowe miary wyniku
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
Pole pod krzywą charakterystyki odbiorczej (AUROC) dla zdolności dyskryminacyjnej predykcyjnego modelu uczenia maszynowego
Ramy czasowe: Do zakończenia badania, średnio 2 lata
|
Zdolność dyskryminacyjna predykcyjnego modelu uczenia maszynowego zostanie oceniona za pomocą pola pod krzywą charakterystyki odbiorczej (AUROC).
AUROC podsumowuje kompromis między czułością a swoistością we wszystkich możliwych progach klasyfikacji.
Wartości AUROC mieszczą się w zakresie od 0,5 (brak dyskryminacji) do 1,0 (doskonała dyskryminacja).
Wyższe wartości wskazują na lepszą wydajność modelu.
Wartości powyżej 0,8 będą uznawane za wskazujące na dobrą zdolność dyskryminacyjną.
|
Do zakończenia badania, średnio 2 lata
|
Miary wyników drugorzędnych
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
Kalibracja predykcyjnego modelu uczenia maszynowego oceniona za pomocą wykresów kalibracyjnych
Ramy czasowe: do zakończenia badania, średnio 2 lata
|
Zgodność między przewidywanymi prawdopodobieństwami a obserwowanymi wynikami będzie oceniana za pomocą wykresów kalibracyjnych.
Kalibracja będzie wizualnie oceniana poprzez wykreślenie przewidywanych w porównaniu z obserwowanymi prawdopodobieństwami zdarzeń.
|
do zakończenia badania, średnio 2 lata
|
|
Wydajność predykcyjna modelu uczenia maszynowego oceniana za pomocą precyzji i miary F1
Ramy czasowe: Do zakończenia badania, średnio 2 lata
|
Wydajność predykcyjna będzie oceniana przy użyciu precyzji i miary F1 wyliczonych z macierzy pomyłek poprzez porównanie przewidywanych etykiet klas z obserwowanymi wynikami.
Precyzja odzwierciedla odsetek poprawnie przewidzianych przypadków pozytywnych spośród wszystkich przewidzianych jako pozytywne.
Miary F1 reprezentuje średnią harmoniczną precyzji i czułości.
Wyższe wartości wskazują na lepszą wydajność predykcyjną.
|
Do zakończenia badania, średnio 2 lata
|
Współpracownicy i badacze
Sponsor
Współpracownicy
Śledczy
- Główny śledczy: Mattia Morri, IRCCS Istotuto Ortopedico Rizzoli
- Główny śledczy: Morri, IRCCS Istotuto Ortopedico Rizzoli
Publikacje i pomocne linki
Publikacje ogólne
- Ribbons K, Cochrane J, Johnson S, Wills A, Ditton E, Dewar D, Broadhead M, Chan I, Dixon M, Dunkley C, Harbury R, Jovanovic A, Leong A, Summersell P, Todhunter C, Verheul R, Pollack M, Walker R, Nilsson M. Biopsychosocial based machine learning models predict patient improvement after total knee arthroplasty. Sci Rep. 2025 Feb 10;15(1):4926. doi: 10.1038/s41598-025-88560-w.
- de Hond AAH, Steyerberg EW, van Calster B. Interpreting area under the receiver operating characteristic curve. Lancet Digit Health. 2022 Dec;4(12):e853-e855. doi: 10.1016/S2589-7500(22)00188-1. Epub 2022 Oct 18. No abstract available.
- Hamel MB, Toth M, Legedza A, Rosen MP. Joint replacement surgery in elderly patients with severe osteoarthritis of the hip or knee: decision making, postoperative recovery, and clinical outcomes. Arch Intern Med. 2008 Jul 14;168(13):1430-40. doi: 10.1001/archinte.168.13.1430.
- Gandhi R, Wasserstein D, Razak F, Davey JR, Mahomed NN. BMI independently predicts younger age at hip and knee replacement. Obesity (Silver Spring). 2010 Dec;18(12):2362-6. doi: 10.1038/oby.2010.72. Epub 2010 Apr 8.
- Corbacioglu SK, Aksel G. Receiver operating characteristic curve analysis in diagnostic accuracy studies: A guide to interpreting the area under the curve value. Turk J Emerg Med. 2023 Oct 3;23(4):195-198. doi: 10.4103/tjem.tjem_182_23. eCollection 2023 Oct-Dec.
- Baklola M, Reda Elmahdi R, Ali S, Elshenawy M, Mohamed Mossad A, Al-Bawah N, Mohamed Mansour R. Artificial intelligence in disease diagnostics: a comprehensive narrative review of current advances, applications, and future challenges in healthcare. Ann Med Surg (Lond). 2025 May 26;87(7):4237-4245. doi: 10.1097/MS9.0000000000003423. eCollection 2025 Jul.
Daty zapisu na studia
Główne daty studiów
Rozpoczęcie studiów (Rzeczywisty)
Zakończenie podstawowe (Szacowany)
Ukończenie studiów (Szacowany)
Daty rejestracji na studia
Pierwszy przesłany
Pierwszy przesłany, który spełnia kryteria kontroli jakości
Pierwszy wysłany (Rzeczywisty)
Aktualizacje rekordów badań
Ostatnia wysłana aktualizacja (Rzeczywisty)
Ostatnia przesłana aktualizacja, która spełniała kryteria kontroli jakości
Ostatnia weryfikacja
Więcej informacji
Terminy związane z tym badaniem
Dodatkowe istotne warunki MeSH
Inne numery identyfikacyjne badania
- 641/2025/Oss/IOR
Plan dla danych uczestnika indywidualnego (IPD)
Planujesz udostępniać dane poszczególnych uczestników (IPD)?
Opis planu IPD
Informacje o lekach i urządzeniach, dokumenty badawcze
Bada produkt leczniczy regulowany przez amerykańską FDA
Bada produkt urządzenia regulowany przez amerykańską FDA
Te informacje zostały pobrane bezpośrednio ze strony internetowej clinicaltrials.gov bez żadnych zmian. Jeśli chcesz zmienić, usunąć lub zaktualizować dane swojego badania, skontaktuj się z register@clinicaltrials.gov. Gdy tylko zmiana zostanie wprowadzona na stronie clinicaltrials.gov, zostanie ona automatycznie zaktualizowana również na naszej stronie internetowej .
Badania kliniczne na Nauczanie maszynowe
-
Orsi AcademyZakończony
-
Sultan Qaboos Comprehensive Cancer CenterJeszcze nie rekrutacjaPostawa | Wiedza, umiejętności | Ćwiczyć | E-learningOman
-
Gazi UniversityAtılım University; Gazi University Scientific Research UnitZakończonyEdukacji Pielęgniarskiej | Opieka pielęgniarska | Klatka piersiowa | E-learningIndyk
-
Maastricht University Medical CenterAktywny, nie rekrutującyRogowacenie słoneczne | Dermatologia | E-learningHolandia
-
National Taipei University of Nursing and Health...Ministry of Science and Technology, TaiwanRejestracja na zaproszenieCiąża | Wiek ciążowy i warunki wagowe | Alfabetyzacja | Zachowania żywieniowe | E-learningTajwan
-
Bahria UniversityRekrutacyjnyCovid-19 | Student medycyny | E-learningPakistan
-
Copenhagen Academy for Medical Education and SimulationRigshospitalet, DenmarkZakończonyStres psychiczny | Edukacja, Medycyna | Lęk stanu | E-learning | Jednostka Ostrego MedycynyDania