- ICH GCP
- Реестр клинических исследований США
- Клиническое испытание NCT06351059
Биомаркеры акустической эмиссии для выявления и мониторинга раннего остеоартрита коленного сустава
Обзор исследования
Статус
Условия
Вмешательство/лечение
Подробное описание
История заболевания Остеоартрит (ОА) — широко распространенное заболевание, приводящее к инвалидности, от которого страдают более 7% людей во всем мире (528 миллионов человек). Это существенно ограничивает их мобильность и независимый образ жизни. ОА в основном описывается потерей хряща, структурными изменениями в кости и воспалением синовиальной оболочки и капсулы сустава. Общие факторы риска включают старение, ожирение, перенесенные травмы суставов и чрезмерное их использование. Для развития ОА требуется несколько лет, прежде чем пациент обратится к врачу при усилении боли. На ранних стадиях пациенты бессимптомны или испытывают только боль, связанную с физической активностью. Боль со временем становится постоянной с периодическими эпизодами сильной боли. В регионах по всему миру средняя годовая стоимость ОА для человека оценивается в пределах от 700 до 15 600 долларов США (2019 г.). Следовательно, ОА оказывает большое социально-экономическое воздействие из-за высоких медицинских расходов, раннего выхода на пенсию и большого количества прогулов на работе.
ОА обычно поражает бедра, колени, руки, стопы и позвоночник, с высокой распространенностью полиартикулярного поражения. Данное исследование посвящено ОА коленного сустава.
Текущий стандарт оценки Текущий золотой стандарт оценки тяжести ОА коленного сустава основан на обзорной рентгенографии с использованием системы оценок Келлгрена-Лоуренса (KL), которая была принята в качестве стандарта Всемирной организацией здравоохранения в 1961 году. Эта система не оценивает первичную пораженную ткань – хрящ – а оценивает только общий вид сустава. Поэтому невозможно обнаружить ранние стадии ОА, и диагноз часто устанавливается на поздней стадии, и вариантов лечения, кроме эндопротезирования коленного сустава, немного.
Альтернативные методы оценки Для проведения профилактического лечения ОА необходимы более ранняя диагностика и улучшенная стратификация пациентов. Возможные варианты ранней диагностики включают магнитно-резонансную томографию (МРТ) и биохимические маркеры. МРТ можно использовать для оценки изменений объема, толщины или даже качества хряща, однако широкое использование МРТ ограничено ее высокой стоимостью, доступностью и отсутствием подтвержденной международной оценки. Многие биохимические маркеры в настоящее время находятся на стадии исследования, однако им пока не хватает специфичности к тканям суставов и к конкретным суставам, а чувствительность и специфичность все еще недостаточно высоки для широкого клинического использования.
В последнее время растет интерес к акустическому анализу как альтернативе традиционным биомаркерам, особенно для коленного сустава, где плохо смазанные подвижные поверхности сустава издают аномальные звуки, которые может выявить акустический анализ.
Актуальность проекта Коленный бандаж inmodi, разработанный в ETH Lausanne, представляет собой устройство, предназначенное для оценки состояния колена в движении. Его основная технология сочетает в себе акустические, тепловые и кинематические датчики и анализ данных на основе искусственного интеллекта (ИИ) для извлечения соответствующих биомаркеров функции суставов.
Предварительные данные позволяют предположить, что этот комбинированный подход может обеспечить неинвазивную раннюю диагностику ОА. У лошадей была обнаружена сильная связь между состоянием суставов и мощностью анализируемых сигналов акустической эмиссии (АЭ). Комбинация данных (акустические данные/данные о движении), вероятно, содержит больше информации о функциональном здоровье колена, но такие данные очень тяжелы (в вычислительном отношении), и алгоритмический подход, такой как искусственный интеллект, кажется лучшим вариантом для извлечения значимых параметров и объединения их в клинически полезные биомаркеры. . Недавно исследователи протестировали прототип коленного бандажа Inmodi на семнадцати пациентах клиники незадолго до тотального эндопротезирования коленного сустава (ТКА). У этих пациентов наблюдался тяжелый ОА на оперированной ноге и легкий или умеренный на контралатеральной ноге. Алгоритм машинного обучения смог различать состояния ног со специфичностью 0,96 (идеально = 1).
Целью этого нового проекта является дальнейшее изучение потенциала системы inmodi для диагностики ОА на ранних стадиях. Для этого исследователи разработают предварительную справочную базу данных в субпопуляции, подверженной риску развития ОА. Идентификация и проверка новых биомаркеров с помощью алгоритма искусственного интеллекта требует набора обучающих и тестовых данных, как с потенциальными биомаркерами, так и с клиническими результатами золотого стандарта для проверки. Для этой базы данных потребуется размер выборки, достаточно большой, чтобы быть статистически обоснованным и предотвратить статистическое переобучение.
Неинвазивная диагностика здоровья коленного сустава должна помочь выявлять пациентов из группы риска при относительно низких затратах и без радиационного воздействия, а также позволит проводить профилактические мероприятия раньше, чем при использовании стандартных рентгенографических мер.
Категория риска A (минимальная): процедуры визуализации включают (1) неионизирующую МРТ обоих колен и (2) сканирование всей ноги EOS с гораздо меньшей дозой облучения, чем при обычной рентгенографии. Другая процедура — функциональная проверка с использованием коленного бандажа Inmodi на обеих ногах. Вероятность того, что от рентгеновского излучения произойдет биологическое воздействие на клетки, очень мала. Другие риски носят психологический характер, связанный с «скрининговой гипердиагностикой» или клаустрофобным стрессом и шумовым дискомфортом при использовании МРТ-сканера. Кроме того, существует риск конфиденциальности данных, который следователи пытаются свести к минимуму, соблюдая юридические и внутренние правила защиты данных.
Тип исследования
Регистрация (Действительный)
Контакты и местонахождение
Места учебы
-
-
ZH
-
Zürich, ZH, Швейцария, 8008
- Schulthess Klinik
-
-
Критерии участия
Критерии приемлемости
Возраст, подходящий для обучения
- Взрослый
- Пожилой взрослый
Принимает здоровых добровольцев
Метод выборки
Исследуемая популяция
Описание
Критерии включения:
- Группа А: лица, оценивающие себя как имеющие хорошее субъективное здоровье без каких-либо проблем с коленями, в возрасте 35-65 лет.
- Группы B и C: участник реестра MAC, заполнившие опросники об измерениях результатов лечения пациентов (PROM) в возрасте 2 или 5 лет в течение последних 6 месяцев, в возрасте 35–65 лет, односторонняя операция на коленном суставе (другая сторона в качестве внутреннего контроля), B1/C1: Нормальная группа определяется как пациенты, близкие к медианным показателям COMI в соответствующей группе (определенные медианы составляют: 2-летние женщины: 0,9 / 2-летние мужчины: 0,7 / 5-летние женщины: 0,5 / 5-летние мужчины: 0,5), B2/C2: группа с плохими исходами состоит из пациентов с баллами ≥ 2.
- Группа D: пациент, записанный на ТКА по поводу тяжелого ОА, в возрасте 35-75 лет.
Критерий исключения:
- неспособность дать согласие или следовать процедурам
- нет понимания немецкого языка
- открытые раны или повреждения тканей
- раздраженные или инфицированные участки на конечностях
- Ожирение II класса, определяемое индексом массы тела (ИМТ) ≥ 35 кг/м2 (сопутствующие заболевания, связанные с ожирением, следует изучить в будущих исследованиях)
- отказывающиеся от сотрудничества пациенты, которые игнорируют или не могут следовать инструкциям, включая тех, кто злоупотребляет наркотиками и/или алкоголем
- Беременность или намерение забеременеть (рентгеновские снимки)
- Текущий адрес за пределами Швейцарии
- Группы B и C: ревизионные операции на оперированном колене, смерть, известные патологии или перенесенные травмы колена сравнения.
Учебный план
Как устроено исследование?
Детали дизайна
Когорты и вмешательства
Группа / когорта |
Вмешательство/лечение |
|---|---|
|
A: здоровые участники
20 здоровых участников, оценивших свое субъективное здоровье как хорошее, без каких-либо проблем с коленями.
|
Все диагностические тесты
Другие имена:
|
|
B1: 2 года в норме
20 пациентов из регистра коленного сустава через 2 года после операции с нормальными исходами.
|
Все диагностические тесты
Другие имена:
|
|
B2: 2 года бедности
20 пациентов из регистра коленного сустава через 2 года после операции с плохими результатами.
|
Все диагностические тесты
Другие имена:
|
|
C1: 5 лет в норме
20 пациентов из регистра коленного сустава через 5 лет после операции с нормальными исходами.
|
Все диагностические тесты
Другие имена:
|
|
C2: 5 лет бедности
20 пациентов из регистра коленного сустава через 5 лет после операции с плохими результатами.
|
Все диагностические тесты
Другие имена:
|
|
D: пациенты с ТКА
20 пациентов записаны на одностороннюю операцию ТКА по поводу тяжелого ОА
|
Все диагностические тесты
Другие имена:
|
Что измеряет исследование?
Первичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
акустическая эмиссия
Временное ограничение: 1 год и 2 года
|
Акустические датчики встроены в аппаратную часть коленного бандажа Inmodi, что позволяет неинвазивно собирать акустические данные на частотах от 100 Гц до 20 кГц. В ходе анализа данных сигналы будут сегментированы и малоинтересные частотные компоненты будут удалены. Будут извлечены определенные характеристики звука, такие как спектральность, фрактальность, пиковая амплитуда или характер щелчков. Данные обоих колен будут оцениваться одновременно с использованием коленного бандажа Inmodi (v2) в ходе четырех различных тестов на основе рекомендаций Международного общества исследования остеоартрита (OARSI) для людей с ОА коленного сустава: - сгибание-разгибание без нагрузки (F/ Д) колена в положении сидя, - Тест сидя-стоя (СТС), - Одношаговый тест (ОСТ), - Тест ходьбы. Связи между извлеченными звуковыми параметрами и кинематическими данными, оценкой MOAKS, оценкой KL, углами выравнивания ног и PROMS будут изучены для выявления биомаркеров, имеющих прогностическую ценность для прогнозирования прогресса ОА. |
1 год и 2 года
|
|
кинематические данные
Временное ограничение: 1 год и 2 года
|
Инерционные датчики, также встроенные в аппаратное обеспечение, одновременно собирают траектории движения во время четырех различных тестов.
Эти кинематические данные будут объединены с акустической эмиссией для анализа того, какие звуковые характеристики появляются при определенных диапазонах движений (сгибание/разгибание колена).
|
1 год и 2 года
|
|
МРТ/МОАКС
Временное ограничение: 1 год и 2 года
|
Пациентов будут сканировать с помощью МРТ-сканера 3Т (Magnetom Prisma, Siemens).
МРТ позволяют визуализировать и оценить структурные изменения в тканях сустава, таких как хрящ, мениск и субхондральная кость.
Полуколичественная оценка этих дегенеративных структур при ОА будет осуществляться рентгенологом с использованием системы оценки остеоартрита коленного сустава при МРТ (MOAKS).
|
1 год и 2 года
|
|
EOS/выравнивание ног
Временное ограничение: 1 год и 2 года
|
Двусторонние рентгенографические изображения длинных ног будут получены в положении стоя в виде стереорадиографии с использованием EOS Edge (EOS X-Ray Imaging Acquisition System, Париж, Франция).
Изображения будут проанализированы на предмет оценки ОА (класс Келлгрена-Лоуренса 0–4) и параметров выравнивания ног (угол бедра, колена и лодыжки, длина и отклонение механической оси, ширина проксимальной части большеберцовой кости и ширина суставного пространства).
|
1 год и 2 года
|
|
ПРОМЫ
Временное ограничение: 1 год и 2 года
|
Используются пять различных показателей результатов, сообщаемых пациентами:
|
1 год и 2 года
|
Соавторы и исследователи
Спонсор
Следователи
- Главный следователь: Vincent A Stadelmann, PhD, Schulthess Klinik
Публикации и полезные ссылки
Общие публикации
- KELLGREN JH, LAWRENCE JS. Radiological assessment of osteo-arthrosis. Ann Rheum Dis. 1957 Dec;16(4):494-502. doi: 10.1136/ard.16.4.494. No abstract available.
- Leifer VP, Katz JN, Losina E. The burden of OA-health services and economics. Osteoarthritis Cartilage. 2022 Jan;30(1):10-16. doi: 10.1016/j.joca.2021.05.007. Epub 2021 May 20.
- Eckstein F, Wirth W. Quantitative cartilage imaging in knee osteoarthritis. Arthritis. 2011;2011:475684. doi: 10.1155/2011/475684. Epub 2010 Dec 8.
- van Spil WE, Szilagyi IA. Osteoarthritis year in review 2019: biomarkers (biochemical markers). Osteoarthritis Cartilage. 2020 Mar;28(3):296-315. doi: 10.1016/j.joca.2019.11.007. Epub 2019 Dec 27.
- Kalo K, Niederer D, Stief F, Wurzberger L, van Drongelen S, Meurer A, Vogt L. Validity of and recommendations for knee joint acoustic assessments during different movement conditions. J Biomech. 2020 Aug 26;109:109939. doi: 10.1016/j.jbiomech.2020.109939. Epub 2020 Jul 8.
- Prior J, Mascaro B, Shark LK, Stockdale J, Selfe J, Bury R, Cole P, Goodacre JA. Analysis of high frequency acoustic emission signals as a new approach for assessing knee osteoarthritis. Ann Rheum Dis. 2010 May;69(5):929-30. doi: 10.1136/ard.2009.112599. No abstract available.
- Shakya BR, Tiulpin A, Saarakkala S, Turunen S, Thevenot J. Detection of experimental cartilage damage with acoustic emissions technique: An in vitro equine study. Equine Vet J. 2020 Jan;52(1):152-157. doi: 10.1111/evj.13132. Epub 2019 Jun 6.
- Bahador N, Pfeifle J, Thevenot J, et al. Evaluating the Potential of Novel Biomarkers for Characterizing Deviation of Acoustic Dynamics from Self-similarity in Osteoarthritic Knees (Manuscript in preparation). Published online 2021.
Даты записи исследования
Изучение основных дат
Начало исследования (Действительный)
Первичное завершение (Оцененный)
Завершение исследования (Оцененный)
Даты регистрации исследования
Первый отправленный
Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества
Первый опубликованный (Действительный)
Обновления учебных записей
Последнее опубликованное обновление (Действительный)
Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества
Последняя проверка
Дополнительная информация
Термины, связанные с этим исследованием
Ключевые слова
Дополнительные соответствующие термины MeSH
Другие идентификационные номера исследования
- UE-0083
Планирование данных отдельных участников (IPD)
Планируете делиться данными об отдельных участниках (IPD)?
Информация о лекарствах и устройствах, исследовательские документы
Изучает лекарственный продукт, регулируемый FDA США.
Изучает продукт устройства, регулируемый Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.
Эта информация была получена непосредственно с веб-сайта clinicaltrials.gov без каких-либо изменений. Если у вас есть запросы на изменение, удаление или обновление сведений об исследовании, обращайтесь по адресу register@clinicaltrials.gov. Как только изменение будет реализовано на clinicaltrials.gov, оно будет автоматически обновлено и на нашем веб-сайте. .