Оценка риска и выявление саркопении с использованием искусственного интеллекта (SARC-AI)
AI-Управляемая Интеграция Мышечной Массы и Мышечной Функции: Новаторский Подход к Оценке Риска Саркопении и Вмешательству
Саркопения — возрастное снижение мышечной массы и функции — является основным фактором, способствующим хрупкости, инвалидности и смертности у пожилых людей. Современные диагностические инструменты оценивают количество или функцию мышц по отдельности и не имеют прогностических биомаркеров, что ограничивает раннее выявление и персонализированное лечение. В этом исследовании предлагается основанная на искусственном интеллекте система, которая интегрирует мультимодальные физиологические, метаболические и функциональные данные с мониторингом с помощью носимых датчиков для улучшения оценки риска саркопении и руководства индивидуальными вмешательствами.
На первом этапе мы проанализируем большой ретроспективный набор данных 3500 взрослых, чтобы выявить ранние предикторы саркопении и разработать модель стратификации риска на основе машинного обучения. На втором этапе будет протестировано 12-недельное персонализированное вмешательство, включающее физические упражнения и питание, у 120 участников, с использованием данных датчиков в реальном времени и корректировок под руководством искусственного интеллекта для оптимизации результатов. Этот интегративный подход направлен на продвижение раннего выявления, точного вмешательства и долгосрочного здоровья мышц у стареющего населения.
Обзор исследования
Статус
Вмешательство/лечение
Подробное описание
Обоснование:
Саркопения, определяемая как прогрессирующая потеря скелетной мышечной массы и функции, представляет значительные риски падений, инвалидности, метаболической дисфункции и смертности у пожилых людей. Современная клиническая диагностика опирается на статические измерения мышечной силы или массы, часто упуская ранние стадии или субклиническое снижение. Более того, традиционные вмешательства, такие как силовые тренировки и увеличение потребления белка, демонстрируют высокую межиндивидуальную вариабельность результатов из-за факторов, включая исходный мышечный фенотип, метаболический статус, генетику и состав микробиоты кишечника. Новые технологии, включая носимые датчики, высокопроизводительный метаболический профилирование и подходы на основе ИИ/МО, предоставляют возможность создания прогностических, индивидуализированных систем для оценки риска саркопении и управления им.
Цели:
- Разработать и валидировать модель на основе ИИ, интегрирующую мышечный состав, функциональную работоспособность и метаболические биомаркеры для прогнозирования риска саркопении.
- Реализовать персонализированное, адаптивное вмешательство, сочетающее физические упражнения и питание, под руководством прогнозов ИИ и мониторинга в реальном времени.
- Оценить эффективность этого вмешательства на мышечную массу, функциональную работоспособность и метаболическое здоровье у пожилых людей.
Методы:
Фаза 1: Ретроспективный анализ мультимодальных данных от 3500 взрослых, включая мышечный состав (DXA, МРТ), функциональные тесты (сила хвата, подъем со стула), метаболические маркеры и профили микробиоты. Модели ИИ/МО будут обучены для прогнозирования риска саркопении и определения ключевых прогностических признаков. Валидация будет проведена с использованием подгруппы вновь набранных участников, получающих стандартную помощь.
Фаза 2: 12-недельное проспективное вмешательство у 120 взрослых в возрасте 50-70 лет, стратифицированных по группам риска саркопении на основе прогнозов Фазы 1. Участники получат персонализированные планы физических упражнений (силовых и аэробных) и питания, направляемые ИИ, с мониторингом через носимые датчики и мобильное приложение. Сбор данных включает МРТ и DXA для оценки мышечного состава, тесты функциональной работоспособности, метаболические и воспалительные биомаркеры, профилирование микробиоты и самоотчеты. Ответ на вмешательство будет проанализирован с использованием моделей со смешанными эффектами и МО для определения предикторов эффективности.
Значимость и инновационность:
Это исследование интегрирует прогнозирование риска на основе ИИ с персонализированными, адаптивными вмешательствами в реальном времени, устраняя текущие пробелы в диагностике и терапии саркопении. Объединяя данные о структуре мышц, функции, метаболизме, поведении и микробиоте, оно позволяет раннее выявление снижения мышечной массы, индивидуализированное управление и улучшение приверженности. Данная система имеет потенциал для широкого клинического внедрения, интеграции в цифровое здравоохранение и будущей коммерциализации как масштабируемая платформа на основе ИИ для саркопении.
Ожидаемые результаты:
- Инструменты скрининга саркопении на основе ИИ для раннего выявления и стратификации риска.
- Персонализированные протоколы физических упражнений и питания, адаптированные к индивидуальному риску и физиологии.
- Масштабируемая, основанная на данных система вмешательства, подходящая для клинического или домашнего применения.
Углубленное понимание гетерогенных ответов на вмешательства при саркопении.
Тип исследования
Регистрация (Оцененный)
Фаза
- Непригодный
Контакты и местонахождение
Места учебы
-
-
-
Tel Aviv, Израиль, 69978
- Sylvan Adams Sport Institute
-
-
Критерии участия
Критерии приемлемости
Возраст, подходящий для обучения
- Взрослый
- Пожилой взрослый
Принимает здоровых добровольцев
Описание
Критерии включения:
- Мужчины и женщины в возрасте 50-70 лет
- Риск саркопении на основе скрининга мышечной массы и/или мышечной функции
- Способность участвовать в контролируемых тренировках
- Готовность соблюдать процедуры исследования и предоставить письменное информированное согласие
Критерии исключения:
- Участие в структурированных программах упражнений или похудения в течение последних 6 месяцев
- Нестабильная масса тела (>±5%) в течение последних 6 месяцев
- Курение в настоящее время или в течение последних 6 месяцев
- Беременность, кормление грудью или постменопауза
- Противопоказания к МРТ (например, имплантированные устройства, татуировки, перманентный макияж)
- Тяжелые кардиопульмональные заболевания (например, недавний инфаркт миокарда, нестабильная стенокардия)
- Опорно-двигательные или нервно-мышечные состояния, ограничивающие участие в упражнениях
- Когнитивные нарушения
- Хронические заболевания, включая рак, диабет, заболевания щитовидной железы, гипертонию или хроническую почечную недостаточность
- Прием лекарств, влияющих на метаболизм
- Вторичные заболевания печени (вирусные, аутоиммунные, алкогольные или лекарственно-индуцированные)
- Потребление алкоголя >20 г/день (женщины) или >30 г/день (мужчины)
Учебный план
Как устроено исследование?
Детали дизайна
- Основная цель: Профилактика
- Распределение: Н/Д
- Интервенционная модель: Одногрупповое задание
- Маскировка: Нет (открытая этикетка)
Оружие и интервенции
Группа участников / Армия |
Вмешательство/лечение |
|---|---|
|
Экспериментальный: Искусственный интеллект направляет персонализированную программу упражнений и питания
Все участники проходят комплексное базовое профилирование и получают 12-недельное персонализированное, управляемое искусственным интеллектом вмешательство в виде упражнений и питания, направленное на улучшение мышечной массы, мышечной функции и метаболического здоровья. Индивидуальные рекомендации генерируются с использованием модели прогнозирования риска саркопении на основе машинного обучения и динамически корректируются на основе физиологических реакций и данных носимых датчиков. Участники стратифицируются по риску саркопении (низкий, умеренный, высокий), но все получают одинаковую адаптивную структуру вмешательства. |
Участники проходят 12 недель контролируемых силовых и аэробных тренировок в сочетании с персонализированной нутритивной поддержкой.
Программы тренировок (3 силовых занятия/неделю; 2-3 аэробных занятия/неделю) и рекомендации по питанию (включая целевые показатели белка) индивидуализируются с использованием моделей ИИ и данных с носимых устройств.
Мобильное приложение предоставляет обратную связь и мониторинг в реальном времени с двухнедельными проверками безопасности.
|
Что измеряет исследование?
Первичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Точность модели прогнозирования риска саркопении на основе искусственного интеллекта
Временное ограничение: От исходного уровня до конца периода наблюдения (до 12 месяцев)
|
Прогностическая эффективность модели на основе искусственного интеллекта для определения текущего и будущего риска саркопении с использованием мультимодальных исходных данных, включая состав тела, функцию мышц, метаболические биомаркеры и показатели, полученные с носимых устройств.
|
От исходного уровня до конца периода наблюдения (до 12 месяцев)
|
|
Изменение объема мышц бедра по данным МРТ
Временное ограничение: От исходного уровня до 12 недель
|
Среднее изменение объема скелетных мышц бедра, оцененное с помощью 3-Тесла МРТ (Siemens Prisma) с использованием стандартизированного сегментационного анализа. Единица измерения: см³ |
От исходного уровня до 12 недель
|
|
Изменение силы захвата кисти (кг)
Временное ограничение: От исходного уровня до 12 недель
|
Среднее изменение максимальной силы сжатия кисти, измеренное с помощью динамометра Jamar (лучший из трех попыток). Единица измерения: кг |
От исходного уровня до 12 недель
|
Вторичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Изменение индекса аппендикулярной мышечной массы (ALM/рост²), измеренного с помощью DXA
Временное ограничение: От исходного уровня до 12 недель
|
Среднее изменение индекса аппендикулярной мышечной массы (ALM, делённое на квадрат роста), измеренное с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии всего тела (DXA; Hologic QDR 4500A). Единица измерения: кг/м² |
От исходного уровня до 12 недель
|
|
Изменение скорости метаболизма в покое (ккал/день)
Временное ограничение: От исходного уровня до 12 недель
|
Среднее изменение скорости метаболизма в покое, измеренное с помощью непрямой калориметрии с использованием системы Cosmed Quark RMR в стандартизированных условиях голодания. Единица измерения: ккал/день |
От исходного уровня до 12 недель
|
|
Изменение разнообразия микробиома кишечника
Временное ограничение: С момента включения в исследование до 12 недель
|
Среднее изменение разнообразия микробиома кишечника, оцененное с помощью секвенирования гена 16S рРНК из экстрагированной микробной ДНК и рассчитанное с использованием индекса разнообразия Шеннона.
|
С момента включения в исследование до 12 недель
|
|
Изменение общего балла по краткой батарее физической работоспособности (SPPB)
Временное ограничение: С исходного уровня до 12 недель
|
Среднее изменение общего балла Краткой батареи тестов физической работоспособности (SPPB), оценивающее функцию нижних конечностей. Единица измерения: Балл по шкале (0-12) |
С исходного уровня до 12 недель
|
|
Изменение качества жизни, оцененное с помощью SF-36
Временное ограничение: От исходного уровня до 12 недель
|
Изменение качества жизни, связанного со здоровьем, оцениваемое с помощью краткого опросника SF-36 (36-Item Short Form Health Survey). Единица измерения: балл по шкале SF-36 (0-100) |
От исходного уровня до 12 недель
|
Соавторы и исследователи
Спонсор
Следователи
- Главный следователь: Yftach Gepner, Tel Aviv University
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
Дополнительные соответствующие термины MeSH
- Неврологические проявления
- Заболевания нервной системы
- Нервно-мышечные проявления
- Патологические состояния, анатомические
- Мышечная атрофия
- Атрофия
- Патологические состояния, признаки и симптомы
- Признаки и симптомы
- Саркопения
- Диета, еда и питание
- Физиологические явления
- Пищевые физиологические явления
- Характеристики населения
- Состояние здоровья
- Демография
- Состояние питания
Другие идентификационные номера исследования
- 0011903-1
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. .