<string>机器学习预测青少年特发性脊柱侧弯的疾病进展</string>
基于机器学习的核心稳定性训练后青少年特发性脊柱侧弯疾病进展预测：一项回顾性模型开发及前瞻性验证研究
背景与问题概述 青少年特发性脊柱侧凸（AIS）是一种进行性肌肉骨骼疾病，其特征是青春期发生的脊柱三维变形。 诊断通常基于Cobb角超过10°以及存在轴向旋转。 虽然确切病因尚不清楚，但主要理论包括组织异常（肌纤维、骨量）、脊柱生物力学受损（不对称骨生长）和神经因素（不对称皮层厚度、大脑侧化和身体图式畸变）。
AIS的进行性特点，特别是在青春期初潮时进展高风险，使得临床决策复杂化。 传统上，治疗分为三个阶段：
观察和运动：用于Cobb角在10°-25°之间。
运动和支具：用于Cobb角在25°-45°之间。
手术：用于Cobb角超过45°。
尽管有这些指南，但疾病的不可预测进展和治疗依从性困难造成了重大困境。 具体来说，对于处于手术指征边缘的病例，临床医生面临着立即手术或保守监测的艰难选择。 目前，尚无明确的方法来预测进展，患者通常每6个月进行监测。 在这些间隔内，患者的病情可能保持稳定或显著恶化。
此外，指南建议每天佩戴支具平均18小时，通常持续数年。 这一要求对于青少年来说在身体和心理上都难以承受，导致因美观顾虑、功能限制和皮肤刺激而依从性差。 无法预测进展常导致过度治疗（不必要的支具治疗）或治疗不足（延迟干预），两者都对患者的长期健康构成风险。
放射学问题 疾病进展通过直接X射线摄影监测。 然而，频繁的影像检查会增加因累积电离辐射导致的终生癌症风险。 值得注意的是，患有AIS的女孩乳腺癌风险据报道比健康人群高出约七倍。 相反，延长随访间隔可能会错过早期干预的时机。 能够预测曲线进展的人工智能（AI）模型可以优化影像检查频率，确保安全性同时维持临床效果。
研究目的与方法
本研究的主要目标是开发一种基于机器学习的模型，以预测12周运动干预后的Cobb角。 该模型将利用全面的基线和治疗后数据，包括：
人口学与人体测量数据（年龄、身高、体重、性别）。
临床评估（Cobb角、Risser征、躯干旋转角）。
功能和身体机能指标（躯干肌力、最大吸气压和最大呼气压（MIP/MEP）、Biodex平衡测量）。
视觉评估（Walter Reed躯干畸形视觉量表）。
研究假设
主要假设：基于运动前后评估数据训练的机器学习模型能够以统计和临床上的准确性显著预测12周时的Cobb角。
次要假设：通过预测进展风险（Cobb角增加的概率），该模型将有助于减少不必要的手术干预、过度治疗（支具/手术）和累积X射线暴露。
研究概览
研究类型
注册 (估计的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名：Fuat Gökdemir
- 电话号码：+90 212 401 26 00
- 邮箱：fuatgokdemir95@gmail.com
研究联系人备份
- 姓名：Ayse Manzak Dursun
- 电话号码：+90 212 401 26 00
- 邮箱：amanzak@bezmialem.edu.tr
学习地点
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Istanbul、土耳其（türkiye）
- 招聘中
- Bezmialem Vakif University
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接触：
- Fuat Gökdemir
- 邮箱：fuatgokdemir95@gmail.com
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接触：
- Ayse Sena Manzak Dursun
- 邮箱：amanzak@bezmialem.edu.tr
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
- 孩子
- 成人
接受健康志愿者
描述
纳入标准：
- 年龄在10至18岁之间
- Cobb角在10至40度之间
- 未从其他中心接受任何其他可能影响患者脊柱侧弯的锻炼治疗（如针对脊柱侧弯的专门锻炼等）
排除标准：
- 有脊柱侧弯手术史
- 过去3个月内接受过任何类型外科手术的患者被排除
- 存在妨碍运动进行的骨科、神经系统或全身性疾病
- 智力、行为或沟通障碍，影响理解指令或执行锻炼，或参与任何锻炼
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：治疗
- 分配：不适用
- 介入模型：单组作业
- 屏蔽：无（打开标签）
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
|---|---|
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实验性的：核心稳定运动组
本组的参与者是患有特发性脊柱侧弯的青少年，他们在常规物理治疗中接受标准化的核心稳定练习计划。 干预持续12周。 所有参与者在干预前后均接受临床和功能评估，包括Cobb角的影像学评估以及其他脊柱侧弯相关参数，如躯干旋转、肌力、平衡和呼吸肌功能。 本组的目的不是比较不同治疗方法，而是根据治疗前后的临床数据生成并验证一个机器学习模型，用于预测干预后疾病进展。 |
周。 该运动计划侧重于改善躯干肌肉控制、姿势稳定性和脊柱对线。 该干预作为常规物理治疗的一部分进行。 参与者进行针对深层躯干稳定肌的练习，包括腹部、脊柱旁和骨盆肌肉组织。 运动进展基于患者的耐受性和临床评估。 在干预前后进行临床和放射学评估，包括Cobb角测量和功能评估，如肌肉力量、平衡、呼吸肌力量和躯干旋转。 |
研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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Cobb 角
大体时间：12周
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主要结局指标是青少年特发性脊柱侧弯患者在核心稳定训练干预12周后的Cobb角。 Cobb角通过标准站立位前后位或后前位脊柱X线片获得，表示脊柱弯曲的程度。 该结局指标用作机器学习模型的目标变量，以预测干预后的疾病进展。 |
12周
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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人口统计学参数
大体时间：12 周
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Age, Sex, BMI, Type of Scoliosis
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12 周
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Risser评分
大体时间：12周
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Risser评分是一种通过评估骨盆X线片上髂骨骨骺骨化程度来判断骨骼成熟度的放射学测量方法。
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12周
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躯干旋转角度
大体时间：12周
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躯干旋转角是一种临床测量指标，通过使用脊柱侧弯测量仪在前屈试验中量化躯干不对称性，用于评估脊柱侧弯的轴向脊柱畸形。
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12周
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沃尔特里德视觉评估量表
大体时间：12 weeks
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沃尔特·里德视觉评估量表是一种患者报告的结果测量工具，通过标准化的身体不对称视觉表现来评估脊柱侧弯患者感知到的外观畸形。
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12 weeks
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Biodex姿势稳定性与稳定极限
大体时间：12周
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Biodex姿势稳定性和稳定性极限是使用计算机平衡平台，评估一个人在静态和动态条件下维持和控制其压力中心能力的客观平衡评估。
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12周
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Respiratory Pressure
大体时间：12周
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最大吸气压力（MIP）和最大呼气压力（MEP）是通过口腔压力装置测量获得的指标，这些指标通过记录用力吸气和呼气期间产生的最大压力来评估呼吸肌力量。
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12周
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员：Fuat Gökdemir、Bezmialem Vakif University
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (估计的)
研究完成 (估计的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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