Dr. Gregor Schmeiser // Schön Klinik Hamburg Eilbek

Einsatz von KI zum Vergleich der Behandlungsergebnisse bei degenerativer zervikaler Myelopathie

Herausforderung

Die Messung der radiologischen Parameter bei der Behandlung einer mehrsegmentalen degenerativen zervikalen Myelopathie (mDCM; englisch: multilevel degenerative cervical myelopathy) ist ein zeitaufwändiger und fehleranfälliger Prozess.   

Lösung

In einer Studie zum Vergleich zweier chirurgischer Behandlungen der mDCM nutzte Dr. Gregor Schmeiser RAYLYTIC als unabhängiges Bildgebungs-Softwarelabor, um hochpräzise und schnelle Analysen komplexer Röntgenparameter durchzuführen. 

Ergebnisse

Die KI-gestützte Analyse der radiologischen Messwerte zeigte, dass die beiden verglichenen chirurgischen Ansätze trotz unterschiedlicher Fusionsraten keine wesentlichen Unterschiede bei den radiologischen Ergebnissen, insbesondere bezüglich der sagittalen Balance und der Range of Motion (RoM) bei vergleichbaren klinischen Ergebnissen aufweisen.    

Auszug

Für Dr. Gregor Schmeiser, den leitenden Arzt der spinalen Chirurgie in der Schön Klinik Hamburg Eilbek, kommt es bei der Behandlung der mDCM auf präzise und zuverlässig wiederholbare Messungen an.  

Chirurgische Behandlung der zervikalen Myelopathie 

mDCM ist eine fortschreitende, degenerative Erkrankung der Halswirbelsäule. Bei dieser Erkrankung komprimieren osteoarthritische Veränderungen in mehreren Segmenten der Halswirbelsäule das Rückenmark. Diese Kompression kann die Feinmotorik und das Gleichgewicht beeinträchtigen und sogar zu Lähmungen führen. Bei zunehmender Symptomatik ist oft eine Operation erforderlich, um das Rückenmark zu dekomprimieren und den Prozeß aufzuhalten.    

Die chirurgische Behandlung der mDCM lässt sich in anteriore und posteriore Ansätze einteilen. Beide Behandlungsarten sind weit verbreitet, aber es gibt nur wenige Studien, die ihre klinischen und radiologischen Ergebnisse vergleichen.¹

Vergleich der mDCM-Behandlungen

Angesichts dieser Forschungslücke wollte Schmeiser mit seinen Kolleginnen und Kollegen zwei posteriore Operationstechniken vergleichen: die Laminoplastik mit einseitiger Schraubenfixierung (uLP) und die Laminektomie mit bilateraler Schraubenfixierung (LC).   

Da ein Problem des dorsalen Zugangs die hohe Rate an postoperativen Infektionen und Muskelatrophien ist, wollten sie mit einer minder invasiven Methode zunächst als biomechanische Arbeit an Kadavern1 und anschließend als klinische Machbarkeitsstudie2 ermitteln, ob es Unterschiede im postoperativen Bewegungsumfang (RoM; englisch: range of motion) und in der Fusionsrate gibt. Anhand dieser Ergebnisse wurde dann überprüft, inwieweit die radiologischen Ergebnisse die klinischen Ergebnisse beeinflussen.    

Die radiologischen Ergebnisse konzentrierten sich auf die Fusionsraten als Funktion des RoMs und der Parameter der zervikalen sagittalen Balance, wie z.B. C2-C7 Lordose und SVA. Laut Dr. Schmeiser sind diese Variablen bekanntermaßen schwierig objektiv zu messen. „Sie sind sowohl zeitaufwändig als auch erstaunlich fehleranfällig und erfordern die Arbeit von zwei bis drei Radiologen“, erklärte er.    

Schmeiser fügte außerdem hinzu: „Vor allem, wenn die Bilder nicht in den gleichen Ebenen erstellt wurden, ist die manuelle Auswertung dieser Art von radiologischen Parametern extrem schwierig.“   

Zur Messung der klinischen Ergebnisse wurden mehrere Patient-Reported Outcome  Measures (PROMs) eingesetzt. Der Neck Disability Index (NDI) sowie visuelle Analogskalen (englisch: visual analog scales, VAS) erfassten die Schmerzintensität im Arm sowie Nacken, während der Schweregrad der Myelopathie anhand des modifizieren Scores der Japanese Orthopedic Association (mJOA) bewertet wurde.

Verbesserung der Behandlungsmethoden für mDCM mithilfe von KI

Dr. Schmeiser nutzte RAYLYTIC als unabhängiges ”Imaging Core Lab”, um diese Herausforderungen zu bewältigen. Er bestätigte, dass die KI-gestützte, wissenschaftlich validierte Software von RAYLYTIC die radiologischen Ergebnisse, die er für seine Studie benötigte, am genauesten beschreiben konnte.    

Dr. Schmeiser betonte, dass die benötigten Analysen schneller und exakter durchgeführt werden konnten, da die KI nicht ermüdet und eventuelle Projektionsänderungen der Röntgenbilder kompensieren kann.  

Mithilfe von den Analysen von RAYLYTIC wurde in der Studie festgestellt, dass die beiden verglichenen Techniken zwar zu unterschiedlichen Fusionsraten führten, die Parameter der sagittalen Balance jedoch ähnlich blieben. Diese Erkenntnisse unterstützen die Praktikabilität eines unilateralen Ansatzes als weniger invasive Behandlungsmethode für diese schwerwiegende Erkrankung.

¹ Schmeiser G, Schilling C, Grupp TM, Papavero L, Püschel K, Kothe R. Unilateral laminoplasty with lateral mass screw fixation for less invasive decompression of the cervical spine: a biomechanical investigation. Eur Spine J. 2015 Dec;24(12):2781-7. doi: 10.1007/s00586-015-4230-5. Epub 2015 Sep 8. PMID: 26350248. 

2Schmeiser G, Bergmann JI, Papavero L, Kothe R. Surgical Treatment of Multilevel Degenerative Cervical Myelopathy: Open-Door Laminoplasty and Fixation via Unilateral Approach. A Feasibility Study. J Neurol Surg A Cent Eur Neurosurg. 2021 Dec 15. doi: 10.1055/s-0041-1739224. Epub ahead of print. PMID: 34911089. 

 

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