3D correction of AIS in braces designed using CAD/CAM and FEM: a randomized controlled trial
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Recent studies showed that finite element model (FEM) combined to CAD/CAM improves the design of braces for the conservative treatment of adolescent idiopathic scoliosis (AIS), using 2D measurements from in-brace radiographs. We aim to assess the immediate effectiveness on curve correction in all three planes of braces designed using CAD/CAM and numerical simulation compared to braces designed with CAD/CAM only. METHODS: SRS standardized criteria for bracing were followed to recruit 48 AIS patients who were randomized into two groups. For both groups, 3D reconstructions of the spine and patient's torso, respectively built from bi-planar radiographs and surface topography, were obtained and braces were designed using the CAD/CAM approach. For the test group, 3D reconstructions of the spine and patient's torso were additionally used to generate a personalized FEM to simulate and iteratively improve the brace design with the objective of curve correction maximization in three planes and brace material minimization. RESULTS: For the control group (CtrlBraces), average Cobb angle prior to bracing was 29° (thoracic, T) and 25° (lumbar, L) with the planes of maximal curvature (PMC) respectively oriented at 63° and 57° on average with respect to the sagittal plane. Average apical axial rotation prior to bracing was 7° (T) and 9° (L). For the test group (FEMBraces), initial Cobb angles were 33° (T) and 28° (L) with the PMC at 68° (T) and 56° (L) and average apical axial rotation prior to bracing at 9° (T and L). On average, FEMBraces were 50% thinner and had 20% less covering surface than CtrlBraces while reducing T and L curves by 47 and 48%, respectively, compared to 25 and 26% for CtrlBraces. FEMBraces corrected apical axial rotation by 46% compared to 30% for CtrlBraces. CONCLUSION: The combination of numerical simulation and CAD/CAM approach allowed designing more efficient braces in all three planes, with the advantages of being lighter than standard CAD/CAM braces. Bracing in AIS may be improved in 3D by the use of this simulation platform. This study is ongoing to recruit more cases and to analyze the long-term effect of bracing. TRIAL REGISTRATION: ClinicalTrials.gov, NCT02285621.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,005 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».