INTRODUZIONE: Il Progetto Riabilitativo Individuale (PRI) è il principale strumento utilizzato dai fisiatri per l'erogazione delle cure a persone che esprimono o sono a rischio di sviluppare disabilità. La redazione di un PRI comporta la definizione di obiettivi basati sulla prognosi funzionale. Tuttavia, in riabilitazione, la previsione degli esiti, con la conseguente stratificazione dei pazienti, è fortemente ostacolata da molteplici variabili individuali e contestuali. La malattia di Parkinson (MdP) rappresenta l’archetipo della complessità. Colpisce molteplici funzioni corporee, producendo profili funzionali diversi per gravità e decorso, e fortemente influenzati da molte variabili individuali, tra cui la risposta ai farmaci, i tratti della personalità, le condizioni socioeconomiche, il background culturale, la comorbilità, l’ambiente familiare, i cambiamenti climatici e, non ultimo, l’attività fisica e la riabilitazione. Benché siano disponibili evidenze di efficacia di combinazioni variabili di allenamento motorio, il risultato osservato dopo qualsiasi approccio riabilitativo varia ampiamente tra i pazienti che presentano caratteristiche demografiche, motorie e non motorie diverse. Una raffinata capacità predittiva è fondamentale al fine di garantire trattamenti appropriati per contenuto e dimensione temporale a pazienti con profili funzionali differenti. MATERIALI E METODI: In qualità di partner del progetto PREPARE, contribuiamo all’obiettivo generale di sviluppare, convalidare e implementare strumenti di previsione e stratificazione computazionali robusti, clinicamente rilevanti e basati sui dati, al fine di promuovere protocolli di riabilitazione personalizzati per persone con MdP. PREPARE è un progetto europeo HaDEA-Horizon con 20 partner provenienti da nove paesi. Il progetto PREPARE è iniziato nel giugno 2023 e si concluderà nel 2027. Esso prevede l’applicazione di tecniche di machine learning (ML) su set di dati di pazienti su larga scala. Oltre alla MdP saranno considerate altre otto condizioni di salute: (1) Disturbi della mano e del polso, (2) Scoliosi, (3) Claudicatio intermittente, (4) Amputazione degli arti inferiori, (6) Artroplastica dell'anca e del ginocchio, (7) Disturbi della colonna vertebrale, (8) Disturbi temporo-mandibolari, (9) Ipertensione. I risultati dei modelli ottenuti verranno condivisi tramite la piattaforma di scienza aperta EHDEN e lo standard Common Data Model (CDM) dell'Observational Medical Outcomes Partnership (OMOP). Per sviluppare modelli di previsione validi per le persone con malattia di Parkinson è stato avviato uno studio retrospettivo di raccolta dati registrati sul database implementato presso il Centro Disturbi del Movimento della Clinica di Neuroriabilitazione, Dipartimento di Medicina Sperimentale e Clinica dell’Università Politecnica delle Marche. Il Centro è identificato a livello regionale come struttura di riferimento di terzo livello per la diagnosi medica, trattamento e riabilitazione di persone con MdP, nell’ambito del PDTA regionale dedicato. I soggetti beneficiano di una presa in carico con monitoraggio clinico-funzionale e valutazioni ogni 4-6 mesi. Le informazioni vengono registrate in una cartella clinica elettronica, e includono: dati demografici, BMI, attività professionale, livello di attività fisica, fenotipo di malattia, durata di malattia, programma di trattamento farmacologico, eventuali parametri di stimolazione cerebrale profonda, severità della compromissione motoria e funzionale (valutata mediante UPDRS-MDS parte I-II-III-IV), severità dei disturbi non motori (valutata mediante Non Motor Symptom Scale-NMSS). RISULTATI: Il database contiene dati relativi a n. 970 soggetti, 56% di sesso maschile, che al momento della presa in carico presso il Centro mostravano un’età di 69,8 + 10 anni (range: 31-95), BMI di 25,7 + 4,3 (range: 14-47), durata di malattia di 8,1 + 7 anni (mediana 6.0), stadio di malattia sec Hoehn & Yahr <2 nel 58% dei casi. I punteggi mediani (IQR) alle scale di valutazione specifiche risultavano: UPDRS-I 3 (3), UPDRS-II 11 (11), UPDRS-III 18 (17), UPDRS-IV: 0 (4), NMSS 47 (45). La progressione del profilo clinico-funzionale è stata monitorata per 5 anni in media, producendo un totale di circa 10000 record. L’analisi di tutte le variabili esplicative disponibili consentirà di stratificare opportunamente i pazienti effettuando correlazioni con l’evoluzione di malattia in un campione ampio e rappresentativa della popolazione affetta da M di Parkinson CONCLUSIONI: Il progetto PREPARE è in pieno svolgimento. Lo step successivo all’allestimento del modello predittivo sulla base dei dati raccolti durante lo studio retrospettivo consisterà nel testare il modello in uno studio prospettico (case study). Sarà interessante confrontarsi all’interno della comunità di neuroriabilitatori in merito all’esito di questo test applicativo e alla generalizzabilità dei risultati ottenuti.

Approccio riabilitativo personalizzato per persone con Malattia di Parkinson tramite stratificazione prognostica basata sull’Intelligenza Artificiale: il progetto PREPARE / Ceravolo, Maria Gabriella; Andrenelli, Elisa; Pepa, Lucia; Farabolini, Gianmatteo; Baldini, Nicolò; Kiekens, Carlotte; Negrini, Stefano; Zampolini, Mauro; Capecci, Marianna. - (2024). (Intervento presentato al convegno Neuroscienze, intelligenza artificiale e riabilitazione personalizzata tenutosi a Firenza nel 15-17/02/2024) [10.6092/unibo/amsacta/7660].

Approccio riabilitativo personalizzato per persone con Malattia di Parkinson tramite stratificazione prognostica basata sull’Intelligenza Artificiale: il progetto PREPARE

Maria Gabriella Ceravolo
Primo
;
Elisa Andrenelli
Secondo
;
Lucia Pepa;Gianmatteo Farabolini;Nicolò Baldini
;
Marianna Capecci
Ultimo
2024-01-01

Abstract

INTRODUZIONE: Il Progetto Riabilitativo Individuale (PRI) è il principale strumento utilizzato dai fisiatri per l'erogazione delle cure a persone che esprimono o sono a rischio di sviluppare disabilità. La redazione di un PRI comporta la definizione di obiettivi basati sulla prognosi funzionale. Tuttavia, in riabilitazione, la previsione degli esiti, con la conseguente stratificazione dei pazienti, è fortemente ostacolata da molteplici variabili individuali e contestuali. La malattia di Parkinson (MdP) rappresenta l’archetipo della complessità. Colpisce molteplici funzioni corporee, producendo profili funzionali diversi per gravità e decorso, e fortemente influenzati da molte variabili individuali, tra cui la risposta ai farmaci, i tratti della personalità, le condizioni socioeconomiche, il background culturale, la comorbilità, l’ambiente familiare, i cambiamenti climatici e, non ultimo, l’attività fisica e la riabilitazione. Benché siano disponibili evidenze di efficacia di combinazioni variabili di allenamento motorio, il risultato osservato dopo qualsiasi approccio riabilitativo varia ampiamente tra i pazienti che presentano caratteristiche demografiche, motorie e non motorie diverse. Una raffinata capacità predittiva è fondamentale al fine di garantire trattamenti appropriati per contenuto e dimensione temporale a pazienti con profili funzionali differenti. MATERIALI E METODI: In qualità di partner del progetto PREPARE, contribuiamo all’obiettivo generale di sviluppare, convalidare e implementare strumenti di previsione e stratificazione computazionali robusti, clinicamente rilevanti e basati sui dati, al fine di promuovere protocolli di riabilitazione personalizzati per persone con MdP. PREPARE è un progetto europeo HaDEA-Horizon con 20 partner provenienti da nove paesi. Il progetto PREPARE è iniziato nel giugno 2023 e si concluderà nel 2027. Esso prevede l’applicazione di tecniche di machine learning (ML) su set di dati di pazienti su larga scala. Oltre alla MdP saranno considerate altre otto condizioni di salute: (1) Disturbi della mano e del polso, (2) Scoliosi, (3) Claudicatio intermittente, (4) Amputazione degli arti inferiori, (6) Artroplastica dell'anca e del ginocchio, (7) Disturbi della colonna vertebrale, (8) Disturbi temporo-mandibolari, (9) Ipertensione. I risultati dei modelli ottenuti verranno condivisi tramite la piattaforma di scienza aperta EHDEN e lo standard Common Data Model (CDM) dell'Observational Medical Outcomes Partnership (OMOP). Per sviluppare modelli di previsione validi per le persone con malattia di Parkinson è stato avviato uno studio retrospettivo di raccolta dati registrati sul database implementato presso il Centro Disturbi del Movimento della Clinica di Neuroriabilitazione, Dipartimento di Medicina Sperimentale e Clinica dell’Università Politecnica delle Marche. Il Centro è identificato a livello regionale come struttura di riferimento di terzo livello per la diagnosi medica, trattamento e riabilitazione di persone con MdP, nell’ambito del PDTA regionale dedicato. I soggetti beneficiano di una presa in carico con monitoraggio clinico-funzionale e valutazioni ogni 4-6 mesi. Le informazioni vengono registrate in una cartella clinica elettronica, e includono: dati demografici, BMI, attività professionale, livello di attività fisica, fenotipo di malattia, durata di malattia, programma di trattamento farmacologico, eventuali parametri di stimolazione cerebrale profonda, severità della compromissione motoria e funzionale (valutata mediante UPDRS-MDS parte I-II-III-IV), severità dei disturbi non motori (valutata mediante Non Motor Symptom Scale-NMSS). RISULTATI: Il database contiene dati relativi a n. 970 soggetti, 56% di sesso maschile, che al momento della presa in carico presso il Centro mostravano un’età di 69,8 + 10 anni (range: 31-95), BMI di 25,7 + 4,3 (range: 14-47), durata di malattia di 8,1 + 7 anni (mediana 6.0), stadio di malattia sec Hoehn & Yahr <2 nel 58% dei casi. I punteggi mediani (IQR) alle scale di valutazione specifiche risultavano: UPDRS-I 3 (3), UPDRS-II 11 (11), UPDRS-III 18 (17), UPDRS-IV: 0 (4), NMSS 47 (45). La progressione del profilo clinico-funzionale è stata monitorata per 5 anni in media, producendo un totale di circa 10000 record. L’analisi di tutte le variabili esplicative disponibili consentirà di stratificare opportunamente i pazienti effettuando correlazioni con l’evoluzione di malattia in un campione ampio e rappresentativa della popolazione affetta da M di Parkinson CONCLUSIONI: Il progetto PREPARE è in pieno svolgimento. Lo step successivo all’allestimento del modello predittivo sulla base dei dati raccolti durante lo studio retrospettivo consisterà nel testare il modello in uno studio prospettico (case study). Sarà interessante confrontarsi all’interno della comunità di neuroriabilitatori in merito all’esito di questo test applicativo e alla generalizzabilità dei risultati ottenuti.
2024
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