Applying Artificial Intelligence in Developing Personalized and Sustainable Healthcare for Spinal Disorders (AID-Spine, part I)

For å gjøre helsevesenet mer effektiv og bærekraftig er det nødvendig med klokere behandlingsvalg for pasienter med rygg- og nakkeplager. Vi mangler nyttige og presise kliniske verktøy som kan hjelpe pasienter og klinikere til å ta bedre beslutninger og sikre en mer skreddersydd behandling. I dette prosjektet vil prediksjonsmodeller bli utviklet og validert ved hjelp av maskinlæring. De beste modellene vil bli innlemmet i kliniske beslutningsverktøy og ytterligere testet med tanke på gjennomførbarhet. Hovedmålet i AID-Spine er å utforske og finne løsninger for undersøkelse og behandling av rygg/nakkesmerter, som kan bidra til et persontilpasset og bærekraftig helsevesen. Vi gjør bruk av maskinlæringsmetoder på store datasett for å identifisere personer med ulike behandlingsforløp og helseutfall etter kirurgisk og/eller konservativ behandling for rygg- og nakkeplager. Vi gjennomfører ekstern validering av prediksjonsmodeller i datasett fra Danmark og Sverige, og studerer hvordan prediksjonsmodeller kan innlemmes i AI-baserte kliniske beslutningsverktøy og intervensjoner. Prosjektet er organisert i tre arbeidspakker. Det primære forskningsspørsmål undersøkes i arbeidspakke 1, mens de sekundære forskningsspørsmål undersøkes henholdsvis i arbeidspakke 2 og 3. I arbeidspakke 1 bruker vi data fra store befolkningsundersøkelser (HUNT, Tromsø og Ullensaker-undersøkelsene) samt registerdata på bruk av helsetjenester, inkludert bruk av reseptbelagte medisiner, og sykefravær og andre NAV kompensasjonsordninger. I arbeidspakke 2 blir prediksjonsmodeller validert i danske og svenske datasett (SpineData, Dansk rygdatabase (DaRD), DaneSpine og SweSpine). I arbeidspakke 3 brukes kvalitative metoder for å undersøke dagens prosesser rundt kliniske beslutningstaking for pasienter med rygg/nakkesmerter som henvises til spesialistvurdering og eventuelt videre til operativ behandling. Dette gjøres for å forberede implementering av kliniske beslutningsverktøy i ulike kliniske settinger. Gjennomførbarheten av å innlemme de kliniske beslutningsverktøyene vil bli utforsket gjennom både kvalitative og kvantitative metoder. Prosjektet omfatter en bred tverrfaglig gruppe, inkludert nevrokirurger, fysioterapeuter, dataingeniører, epidemiologer, statistikere, et brukerpanel og klinikere som arbeider med rygg- og nakkeplager.

Spinal disorders has prevailed as the leading cause of non-fatal health loss worldwide for nearly three decades. The persistence of spinal disorders is concerning given the considerable challenges to health systems and economies not equipped to care for the increase in prevalence in an ageing population in most western world. Despite advancements in assessment and treatment methods for spinal disorders, the effect of most surgical and non-surgical treatments remains to be small to moderate. Large inter-individual variation in the course of symptoms, prognosis, and response to treatment partly explain the modest effects, but most of the variation between individuals is due to unknown or unmeasured factors. Inter-individual differences include both genetic and environmental factors and contain a complex picture to address for health care providers. There is lack of feasible and precise clinical prognostic tools which can help patients and clinicians to make better decisions and ensure more personalized treatments. In this project, we will use existing health data, administrative register data and public health surveys to generate new knowledge on risk and prognostic models for different health outcomes after receiving surgical and/or conservative treatment for spinal disorders. We will also explore users’ perspectives regarding how the externally validated risk/prognostic models can be implemented into AI-based clinical co-decision solutions. The project members and scientific board members in the AID-Spine represent a broad interdisciplinary group, including neurosurgeons, physical therapists, data scientists, epidemiologists, one expert in human-centered informatics (humanities), statisticians, a user panel, and clinicians working with spinal disorders. All research questions and topics in the AID-Spine project is based on users’ needs. Both patients and clinicians will provide feedback in all stages of the project.