Ziel

Ziel der vorliegenden Sekundäranalyse ist die statistische Erkennung und Überprüfung von Prädiktoren der Trainingsadhärenz sporttherapeutischer Interventionen mit primärem Fokus auf Interventionsmaterialien und Berufsspezifika.
Algorithmen des maschinellen Lernens sind in der Lage, große Mengen an korrelierten Prädiktoren mitsamt ihren statistischen Interaktionen gleichzeitig zu berücksichtigen. Dies ist die notwendige Grundlage herauszufinden, welche Faktoren maßgeblich die Adhärenz der Teilnehmer voraussagt. Die Datengrundlage hierfür bilden die in den MiSpEx-Studien eingesetzten Schulungsmaterialen der Interventionen unter Berücksichtigung verschiedener Personengruppen mit unterschiedlichen Belastungsprofilen. Anhand des Trainingstagebuchs und der Trainingsabfragen im Case Report File wird die Adhärenz der Teilnehmer berechnet. Aus diesen ist ersichtlich ob, und in welchem Umfang, die Teilnehmer die MiSpEx Übungen durchgeführt haben. Abschließend werden die vorhandenen Behandlungsansätze weiterentwickelt, um eine personalisierte Zuweisung basierend auf den gefundenen Variablen möglich zu machen.
Die Primäranalyse dient ist in der Folge der Erkennung von Muster und Gesetzmäßigkeiten, die die Varianz in der Trainingsadhärenz aufklären. Hauptfokus liegt einerseits auf den verwendeten Trainingsmaterialien, andererseits auf den Arbeits- und Berufsgruppen. Die Detektion der Muster wird anhand von Ansätzen maschinellen Lernens vorgenommen. Die große Zahl an statistisch voneinander abhängigen Risikovariablen und der unterschiedlichen bzw. z. T. sehr schiefen Verteilungen der Risikovariablen, zusammen mit der meist besseren Vorhersage im Kontrast zu klassischen Regression, machen Verfahren des maschinellen Lernens zu der valideren Wahl in diesem (zusammengesetzten) Datensatz.

Planung

Projektphase 1: Re-evaluation und Neubeurteilung der Trainings- und Transfermaterialien - Prospektive Prädiktorenanalyse.
Es handelt sich um eine Re-Analyse aller durch das MiSpEx– (Medicine in Spine Exercise) Network in Ran Rücken durchgeführten Interventionsstudien (Fördernummer: 080102A/11-14). Die Analyse basiert somit auf den Daten zweier großer multizentrischer Studien (MSB und MCSB) sowie diverser Parallel- und Transferstudien. In Summe analysieren wir Daten von knapp 3000 Probanden. Aus den zugrunde liegenden (randomisiert-kontrollierten) Studien sind insbesondere die Trainingsdaten im Fokus, so dass es sich final um eine Stichprobe von ca. 1800 Interventionsprobanden mit chronisch-unspezifischen Rückenschmerzen handeln wird. In die Auswertung fließen alle Trainingsadärenzrelevanten Daten ein. Als solche sind hier insbesondere potentielle Prädiktoren für eine hohe/niedrige Trainingsadhärenz (soziodemografische, studienspezifische, schmerzspezifische, weitere literaturbasierte potentielle Prädiktoren der Trainingsadhärenz; entsprechen den abhängigen Variablen) und Informationen zu den Trainingscharakteristika (verwendetes Material, Hilfsmittel, Trainingsfrequenz, -adhärenz etc. aus den Tagebüchern/Protokollen; entsprechen den unabhängigen Variablen und Moderatoren) im Fokus.
Alle Daten werden pseudonymisiert und unter Berücksichtigung der forschungsethischen und datenschutzrechtlichen Grundlagen verarbeitet. Die gesammelten Daten werden in einem einzelnen Datensatz zusammengeführt. Mittels verschiedener algorithmischen Verfahren (Neuronalen Netzen, Gradient Boosting, Random Forests) überprüfen wir so insbesondere bei den dichotomisierten primären abhängigen Variablen, ob sich die Gruppe von Probanden die die MiSpEx Übungen regelmäßig durchgeführt haben. Der Datensatz wird hierbei zufällig in ein Trainings-, Test- und Validierungsset aufgeteilt.

Ergebnisse

Projektphase 2: Weiterentwicklung von Schulungskonzepten und -Materialien. Die Erkenntnisse des Forschungsvorhabens werden in Transfer- und Schulungsmaterialien für die Trainingstherapie von Rückenschmerzen überführt.
Transferkonzept in die Praxis
Übergeordnetes Ziel ist hier die adressatengerechte Aufarbeitung der Materialien, die in der Folge zu Schulungs- und Ausbildungszwecken eingesetzt werden. Konkret fließen die Erkenntnisse aus Projektteil 1 in die zielgruppenspezifische Erstellung eines „Modulbaukastens" ein. Dieser besteht aus Modulen zu Materialienwahl, Übungsauswahl, Supervision, digital vs. Print etc., basierend aus den via maschinellem Lernen identifizierten und validierten Variablen, mit primärem Fokus auf Berufsgruppenspezifika.
Aus diesem Modulbaukasten soll jeweils eine adressatengerechte Auswahl zur zielgenauen Multiplikatorenschulung erfolgen können. Konkret erfolgt die Auswahl und nachfolgend der Einsatz der verschiedenen Materialien einem hierarchischen Prinzip: Auswahl der Materialien, die (s. Projektteil 1) bei den Personen, die in der Folge die Rückenintervention absolvieren, die beste Trainingsadhärenz erwarten lässt. Sekundärauswahlkriterien sind dann nachfolgend die in Projektteil 1 gefundenen zusätzlichen Moderatoren und Prädiktoren.
Eine derart gestaltete adressatengerechte Schulung kann also, gerade wenn nur eine klar umrissene Berufsgruppe zentral ist, verhältnismäßig kurzgefasst sein. Bei unklaren Grenzen zwischen den Berufsspezifika bzw. bei großer Variabilität in der zukünftigen Zielpopulation können einfach mehrere, jeweils passende Module zu einem Katalog aufgebaut werden. Das ist explizit ein Vorteil des Modulbaukastensystems.
Transferkonzept in die Wissenschaft
Die wissenschaftlichen Erkenntnisse werden, gerade auch als Grundlage zur Weiterentwicklung der evidenzbasierten Therapie von Rückenschmerzen, in internationalen peer-review Fachzeitschriften publiziert. Darüber hinaus erfolgen Präsentationen auf Tagungen/Kongressen.