Caracterización automática de la cadera neonatal mediante imágenes de ultrasonido

OBJETIVOS DEL ESTUDIO Investigar el uso de un enfoque novedoso para la extracción precisa y automática de superficies óseas, cartilaginosas y musculares a partir de imágenes ecográficas en 3D, y para caracterizar automáticamente la cadera con DDC infantil. Para evaluar el rendimiento del enfoque basado en US 3D, compararemos los resultados con imágenes de US 2D regulares de los mismos pacientes de los archivos de radiología de nuestra institución.

HIPÓTESIS Nuestra hipótesis es que los límites de hueso/cartílago extraídos automáticamente pueden proporcionar información útil sobre la DDC, permitir diagnósticos más fiables y reproducibles y reducir los falsos positivos y negativos de diagnóstico de la DDC. El uso de 3D US puede revelar métricas clínicamente significativas de enfermedades o displasia que tienen el potencial de cambiar los procedimientos de diagnóstico.

OBJETIVOS:

1. Para determinar si las superficies de hueso/cartílago 3D extraídas automáticamente brindan información útil (es decir, métricas de enfermedad o displasia) durante la evaluación de la DDC y brindan una mejor visualización de la anatomía de la cadera del bebé en comparación con la evaluación DDC regular basada en US 2D.
2. Determinar si el diagnóstico de DDC mediante imágenes 3D de EE. UU. reduce las tasas de falsos positivos y falsos negativos dependientes del operador.
3. Determinar si las métricas de displasia basadas en US 3D son tan valiosas en el seguimiento de la progresión de la enfermedad como las métricas de displasia basadas en US 2D.

MÉTODO DE INVESTIGACIÓN El personal de investigación del Departamento de Ortopedia se acercará a los padres y sus bebés que hayan sido remitidos a la Clínica Ortopédica de nuestra institución por sospecha o diagnóstico de DDC para participar en el estudio. Esperamos llegar a un n = 75, ya que esperamos que el 33 % se pierda durante el seguimiento. Una vez que el personal clínico haya identificado a los bebés elegibles, el personal de investigación describirá el estudio y obtendrá el consentimiento informado. Los padres serán informados de las cuatro sesiones de escaneo adicionales que nos gustaría recopilar. Dos cirujanos ortopédicos separados realizarán cada uno una de las sesiones de escaneo 3D y una 2D, para evaluar la confiabilidad entre evaluadores. Para evaluar la confiabilidad intraevaluador, cada sesión de exploración constará de 2 exploraciones sucesivas.

Un objetivo principal de este estudio es demostrar que la extracción/análisis automatizado de imágenes por US 3D puede reproducir los hallazgos de un médico experto capacitado en el diagnóstico de DDH. Las imágenes en 3D se procesarán utilizando el método de procesamiento de imágenes basado en características de fase local con ponderación de confianza. En consecuencia, las métricas de displasia se pueden comparar directamente entre dos especialistas para determinar la viabilidad de este enfoque. Si este método demuestra ser eficaz, un estudio adicional podría potencialmente investigar si este aspecto de la atención del paciente podría ser responsabilidad de las enfermeras practicantes.

Un objetivo secundario de este estudio es evaluar cómo se compara la ecografía 3D con la ecografía 2D en el seguimiento de la progresión de la DDC. Para investigar esto, les daremos a los padres la opción de optar por un segundo conjunto de ecografías si es necesario que su bebé regrese a la clínica para un tratamiento de seguimiento. Este no será un criterio obligatorio para la inclusión en el estudio. Sin embargo, dado que la práctica clínica actual implica verificar la progresión de la DDH con ecografías 2D, proporcionará información adicional que podría ser valiosa para comparar los dos métodos de exploración en el seguimiento de la progresión de la DDH. Esta opción se presentará a los padres en forma de una casilla de verificación en el formulario de consentimiento para que puedan participar si así lo desean.

ANÁLISIS DE DATOS La confiabilidad y precisión de las métricas de displasia derivadas de imágenes 3D se compararán con las imágenes de EE. UU. en modo B 2D estándar en términos de variabilidad dentro de las mediciones entre evaluadores e intraevaluadores. Para la significación estadística de la mejora en el procedimiento de diagnóstico, requerimos al menos 50 bebés con al menos una cadera afectada o sospecha de cadera afectada con DDC. Hemos pedido un tamaño de reclutamiento de 75 porque creemos que al menos el 33% se perderá durante el seguimiento. Esto se logrará mediante la realización de un estudio de comparación entre las imágenes de EE. UU. 2D y 3D recopiladas para cada paciente en cada visita a la clínica. Se pedirá a los cirujanos ortopédicos de nuestra institución que identifiquen las características importantes de las imágenes de EE. UU. (procesadas y no procesadas). Para las imágenes 2D, los cirujanos medirán los ángulos α y ß y el porcentaje de cobertura del fémur. La confiabilidad intra e interevaluador se calculará utilizando puntajes kappa. Para imágenes 3D, perfiles de ángulos α y ß y porcentaje de cobertura tridimensional del fémur (es decir, cobertura de volumen en lugar de cobertura de superficie), se medirá. Estas medidas manuales se compararán con las medidas determinadas por la extracción y el análisis automáticos de imágenes para probar la mejora en el procedimiento de diagnóstico.