Asiantuntijoiden ja ScanNav Anatomy PNB:n kelpoisuus ultraääniohjatun aluepuudutuksen sono-anatomisten rakenteiden tunnistamisessa

Eettinen hyväksyntä:

Tässä tutkimuksessa käytetyt ultraäänikuvat/pysäytyskuvat on saatu aikaisemmasta tutkimuksesta, joka tehtiin Oregon Health & Science Universityssä (OHSU) (ClinicalTrials.gov). viite: NCT04906018). Ultraäänitutkimusten keräämiselle myönnettiin OHSU:n Institutional Review Boardin hyväksyntä (STUDY00022920).

Oxfordin yliopiston lääketieteellisten tieteiden tutkimuseettinen komitea (R75449/RE001) on saanut eettisen hyväksynnän alueellisten anestesiaasiantuntijoiden arvioinnille.

Mukana olevat lohkoalueet:

Delphi-tutkimus tehtiin aiemmin tutkimusohjelmassa: "Kansainvälinen konsensus vähimmäisanatomisista rakenteista ultraäänen tunnistamiseksi suunnitelman A lohkojen suorittamiseksi ultraääniohjatussa aluepuudutuksessa: aluepuudutus Yhdistyneen kuningaskunnan Delphi-tutkimuksessa" (työ ei tällä hetkellä julkaistu).

Koska ScanNav Anatomy PNB on läpikäynyt kehitys- ja validointityön kaikille näille lohkoille reisiluun hermolohkoa lukuun ottamatta, loput kuusi Plan A -lohkoaluetta otetaan huomioon tässä projektissa. Nämä alueet (ja arvioidut rakenteet) ovat:

• Interscalene-tason brachial plexus (rakenteet: anterior scalene, medium scalene, C5 hermojuuri, C6 hermojuuri)
• Kainalon tason brachial plexus (rakenteet: kainalovaltimo, kainalolaskimo, niveljänne, mediaanihermo, lihas-kutaaninen hermo, säteittäinen hermo, kyynärvarsi)
• Erector spinae -taso (rakenteet: poikkisuuntainen prosessi, erector spinae -lihasryhmä)
• Rectus tuppi taso (rakenteet: rectus abdominis, rectus tuppi (etukerros), rectus tuppi (takakerros), peritoneum)
• Adductor-kanava (rakenteet: reisivaltimo, sartorius, saphenous hermo/hermokompleksi)
• Popliteaalinen iskiashermo (rakenteet: iskiashermo)

Arvioinnissa käytettyjen ultraäänitutkimusten standardointi:

Ultraäänivideot ja still-kuvat käydään läpi aikaisemman (OHSU) tutkimuksen aikana, mukaan lukien seuraavat:

1. Saako tämä ultraääni skannauksen oikean kuvan tälle lohkolle? [Kyllä ei]
2. Sisältääkö video tai still-kuva epätyypillistä anatomiaa? [Kyllä ei]

Vastauksen kysymykseen 1 on oltava "kyllä" ja kysymykseen 2 "ei", jotta skannaus voidaan sisällyttää tähän tutkimukseen.

Ultraäänitutkimusten valitseminen arviointia varten:

Hyväksyttävistä ultraäänitutkimuksista valitaan viisi (satunnaisesti) kullekin alueelle. Tämä tehdään jokaiselle kuudesta lohkoalueesta, jolloin saadaan yhteensä 30 skannausta/pysäytyskuvaa. Tutkijat valitsevat kussakin skannausjaksossa sopivan pysäytyskehyksen, joka tallennetaan kuvatiedostona Portable Network Graphic (PNG) -muodossa myöhempää segmentointia varten.

Asiantuntevat arvioijat:

Noin 15 UGRA-asiantuntijaa rekrytoidaan Iso-Britannian keskuksista. Jokaisesta seitsemästä keskuksesta palkataan yksi-kolme:

• Aneurin Bevanin yliopiston terveyslautakunta
• Guy's & St Thomasin NHS Foundation Trust
• NHS Greater Glasgow & Clyde
• NHS Tayside
• Oxford University Hospitals NHS Foundation Trust
• Imperial College Healthcare NHS Trust
• Royal Cornwall Hospitals NHS Trust

Kaikilla asiantuntijoilla on oltava Yhdistyneessä kuningaskunnassa tunnustettu pätevyys itsenäiseen anestesian harjoittamiseen (eli heillä on oltava pätevyys suorittaa UGRA:ta itsenäisesti ja valvoa muita) ja heillä on oltava asiaankuuluvan ammattiyhdistyksen jäsen (esim. RA-UK, ESRA, ASRA). Niiden on myös täytettävä vähintään kolme seuraavista kriteereistä:

• Suorittanut UGRA:n jatkokoulutuksen tai sinulla on yli 10 vuoden itsenäinen harjoittelu UGRA:ssa
• Sinulla on UGRAan liittyvä pätevyys (esim. EDRA, korkeampi tutkinto tai vastaava)
• Antaa säännöllisesti suoraa kliinistä hoitoa UGRA:lla, mukaan lukien "herätys" leikkaukset tarvittaessa
• Opettaa säännöllisesti UGRAa kliinisen työnsä aikana, mukaan lukien edistyneet tekniikat (suunnitelma B/C/D-lohkot) tarvittaessa

Perustotuuden määrittely:

UGRA-asiantuntijat katsovat kaikki videot vuorotellen tablet-tietokoneella. Jokaisen lopussa heitä pyydetään merkitsemään vastaavien anatomisten rakenteiden (lueteltu yllä) rajat vastaavalle still-kuvalle tabletilla ja kynällä.

Kaikilla arvioiduilla alueilla on 21 anatomista rakennetta. Jokaista aluetta edustaa viisi ultraäänikuvausta. Näin ollen noin 15 asiantuntijaa arvioi kutakin 105 rakennetta (21 x 5). Asiantuntijan segmentointimaskit (jokaiselle huomautetulle rakenteelle) käsitellään seuraavalla tavalla keskimääräisen maskin johtamiseksi kullekin rakenteelle:

• Jokainen segmentointimaski, ms, tietylle rakenteelle segmentoidaan siten, että ms = f(m) = {1 jos maski on olemassa 0 jos maskia ei ole
• Jokaisen pikselin, ps, kehykset summataan kaikkien n segmentointimaskien kesken
• Tämä antaa lopullisen maskin, mf, jossa mf = { p : 0 ≤ p ≤ n }
• Mf suodatetaan sitten sellaisella kynnyksellä, että mt = f2(mt) = { 1 jos pf > t n 0 muuten

Yllä olevassa kuvauksessa ms edustaa kunkin asiantuntijan tuottamaa segmentointimaskia. Asiantuntijan segmentointisuunnitelman ympäröimille alueille annetaan numeerinen arvo 1 (0, jos segmentointialuetta ei sisällä). Jokainen lopullisen maskin (mf) pikseli summataan kaikkien (n) asiantuntijoiden segmentointimaskien kesken, jolloin saadaan lopullinen arvo 0 - n. Vähintään 75 %:n asiantuntijoista on sisällytettävä pikseli omaan segmentointimaskiinsa, jotta pikseli sisällytetään yleiseen perustotuuteen. ≥75 % on valittu aiemmassa Delphi-tutkimuksessa annettujen vahvojen suositusten mukaiseksi. Lopuksi mf suodatetaan tällä kynnysarvolla tuottamaan pohjatotuusmaskin (mt). Yllä määritelty algoritmi ajetaan Python2:lla jupyter-labissa ('Project Jupyter').

Asiantuntija-analyysin vaihtelu:

Asiantuntijaarvostelujen korrelaatiota verrataan Dice/Intersection over Unionin (IoU) ja Hausdorffin kertoimilla. Noppaa/IoU:ta käytetään kaikissa rakenteissa paitsi ei-suljetulla alueella, jossa käytetään Hausdorff-kerrointa. Nämä rakenteet ovat:

• Niveljänne
• Poikittainen prosessi
• Rectus-tuppi (etukerros)
• Rectus-tuppi (takakerros)
• Peritoneum

Vertailu ScanNav Anatomy PNB:hen:

Perustotuus tarjoaa asiantuntijan "kultastandardin", johon ScanNav Anatomy PNB:tä verrataan. ScanNav Anatomy PNB -korrelaation korrelaatiotasoa verrataan asiantuntijan totuuteen samalla tilastollisella tavalla kuin yllä