Caratterizzazione automatica dell'anca neonatale mediante imaging a ultrasuoni

OBIETTIVI DELLO STUDIO Studiare l'uso di un nuovo approccio per l'estrazione accurata e automatica di superfici ossee, cartilaginee e muscolari da immagini ecografiche 3D e caratterizzare automaticamente l'anca infantile DDH. Per valutare le prestazioni dell'approccio basato su US 3D, confronteremo i risultati con normali immagini US 2D degli stessi pazienti dagli archivi di radiologia presso la nostra istituzione.

IPOTESI Ipotizziamo che i confini osso/cartilagine estratti automaticamente possano fornire informazioni utili sulla DDH, consentire diagnosi più affidabili e riproducibili e ridurre i falsi positivi e negativi diagnostici della DDH. L'uso dell'ecografia 3D può rivelare metriche di malattie o displasie clinicamente significative che possono potenzialmente modificare le procedure diagnostiche.

OBIETTIVI:

1. Per determinare se le superfici ossee/cartilaginee 3D estratte automaticamente forniscono informazioni utili (ad esempio, metriche di malattia o displasia) durante la valutazione del DDH e forniscono una migliore visualizzazione dell'anatomia dell'anca del neonato rispetto alla normale valutazione DDH 2D basata sugli Stati Uniti.
2. Per determinare se la diagnosi di DDH utilizzando le immagini 3D degli Stati Uniti riduce i tassi di falsi positivi e falsi negativi dipendenti dall'operatore.
3. Determinare se le metriche di displasia 3D basate sugli Stati Uniti sono preziose nel tracciare la progressione della malattia quanto le metriche di displasia 2D basate sugli Stati Uniti.

METODO DI RICERCA I genitori ei loro bambini che sono stati indirizzati alla Clinica Ortopedica presso la nostra istituzione per sospetto o diagnosticato DDH saranno contattati dal personale di ricerca del Dipartimento di Ortopedia per partecipare allo studio. Speriamo di raggiungere un n = 75 poiché prevediamo che il 33% andrà perso per il follow-up. Una volta che i neonati idonei sono stati identificati dal personale clinico, il personale di ricerca delineerà lo studio e otterrà il consenso informato. I genitori saranno informati delle quattro sessioni di scansione aggiuntive che vorremmo raccogliere. Due chirurghi ortopedici separati eseguiranno ciascuno una delle sessioni di scansione 3D e una 2D, in modo da valutare l'affidabilità inter-valutatore. Al fine di valutare l'affidabilità intra-valutatore, ogni sessione di scansione sarà composta da 2 scansioni successive.

Uno degli obiettivi principali di questo studio è dimostrare che l'estrazione/analisi automatizzata delle immagini mediante 3D US può riprodurre i risultati di un medico esperto addestrato nella diagnosi di DDH. Le immagini 3D saranno elaborate utilizzando il metodo di elaborazione delle immagini basato su caratteristiche di fase locale pesate in confidenza. Di conseguenza, le metriche di displasia possono essere confrontate direttamente tra due specialisti per determinare la fattibilità di questo approccio. Se questo metodo dovesse dimostrarsi efficace, ulteriori studi potrebbero potenzialmente indagare se questo aspetto della cura del paziente possa essere affidato alla responsabilità degli infermieri.

Un obiettivo secondario di questo studio è valutare come l'US 3D si confronta con l'US 2D nel tracciare la progressione del DDH. Per indagare su questo, daremo ai genitori la possibilità di optare per una seconda serie di scansioni US se è necessario che il loro bambino torni in clinica per il trattamento di follow-up. Questo non sarà un criterio obbligatorio per l'inclusione nello studio. Tuttavia, poiché l'attuale pratica clinica prevede il controllo della progressione della DDH con scansioni US 2D, fornirà informazioni aggiuntive che potrebbero essere preziose per confrontare i due metodi di scansione nel tracciare la progressione della DDH. Questa opzione sarà presentata ai genitori sotto forma di una casella di controllo sul modulo di consenso affinché possano aderire se lo desiderano.

ANALISI DEI DATI L'affidabilità e l'accuratezza delle metriche di displasia derivate da immagini 3D saranno confrontate con le immagini US 2D B-mode standard in termini di variabilità all'interno delle misurazioni inter-rater e intra-rater. Per la significatività statistica del miglioramento nella procedura diagnostica, abbiamo bisogno di almeno 50 neonati con almeno un'anca affetta o sospetta anca affetta con DDH. Abbiamo chiesto una dimensione del reclutamento di 75 poiché riteniamo che almeno il 33% andrà perso per il follow-up. Ciò sarà ottenuto eseguendo uno studio di confronto tra le immagini ecografiche 2D e 3D raccolte per ciascun paziente ad ogni visita clinica. Ai chirurghi ortopedici del nostro istituto verrà chiesto di identificare caratteristiche importanti da entrambe le immagini ecografiche (elaborate e non elaborate). Per le immagini 2D, i chirurghi misureranno gli angoli α e ß e la percentuale di copertura del femore. L'affidabilità intra- e inter-valutatore sarà calcolata utilizzando i punteggi kappa. Per le immagini 3D, i profili degli angoli α e ß e la percentuale di copertura tridimensionale del femore (ad es. sarà misurata la copertura del volume invece della copertura della superficie). Queste misurazioni manuali verranno confrontate con le misurazioni determinate dall'estrazione automatica dell'immagine e dall'analisi per testare il miglioramento della procedura diagnostica.