초음파 유도 부위 마취를 위한 초음파 해부학적 구조를 식별할 때 전문가 및 ScanNav Anatomy PNB의 타당성

윤리적 승인:

이 연구에 사용된 초음파 스캔/스틸 프레임 이미지는 오레곤 건강 과학 대학(OHSU)에서 수행된 이전 연구(ClinicalTrials.gov)에서 획득했습니다. 참조: NCT04906018). 초음파 스캔 수집에 대해 OHSU Institutional Review Board 승인(STUDY00022920)이 승인되었습니다.

국부 마취 전문가에 의한 이러한 스캔 평가에 대한 윤리적 승인은 Oxford University Research Ethics Committee for Medical Sciences(R75449/RE001)에서 획득했습니다.

포함된 블록 영역:

델파이 연구는 연구 프로그램 초기에 수행되었습니다: '초음파 유도 국소 마취에서 플랜 A 블록의 성능을 위해 초음파에서 식별하기 위한 최소 해부학적 구조에 대한 국제 합의: 국소 마취 영국 델파이 연구'(현재 미발표 작업).

ScanNav Anatomy PNB는 대퇴 신경 블록을 제외한 모든 블록에 대한 개발 및 검증 작업을 거쳤기 때문에 나머지 6개의 플랜 A 블록 영역이 이 프로젝트에서 고려될 것입니다. 이러한 영역(및 평가된 구조)은 다음과 같습니다.

• Interscalene level brachial plexus (구조: 전방 scalene, 중간 scalene, C5 신경근, C6 신경근)
• 겨드랑 수준 상완신경총(구조: 겨드랑동맥, 겨드랑정맥, 관절건, 정중신경, 근피신경, 요골신경, 척골신경)
• 척추기립면(구조: 횡돌기, 척추기립근군)
• 직근초면(구조: 복직근, 직근초(전층), 직근초(후층), 복막)
• 내전관(구조: 대퇴 동맥, 봉공근, 복재 신경/신경 복합체)
• 슬와 레벨 좌골 신경 (구조: 좌골 신경)

평가에 사용되는 초음파 스캔의 표준화:

초음파 비디오 및 스틸 프레임은 다음을 포함하여 이전(OHSU) 연구 중에 검토됩니다.

1. 이 초음파 스캔이 이 블록에 대한 올바른 보기를 얻습니까? [예 아니오]
2. 비디오 또는 스틸 프레임에 비정형 해부학이 포함되어 있습니까? [예 아니오]

스캔이 현재 연구에 포함되려면 질문 1에 대한 답이 '예'이고 질문 2에 대한 답이 '아니오'여야 합니다.

평가를 위한 초음파 스캔 선택:

허용되는 초음파 스캔 중 각 영역에 대해 5개가 무작위로 선택됩니다. 이것은 6개의 블록 영역 각각에 대해 수행되어 전체적으로 총 30개의 스캔/스틸 프레임 이미지를 제공합니다. 각 스캔 시퀀스에서 적합한 스틸 프레임은 조사자가 선택하고 나중에 분할할 수 있도록 PNG(Portable Network Graphic) 형식의 이미지 파일로 저장됩니다.

전문 검토자:

영국의 센터에서 약 15명의 UGRA 전문가를 모집할 예정입니다. 7개 센터 각각에서 1-3명이 모집됩니다.

• Aneurin Bevan 대학 보건 위원회
• Guy's & St Thomas' NHS 재단 신탁
• NHS 그레이터 글래스고 및 클라이드
• NHS 테이사이드
• 옥스포드 대학 병원 NHS 재단 신탁
• 임페리얼 칼리지 헬스케어 NHS 트러스트
• 왕립 콘월 병원 NHS 트러스트

모든 전문가는 마취에서 독립적인 실습을 위해 영국에서 인정하는 자격(즉, 독립적으로 UGRA를 수행하고 다른 사람을 감독할 수 있는 자격)을 보유하고 관련 전문 사회(예: RA-UK, ESRA, ASRA)의 구성원이어야 합니다. 또한 다음 기준 중 최소 세 가지 요소를 충족해야 합니다.

• UGRA에서 고급 교육을 완료했거나 UGRA에서 10년 이상의 독립적인 실무 경험이 있는 자
• UGRA 관련 자격 보유(예: EDRA, 더 높은 학위 또는 이와 동등한 자격)
• UGRA를 사용하여 지시된 경우 '각성' 수술을 포함하여 정기적으로 직접적인 임상 치료를 제공합니다.
• 표시된 경우 고급 기술(플랜 B/C/D 블록)을 포함하여 임상 작업 과정에서 UGRA를 정기적으로 교육합니다.

Ground Truth 정의:

UGRA 전문가는 모두 태블릿 컴퓨터에서 각 비디오를 차례로 봅니다. 각각의 작업이 끝날 때 태블릿과 스타일러스를 사용하여 해당 스틸 프레임 이미지에 대한 관련 해부학적 구조(위에 ​​나열됨)의 경계를 표시하라는 요청을 받습니다.

평가하는 모든 지역에 걸쳐 21개의 해부학적 구조가 있습니다. 각 영역은 5개의 초음파 스캔으로 표시됩니다. 따라서 105개의 구조물(21 x 5)이 각각 약 15명의 전문가에 의해 평가됩니다. 전문가 세분화 마스크(주석이 있는 각 구조에 대한)는 다음과 같은 방식으로 처리되어 각 구조에 대한 평균 마스크를 도출합니다.

• 주어진 구조에 대한 각 분할 마스크 ms는 ms = f(m) = {마스크가 있으면 1이고 마스크가 없으면 0이 되도록 분할됩니다.
• 각 픽셀 ps에 대해 프레임은 모든 n 분할 마스크에서 합산됩니다.
• 이렇게 하면 최종 마스크 mf가 제공됩니다. 여기서 mf = { p : 0 ≤ p ≤ n }
• 그런 다음 mf는 pf > t n 0인 경우 mt = f2(mt) = { 1인 임계값으로 필터링됩니다.

위의 설명에서 ms는 각 전문가가 생성한 분할 마스크를 나타냅니다. 전문가의 분할 개요로 둘러싸인 영역에는 숫자 값 1이 할당됩니다(분할 영역으로 둘러싸여 있지 않은 경우 0). 최종 마스크(mf)의 각 픽셀은 전문가의 모든 분할 마스크(n)에서 합산되어 0 - n의 최종 값을 제공합니다. 전문가의 최소 75%는 픽셀이 전체 실측에 포함되도록 개별 세분화 마스크에 픽셀을 포함해야 합니다. ≥75%는 초기 델파이 연구에서 만들어진 강력한 권장 사항과 일치하도록 선택되었습니다. 마지막으로 mf는 이 임계값에서 필터링되어 실측 마스크(mt)를 생성합니다. 위에서 정의한 알고리즘은 jupyter-lab('Project Jupyter')에서 Python2를 사용하여 실행됩니다.

전문가 분석의 가변성:

전문 마킹의 상관관계는 Dice/Intersection over Union(IoU) 및 Hausdorff 계수를 사용하여 비교됩니다. 다이스/IoU는 하우스도르프 계수가 사용되는 폐쇄되지 않은 영역으로 식별된 구조를 제외한 모든 구조에 사용됩니다. 이러한 구조는 다음과 같습니다.

• 관절 힘줄
• 횡단 과정
• 직근초(전층)
• 직근초(후방층)
• 복막

ScanNav Anatomy PNB와 비교:

Ground Truth는 ScanNav Anatomy PNB를 비교할 전문가의 '최적 기준'을 제공합니다. ScanNav Anatomy PNB 강조 표시의 상관 수준은 위와 동일한 통계적 방식으로 전문가의 실측과 비교됩니다.