Automatische karakterisering van de neonatale heup met behulp van echografie

STUDIEDOELSTELLINGEN Onderzoek naar het gebruik van een nieuwe aanpak voor nauwkeurige en automatische extractie van bot-, kraakbeen- en spieroppervlakken uit 3D US-beelden, en om automatisch de DDH-heup van een baby te karakteriseren. Om de prestaties van de op 3D US gebaseerde benadering te evalueren, zullen we de resultaten vergelijken met reguliere 2D US-beelden van dezelfde patiënten uit de radiologiearchieven van onze instelling.

HYPOTHESE Onze hypothese is dat automatisch geëxtraheerde bot-/kraakbeengrenzen nuttige informatie kunnen verschaffen over DDH, meer betrouwbare en reproduceerbare diagnoses mogelijk maken en valse diagnostische positieven en negatieven van DDH verminderen. Het gebruik van 3D US kan klinisch significante ziekte- of dysplasiestatistieken onthullen die de potentie hebben om diagnostische procedures te veranderen.

DOELEN:

1. Om te bepalen of automatisch geëxtraheerde 3D-bot-/kraakbeenoppervlakken nuttige informatie opleveren (d.w.z. ziekte- of dysplasiestatistieken) tijdens de beoordeling van DDH en een betere visualisatie van de heupanatomie van de baby bieden in vergelijking met reguliere 2D US-gebaseerde DDH-beoordeling.
2. Om te bepalen of het diagnosticeren van DDH met behulp van de 3D US-beelden de operatorafhankelijke vals-positieve en vals-negatieve percentages verlaagt.
3. Om te bepalen of 3D US-gebaseerde dysplasiestatistieken net zo waardevol zijn bij het volgen van ziekteprogressie als 2D US-gebaseerde dysplasiestatistieken.

ONDERZOEKSMETHODE Ouders en hun baby's die zijn doorverwezen naar de Orthopedische Kliniek van onze instelling voor vermoedelijke of gediagnosticeerde DDH, zullen door de onderzoeksstaf van de Orthopedische Afdeling worden benaderd om deel te nemen aan het onderzoek. We hopen een n=75 te bereiken, aangezien we verwachten dat 33% verloren zal gaan voor follow-up. Zodra geschikte baby's zijn geïdentificeerd door klinisch personeel, zal het onderzoekspersoneel het onderzoek schetsen en geïnformeerde toestemming verkrijgen. De ouders worden geïnformeerd over de vier extra scansessies die we willen verzamelen. Twee afzonderlijke orthopedisch chirurgen zullen elk een van de 3D- en een 2D-scansessie uitvoeren om de interbeoordelaarsbetrouwbaarheid te beoordelen. Om de intrabeoordelaarsbetrouwbaarheid te beoordelen, bestaat elke scansessie uit 2 opeenvolgende scans.

Een belangrijk doel van deze studie is om aan te tonen dat de geautomatiseerde beeldextractie/analyse door 3D US de bevindingen kan reproduceren van een deskundige clinicus die is opgeleid in DDH-diagnose. De 3D-beelden worden verwerkt door gebruik te maken van de op vertrouwen gewogen lokale-fase-kenmerkgebaseerde beeldverwerkingsmethode. Dienovereenkomstig kunnen de dysplasiestatistieken direct worden vergeleken tussen twee specialisten om de haalbaarheid van deze aanpak te bepalen. Mocht deze methode effectief blijken te zijn, dan zou in verder onderzoek kunnen worden onderzocht of dit aspect van de patiëntenzorg onder de verantwoordelijkheid van verpleegkundig specialisten zou kunnen worden gebracht.

Een secundair doel van deze studie is om te beoordelen hoe 3D US zich verhoudt tot 2D US bij het volgen van DDH-progressie. Om dit te onderzoeken, geven we ouders de mogelijkheid om zich aan te melden voor een tweede reeks Amerikaanse scans als het nodig is dat hun baby terugkeert naar de kliniek voor vervolgbehandeling. Dit is geen verplicht criterium voor opname in het onderzoek. Aangezien de huidige klinische praktijk echter bestaat uit het controleren op DDH-progressie met 2D US-scans, zal dit aanvullende informatie opleveren die waardevol kan zijn voor het vergelijken van de twee scanmethoden bij het volgen van DDH-progressie. Deze optie wordt aan ouders gepresenteerd in de vorm van een selectievakje op het toestemmingsformulier, zodat ze zich kunnen aanmelden als ze dat willen.

GEGEVENSANALYSE De betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van de 3D-beeld-afgeleide dysplasiestatistieken zullen worden vergeleken met de standaard 2D B-mode US-beelden in termen van variabiliteit binnen interbeoordelaars- en intrabeoordelaarsmetingen. Voor statistische significantie van verbetering in de diagnostische procedure hebben we ten minste 50 baby's nodig met ten minste één aangedane heup of vermoedelijk aangedane heup met DDH. We hebben gevraagd om een ​​rekruteringsgrootte van 75 omdat we denken dat ten minste 33% verloren zal gaan om op te volgen. Dit zal worden bereikt door een vergelijkend onderzoek uit te voeren tussen de 2D- en 3D-US-beelden die voor elke patiënt bij elk bezoek aan de kliniek zijn verzameld. Orthopedisch chirurgen van onze instelling zullen worden gevraagd om belangrijke kenmerken van zowel (bewerkte als onbewerkte) Amerikaanse beelden te identificeren. Voor 2D-beelden meten de chirurgen α- en ß-hoeken en percentage dekking van het dijbeen. Intra- en interbeoordelaarsbetrouwbaarheid wordt berekend aan de hand van kappa-scores. Voor 3D-beelden, profielen van α- en ß-hoeken en 3-dimensionale procentuele bedekking van het dijbeen (d.w.z. volumedekking in plaats van oppervlaktedekking), wordt gemeten. Deze handmatige metingen worden vergeleken met de metingen die worden bepaald door automatische beeldextractie en analyse om te testen op verbetering van de diagnostische procedure.