Validiteit van experts en ScanNav Anatomy PNB bij het identificeren van Sono-anatomische structuren voor echogeleide regionale anesthesie

Ethische goedkeuring:

De echografieën/stilstaande beelden die in dit onderzoek zijn gebruikt, zijn verkregen uit een eerder onderzoek dat is uitgevoerd aan de Oregon Health & Science University (OHSU) (ClinicalTrials.gov ref.: NCT04906018). Goedkeuring van de OHSU Institutional Review Board (STUDY00022920) werd verleend voor het verzamelen van de echografieën.

Ethische goedkeuring voor de beoordeling van deze scans door regionale anesthesie-experts is verkregen van de Oxford University Research Ethics Committee for Medical Sciences (R75449/RE001).

Blokgebieden inbegrepen:

Eerder in het onderzoeksprogramma is een Delphi-studie uitgevoerd: 'International Consensus on the Minimum Anatomical Structures to Identity on Ultrasound for the Performance of Plan A Blocks in Ultrasound-Guided Regional Anesthesia: A Regional Anesthesia UK Delphi Study' (werk momenteel niet gepubliceerd).

Aangezien ScanNav Anatomy PNB ontwikkelings- en validatiewerk heeft ondergaan voor al deze blokken behalve het femorale zenuwblok, zullen de resterende zes Plan A-blokgebieden voor dit project in aanmerking komen. Deze regio's (en beoordeelde structuren) zijn:

• Brachiale plexus op interscalene-niveau (structuren: anterieure scalene, middelste scalene, C5-zenuwwortel, C6-zenuwwortel)
• Axillair niveau plexus brachialis (structuren: axillaire slagader, okselader, gezamenlijke pees, medianuszenuw, musculocutane zenuw, radiale zenuw, nervus ulnaris)
• Erector spinae vliegtuig (structuren: transversaal proces, erector spinae spiergroep)
• Rectusschedevlak (structuren: rectus abdominis, rectusschede (voorste laag), rectusschede (achterste laag), peritoneum)
• Adductorkanaal (structuren: dijbeenslagader, sartorius, saphenuszenuw / zenuwcomplex)
• Heupzenuw op popliteaal niveau (structuren: heupzenuw)

Standaardisatie van ultrasone scans gebruikt voor beoordeling:

De echografievideo's en stilstaande beelden zullen worden beoordeeld tijdens de eerdere (OHSU) studie, waaronder de volgende:

1. Krijgt deze echografie het juiste beeld voor dit blok? [Ja nee]
2. Bevat de video of het stilstaande beeld een atypische anatomie? [Ja nee]

Het antwoord op vraag 1 moet 'Ja' zijn en op vraag 2 moet 'Nee' zijn om de scan in het huidige onderzoek te kunnen opnemen.

Ultrasone scans selecteren voor beoordeling:

Van de acceptabele echo's worden er per regio vijf (at random) geselecteerd. Dit wordt gedaan voor elk van de zes blokregio's, wat in totaal 30 scans/stilstaande beelden oplevert. Een geschikt stilstaand beeld in elke scanreeks wordt door de onderzoekers geselecteerd en opgeslagen als een afbeeldingsbestand in het Portable Network Graphic (PNG)-formaat voor latere segmentatie.

Deskundige beoordelaars:

Er zullen ongeveer 15 UGRA-experts worden gerekruteerd uit centra in het VK. Een op drie zal worden aangeworven uit elk van de zeven centra:

• Aneurin Bevan Universitaire Gezondheidsraad
• Guy's & St Thomas' NHS Foundation Trust
• NHS Groter Glasgow & Clyde
• NHS Tayside
• Oxford Universitaire Ziekenhuizen NHS Foundation Trust
• Imperial College Gezondheidszorg NHS Trust
• Koninklijke Cornwall Ziekenhuizen NHS Trust

Alle deskundigen moeten beschikken over een in het VK erkende kwalificatie voor het zelfstandig uitoefenen van anesthesie (d.w.z. gekwalificeerd zijn om UGRA onafhankelijk uit te voeren en toezicht te houden op anderen) en lid zijn van een relevante professionele vereniging (bijv. RA-UK, ESRA, ASRA). Ze moeten ook voldoen aan ten minste drie elementen van de volgende criteria:

• Voltooide vervolgopleiding in UGRA of meer dan 10 jaar zelfstandig oefenen in UGRA
• Houd een kwalificatie gerelateerd aan UGRA (bijv. EDRA, hogere graad of gelijkwaardig)
• Levert regelmatig directe klinische zorg met behulp van UGRA, ook voor 'wakkere' operaties waar geïndiceerd
• Geeft regelmatig les aan UGRA tijdens hun klinische werk, inclusief geavanceerde technieken (Plan B/C/D-blokken) waar aangegeven

De grondwaarheid definiëren:

De UGRA-experts bekijken alle video's beurtelings op een tabletcomputer. Aan het einde van elk wordt hen gevraagd om de grenzen van de relevante anatomische structuren (hierboven vermeld) voor het overeenkomstige stilstaande beeld te markeren met behulp van het tablet en een stylus.

Er zijn 21 anatomische structuren in alle beoordeelde regio's. Elke regio wordt vertegenwoordigd door vijf echo's. Zo worden 105 constructies (21 x 5) elk beoordeeld door ongeveer 15 experts. De expertsegmentatiemaskers (voor elke geannoteerde structuur) worden op de volgende manier verwerkt om een ​​gemiddeld masker voor elke structuur af te leiden:

• Elk segmentatiemasker, ms, voor een bepaalde structuur wordt zodanig gesegmenteerd dat ms = f(m) = {1 indien masker aanwezig 0 indien masker niet aanwezig
• Voor elke pixel, ps, worden de frames opgeteld over alle n segmentatiemaskers
• Dit geeft een laatste masker, mf, waar mf = { p : 0 ≤ p ≤ n }
• De mf wordt dan gefilterd met een drempel zodat mt = f2(mt) = { 1 als pf > t n 0 anders

In de bovenstaande beschrijving vertegenwoordigt ms een segmentatiemasker dat door elke expert is gemaakt. Gebieden omsloten door de segmentatieomtrek van een expert krijgen een numerieke waarde van 1 toegewezen (0 indien niet omsloten door een segmentatiegebied). Elke pixel in het uiteindelijke masker (mf) wordt opgeteld over alle (n) segmentatiemaskers van de experts, om een ​​uiteindelijke waarde van 0 - n te geven. Minstens 75% van de experts moet de pixel omsluiten in hun individuele segmentatiemasker om de pixel te laten opnemen in de algemene grondwaarheid. ≥75% is gekozen om consistent te zijn met de sterke aanbevelingen die in het eerdere Delphi-onderzoek zijn gedaan. Ten slotte wordt mf bij deze drempel gefilterd om het Ground Truth Mask (mt) te produceren. Het hierboven gedefinieerde algoritme wordt uitgevoerd met behulp van Python2 in jupyter-lab ('Project Jupyter').

Variabiliteit in deskundige analyse:

De correlatie in de expertmarkeringen zal worden vergeleken met behulp van de Dice/Intersection over Union (IoU) en Hausdorff-coëfficiënten. Dice/IoU wordt gebruikt voor alle structuren behalve die geïdentificeerd door een niet-omsloten gebied, waar de Hausdorff-coëfficiënt zal worden gebruikt. Deze structuren zijn:

• Gezamenlijke pees
• Omgedraaid proces
• Rectusschede (voorste laag)
• Rectus schede (achterste laag)
• Buikvlies

Vergelijking met ScanNav Anatomie PNB:

De grondwaarheid zal een deskundige 'gouden standaard' bieden waarmee ScanNav Anatomy PNB zal worden vergeleken. Het correlatieniveau van ScanNav Anatomy PNB-accentuering wordt op dezelfde statistische manier als hierboven vergeleken met de deskundige grondwaarheid