Gyldighet av eksperter og ScanNav Anatomy PNB ved identifisering av sono-anatomiske strukturer for ultralydveiledet regional anestesi

Etisk godkjenning:

Ultralydskanningen/stillbildebildene som ble brukt i denne studien er hentet fra en tidligere studie utført ved Oregon Health & Science University (OHSU) (ClinicalTrials.gov ref: NCT04906018). OHSU Institutional Review Board-godkjenning (STUDY00022920) ble gitt for innsamling av ultralydskanning.

Etisk godkjenning for vurdering av disse skanningene av regionale anestesieksperter er innhentet fra Oxford University Research Ethics Committee for Medical Sciences (R75449/RE001).

Blokkområder inkludert:

En Delphi-studie ble utført tidligere i forskningsprogrammet: 'International Consensus on the Minimum Anatomical Structures to Identify on Ultrasound for the Performance of Plan A Blocks in Ultrasound-Guided Regional Anesthesia: A Regional Anesthesia UK Delphi Study' (arbeid foreløpig upublisert).

Siden ScanNav Anatomy PNB har gjennomgått utviklings- og valideringsarbeid for alle disse blokkene bortsett fra femoralnerveblokken, vil de resterende seks Plan A-blokkregionene bli vurdert for dette prosjektet. Disse regionene (og strukturene som er vurdert) er:

• Interscalene nivå brachial plexus (strukturer: anterior scalene, middle scalene, C5 nerverot, C6 nerverot)
• Plexus brachial på aksillært nivå (strukturer: aksillær arterie, aksillær vene, leddsene, mediannerve, muskulokutan nerve, nerve radial, nerve ulnar)
• Erector spinae plane (Strukturer: tverrgående prosess, erector spinae muskelgruppe)
• Rectus skjedeplan (Strukturer: rectus abdominis, rectus skjede (fremre lag), rektusskjede (bakre lag), peritoneum)
• Adduktorkanal (strukturer: lårbensarterie, sartorius, nerve-/nervekompleks saphenous)
• Isjiasnerven på popliteal nivå (strukturer: isjiasnerven)

Standardisering av ultralydskanninger som brukes til vurdering:

Ultralydvideoene og stillbildene vil gjennomgås under den tidligere (OHSU) studien, inkludert følgende:

1. Får denne ultralydskanningen riktig visning for denne blokken? [Ja Nei]
2. Inneholder videoen eller stillbildet noen atypisk anatomi? [Ja Nei]

Svaret på spørsmål 1 må være "Ja" og for spørsmål 2 må være "Nei" for at skanningen skal inkluderes i denne studien.

Velge ultralydskanninger for vurdering:

Av de akseptable ultralydskanningene vil fem bli valgt (tilfeldig) for hver region. Dette vil bli gjort for hver av de seks blokkområdene, og gir totalt 30 skanninger/stillbildebilder. En passende stillbilde i hver skannesekvens vil bli valgt av etterforskerne og lagret som en bildefil i Portable Network Graphic (PNG)-format for senere segmentering.

Ekspertanmeldere:

Omtrent 15 UGRA-eksperter vil bli rekruttert fra sentre i Storbritannia. En-tre vil bli rekruttert fra hvert av syv sentre:

• Aneurin Bevan University Health Board
• Guy's & St Thomas' NHS Foundation Trust
• NHS Greater Glasgow og Clyde
• NHS Tayside
• Oxford University Hospitals NHS Foundation Trust
• Imperial College Healthcare NHS Trust
• Royal Cornwall Hospitals NHS Trust

Alle eksperter må ha en britisk anerkjent kvalifikasjon for uavhengig praksis i anestesi (dvs. være kvalifisert til å utføre UGRA uavhengig og overvåke andre) og være medlem av et relevant profesjonelt samfunn (f.eks. RA-UK, ESRA, ASRA). De må også oppfylle minst tre elementer av følgende kriterier:

• Fullført videregående opplæring i UGRA eller ha >10 års selvstendig praksis i UGRA
• Ha en kvalifikasjon relatert til UGRA (f.eks. EDRA, høyere grad eller tilsvarende)
• Leverer regelmessig direkte klinisk behandling ved bruk av UGRA, inkludert for "våken" kirurgi der det er indisert
• Underviser regelmessig i UGRA i løpet av deres kliniske arbeid, inkludert avanserte teknikker (Plan B/C/D-blokker) der det er indisert

Definere grunnsannheten:

UGRA-ekspertene vil alle se hver video etter tur, på en nettbrett. På slutten av hver av dem vil de bli bedt om å markere grensene for de relevante anatomiske strukturene (oppført ovenfor) for det tilsvarende stillbildebildet ved hjelp av nettbrettet og en pekepenn.

Det er 21 anatomiske strukturer på tvers av alle regionene som vurderes. Hver region vil representeres av fem ultralydskanninger. Dermed vil 105 konstruksjoner (21 x 5) hver bli vurdert av rundt 15 eksperter. Ekspertsegmenteringsmaskene (for hver kommenterte struktur) vil bli behandlet på følgende måte for å utlede en gjennomsnittsmaske for hver struktur:

• Hver segmenteringsmaske, ms, for en gitt struktur vil bli segmentert slik at ms = f(m) = {1 hvis maske er 0 hvis maske ikke er tilstede
• For hver piksel, ps, vil rammene summeres over alle n segmenteringsmaskene
• Dette vil gi en endelig maske, mf, der mf = { p : 0 ≤ p ≤ n }
• Mf vil da bli filtrert med en terskel slik at mt = f2(mt) = { 1 hvis pf > t n 0 ellers

I beskrivelsen ovenfor representerer ms en segmenteringsmaske produsert av hver ekspert. Områder som er omsluttet av en eksperts segmenteringsoversikt vil bli tildelt en numerisk verdi på 1 (0 hvis ikke omgitt av et segmenteringsområde). Hver piksel i den endelige masken (mf) vil summeres over alle (n) segmenteringsmaskene til ekspertene, for å gi en endelig verdi på 0 - n. Minst 75 % av ekspertene må omslutte pikselen i sin individuelle segmenteringsmaske for at pikselen skal inkluderes i den generelle grunnsannheten. ≥75 % er valgt for å være i samsvar med de sterke anbefalingene som ble gitt i den tidligere Delphi-studien. Til slutt vil mf deretter filtreres ved denne terskelen for å produsere jordsannhetsmasken (mt). Algoritmen definert ovenfor vil kjøres ved hjelp av Python2 i jupyter-lab ('Project Jupyter').

Variasjon i ekspertanalyse:

Korrelasjonen i ekspertmarkeringene vil bli sammenlignet ved hjelp av Dice/Intersection over Union (IoU) og Hausdorff-koeffisientene. Terninger/IoU vil bli brukt for alle strukturer unntatt de som er identifisert av et ikke-lukket område, hvor Hausdorff-koeffisienten vil bli brukt. Disse strukturene er:

• Ledd sene
• Tverrgående prosess
• Rectus skjede (fremre lag)
• Rectus skjede (bakre lag)
• Peritoneum

Sammenligning med ScanNav Anatomy PNB:

Grunnsannheten vil gi en ekspert "gullstandard" som ScanNav Anatomy PNB vil bli sammenlignet med. Korrelasjonsnivået til ScanNav Anatomy PNB-utheving vil bli sammenlignet med ekspertgrunnsannheten på samme statistiske måte som ovenfor