Optisk bevegelsesfangst-assistert ultralyd for pediatrisk ESWL

Forekomsten av urinstein hos barn har vist en økende trend de siste årene, og ekstracorporal sjokkbølgelitotripsi (ESWL) har blitt en av de viktigste minimalt invasive behandlingene for øvre urinveisstein hos barn. Den nå mye brukte kliniske ultralyd mekanisk koblingslokaliseringstilstanden lider av problemer som begrenset skanningsfrihetsgrad og vanskeligheter med å intuitivt forstå det romlige forholdet mellom steinen og fokuspunktet. Disse problemene fører til forlenget tid for forhåndslokalisering av stein, betydelig avhengighet av operatørens erfaring, og en bratt læringskurve for yngre og allmennleger, noe som begrenser standardiseringen og den utbredte promoteringen av pediatrisk ESWL.

Basert på eksisterende ESWL-utstyr konstruerer dette prosjektet uavhengig et "Optisk bevegelsesfangst-assistent ultralyd forhåndslokalisering system". Ved å bruke flerkamera infrarød bevegelsesfangst for å oppnå 3D-posisjonen til ultralydsonden og sjokkbølgekilden i sanntid og etablere et forent romlig koordinatsystem, oppnår systemet automatisk konvertering og visuell visning av steinens posisjon fra ultralydbildet til sjokkbølgefokuspunktets koordinater. Dette veileder operatøren til raskt å fullføre fokuspunkt forhåndslokalisering etter å ha fritt skannet for steinen. Resultater fra foreløpige fantomstudier og innledende kliniske pilotforsøk indikerer at, mens man opprettholder den rutinemessige ESWL-arbeidsflyten, kan dette systemet betydelig forkorte den første effektive forhåndslokaliseringstiden for pediatrisk stein fra omtrent 15 minutter til rundt 5 minutter, uten en betydelig nedgang i steinfjerningstakten. Dette antyder at teknologien har god ingeniørgjennomførbarhet og klinisk anvendelsesutsikt.

Denne studien foreslår å gjennomføre en enkelt-senter, prospektiv, enkelt-blind randomisert kontrollert klinisk studie. Pediatriske pasienter med øvre urinveisstein som er kvalifisert for ESWL vil bli tilfeldig tildelt 1:1 til en eksperimentell gruppe og en kontrollgruppe. Den eksperimentelle gruppen vil bruke det Optiske bevegelsesfangst-assisterte ultralyd forhåndslokalisering systemet for stein forhåndslokalisering, mens kontrollgruppen vil bruke den rutinemessige ultralyd mekanisk koblingslokalisering metoden.

**Primært utfallsmål** er tiden til første effektiv stein forhåndslokalisering. **Sekundære utfall** inkluderer steinfjerningstakten evaluert ved bildebehandling 4 og 12 uker etter operasjonen, det totale antallet sjokkbølger frigjort og total energi, total prosedyretid, intraoperative og postoperative komplikasjonsrater, sedasjon/anestesi dose, og familie tilfredshet. I tillegg vil studien systematisk evaluere systemets innvirkning på legens læringskurver og arbeidsintensitet ved å analysere lokalisering suksessraten til operatører med ulik anciennitetsnivå, læringskurver (trenden av lokaliseringstid versus antall saker), og subjektiv arbeidsbelastning score.

Det sentrale vitenskapelige spørsmålet dette prosjektet tar sikte på å besvare er: Under forutsetning av ikke å kompromittere den terapeutiske effektiviteten og sikkerheten til pediatrisk ESWL, kan optisk bevegelsesfangst-assistert ultralyd forhåndslokalisering betydelig forbedre steinlokaliseringseffektiviteten, redusere operatørens arbeidsbelastning, og forkorte læringskurven for yngre leger, og dermed forbedre standardiseringen og tilgjengeligheten av pediatrisk ESWL? De forventede resultatene vil gi et evidensbasert grunnlag for å optimalisere pediatrisk ESWL lokaliseringstilstander og utforme relevante tekniske standarder og treningsprogrammer. Videre vil det legge det kliniske valideringsgrunnlaget for fremtidige intelligente litotripsisystemer som integrerer funksjoner som intelligent identifikasjon og robotarm automatisk sporing.