Автоматическая характеристика тазобедренного сустава новорожденного с помощью ультразвуковой визуализации

ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследовать использование нового подхода для точного и автоматического извлечения костей, хрящей и мышечных поверхностей из 3D-изображений США, а также для автоматического определения характеристик тазобедренного сустава с DDH у младенцев. Чтобы оценить эффективность подхода на основе 3D-УЗИ, мы будем сравнивать результаты с обычными 2D-изображениями тех же пациентов из радиологических архивов нашего учреждения.

ГИПОТЕЗА Мы предполагаем, что автоматически извлекаемые границы кости/хряща могут предоставить полезную информацию о DDH, обеспечить более надежную и воспроизводимую диагностику и уменьшить число ложных диагностических положительных и отрицательных результатов DDH. Использование 3D-УЗИ может выявить клинически значимые показатели заболевания или дисплазии, которые могут изменить диагностические процедуры.

ЦЕЛИ:

1. Определить, предоставляют ли автоматически извлекаемые трехмерные поверхности кости/хряща полезную информацию (например, показатели заболевания или дисплазии) во время оценки DDH и обеспечивают ли лучшую визуализацию анатомии тазобедренного сустава младенца по сравнению с обычной двухмерной оценкой DDH на основе УЗИ.
2. Определить, снижает ли диагностика DDH с использованием 3D-УЗИ количество ложноположительных и ложноотрицательных результатов, зависящих от оператора.
3. Определить, являются ли показатели дисплазии на основе 3D-УЗИ столь же ценными для отслеживания прогрессирования заболевания, как и показатели дисплазии на основе 2D-УЗИ.

МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ К родителям и их младенцам, которые были направлены в ортопедическую клинику нашего учреждения с подозрением или диагнозом ДДГ, исследовательский персонал ортопедического отделения пригласит принять участие в исследовании. Мы надеемся достичь n=75, так как ожидаем, что 33% будут потеряны для дальнейшего наблюдения. После того, как клинический персонал определил подходящих младенцев, исследовательский персонал составит план исследования и получит информированное согласие. Родители будут проинформированы о четырех дополнительных сеансах сканирования, которые мы хотели бы собрать. Каждый из двух отдельных хирургов-ортопедов проведет один сеанс трехмерного и один сеанс двухмерного сканирования, чтобы оценить надежность между экспертами. Для оценки внутриэкспертной надежности каждый сеанс сканирования будет состоять из 2 последовательных сканирований.

Основная цель этого исследования — показать, что автоматизированное извлечение/анализ изображений с помощью 3D-УЗИ может воспроизводить результаты опытного врача, обученного диагностике DDH. 3D-изображения будут обрабатываться с использованием метода обработки изображений, основанного на признаках локальной фазы, взвешенных с достоверностью. Соответственно, показатели дисплазии можно напрямую сравнить между двумя специалистами, чтобы определить осуществимость этого подхода. Если этот метод окажется эффективным, дальнейшие исследования потенциально могут выяснить, можно ли возложить ответственность за этот аспект ухода за пациентами на практикующих медсестер.

Второстепенной целью этого исследования является оценка того, как 3D-УЗИ сравнивается с 2D-УЗИ при отслеживании прогрессирования DDH. Чтобы исследовать это, мы предоставим родителям возможность согласиться на вторую серию УЗИ, если их ребенку необходимо вернуться в клинику для последующего лечения. Это не будет обязательным критерием для включения в исследование. Однако, поскольку текущая клиническая практика включает проверку прогрессирования DDH с помощью 2D-УЗИ, это предоставит дополнительную информацию, которая может быть полезной для сравнения двух методов сканирования при отслеживании прогрессирования DDH. Эта опция будет представлена ​​родителям в виде флажка в форме согласия, чтобы они могли выбрать ее, если они того пожелают.

АНАЛИЗ ДАННЫХ Надежность и точность показателей дисплазии, полученных на основе 3D-изображений, будут сравниваться со стандартными 2D-изображениями США в B-режиме с точки зрения изменчивости в измерениях между экспертами и внутри них. Для статистической значимости улучшения диагностической процедуры нам требуется не менее 50 детей с по крайней мере одним пораженным тазобедренным суставом или подозрением на поражение тазобедренного сустава с DDH. Мы попросили набрать 75 человек, так как считаем, что по крайней мере 33% будут потеряны для последующего наблюдения. Это будет достигнуто путем проведения сравнительного исследования двухмерных и трехмерных изображений УЗИ, полученных для каждого пациента при каждом посещении клиники. Хирургов-ортопедов из нашего учреждения попросят определить важные особенности обоих (обработанных и необработанных) изображений УЗИ. Для 2D-изображений хирурги измеряют углы α и β и процент покрытия бедренной кости. Внутри- и межэкспертная надежность будет рассчитываться с использованием каппа-баллов. Для 3D-изображений профили углов α и β и трехмерное процентное покрытие бедренной кости (т. охват объема вместо охвата поверхности), будет измеряться. Эти ручные измерения будут сравниваться с измерениями, полученными автоматическим извлечением и анализом изображений, чтобы проверить, есть ли улучшения в диагностической процедуре.