Валидность экспертов и ScanNav Anatomy PNB при идентификации соноанатомических структур для регионарной анестезии под ультразвуковым контролем

Этическое одобрение:

Ультразвуковые сканы/неподвижные изображения, использованные в этом исследовании, были получены из более раннего исследования, проведенного в Орегонском университете здравоохранения и науки (OHSU) (ClinicalTrials.gov). ссылка: NCT04906018). Одобрение Институционального наблюдательного совета OHSU (STUDY00022920) было предоставлено для сбора ультразвуковых снимков.

Этическое одобрение для оценки этих сканирований экспертами по регионарной анестезии было получено от Комитета по этике медицинских исследований Оксфордского университета (R75449/RE001).

Включенные области блока:

Исследование Delphi было проведено ранее в рамках исследовательской программы: «Международный консенсус в отношении минимальных анатомических структур для выявления на УЗИ для выполнения блоков плана А в регионарной анестезии под ультразвуковым контролем: исследование регионарной анестезии в Великобритании Delphi» (работа в настоящее время не опубликована).

Поскольку программа ScanNav Anatomy PNB была разработана и проверена для всех этих блоков, кроме блокады бедренного нерва, для этого проекта будут рассмотрены оставшиеся шесть областей блока Plan A. Эти регионы (и оцениваемые структуры):

• Плечевое сплетение на межлестничном уровне (Структуры: передняя лестничная мышца, средняя лестничная мышца, корешок нерва С5, корешок нерва С6)
• Плечевое сплетение на подмышечном уровне (структуры: подмышечная артерия, подмышечная вена, суставное сухожилие, срединный нерв, кожно-мышечный нерв, лучевой нерв, локтевой нерв)
• Плоскость выпрямителя позвоночника (Структуры: поперечный отросток, группа мышц, выпрямляющих позвоночник)
• Плоскость влагалища прямой мышцы живота (Структуры: прямая мышца живота, влагалище прямой мышцы живота (передний слой), влагалище прямой мышцы живота (задний слой), брюшина)
• Приводящий канал (Структуры: бедренная артерия, портняжная мышца, подкожный нерв/нервный комплекс)
• Седалищный нерв на подколенном уровне (Структуры: седалищный нерв)

Стандартизация ультразвукового сканирования, используемого для оценки:

Ультразвуковые видео и неподвижные кадры будут рассмотрены в ходе более раннего исследования (OHSU), включая следующее:

1. Получает ли это ультразвуковое сканирование правильный вид для этого блока? [Да нет]
2. Содержит ли видео или неподвижный кадр какую-либо нетипичную анатомию? [Да нет]

Ответ на вопрос 1 должен быть «Да», а на вопрос 2 должен быть «Нет», чтобы сканирование было включено в настоящее исследование.

Выбор УЗИ для оценки:

Из приемлемых ультразвуковых сканирований будут выбраны пять (случайным образом) для каждой области. Это будет сделано для каждой из шести блочных областей, обеспечивая в общей сложности 30 сканирований/неподвижных кадров. Подходящий неподвижный кадр в каждой последовательности сканирования будет выбран исследователями и сохранен в виде файла изображения в формате Portable Network Graphics (PNG) для последующей сегментации.

Эксперты-рецензенты:

Приблизительно 15 экспертов UGRA будут набраны из центров в Великобритании. От каждого из семи центров будет набрано по три человека:

• Совет по здравоохранению Университета Анайрин Беван
• Доверительный фонд фонда NHS Гая и Сент-Томаса
• NHS Большой Глазго и Клайд
• NHS Тайсайд
• Больницы Оксфордского университета NHS Foundation Trust
• Имперский колледж здравоохранения NHS Trust
• Королевские больницы Корнуолла NHS Trust

Все специалисты должны иметь признанную в Великобритании квалификацию для независимой практики в области анестезии (т. е. иметь квалификацию для самостоятельного выполнения UGRA и наблюдения за другими) и быть членом соответствующего профессионального общества (например, RA-UK, ESRA, ASRA). Они также должны соответствовать как минимум трем элементам следующих критериев:

• Прошли повышение квалификации в ЮГРА или имеют более 10 лет самостоятельной практики в ЮГРА
• Иметь квалификацию, связанную с UGRA (например, EDRA, высшая степень или эквивалент)
• Регулярно оказывает непосредственную клиническую помощь с использованием UGRA, в том числе для операции «бодрствующего» при наличии показаний.
• Регулярно обучает UGRA в ходе своей клинической работы, включая передовые методы (блоки плана B / C / D), где это указано.

Определение основной истины:

Эксперты ЮГРА по очереди просматривают каждое видео на планшетном компьютере. В конце каждого из них им будет предложено отметить границы соответствующих анатомических структур (перечисленных выше) для соответствующего неподвижного изображения с помощью планшета и стилуса.

Во всех регионах оценивается 21 анатомическая структура. Каждая область будет представлена ​​пятью ультразвуковыми сканами. Таким образом, 105 строений (21 x 5) будут оцениваться примерно 15 экспертами каждое. Маски экспертной сегментации (для каждой аннотированной структуры) будут обрабатываться следующим образом для получения средней маски для каждой структуры:

• Каждая маска сегментации ms для данной структуры будет сегментирована таким образом, что ms = f(m) = {1, если маска присутствует 0, если маска отсутствует
• Для каждого пикселя ps кадры будут суммироваться по всем n маскам сегментации.
• Это даст окончательную маску mf, где mf = {p: 0 ≤ p ≤ n}
• Затем mf будет фильтроваться с таким порогом, что mt = f2(mt) = { 1, если pf > t n 0 в противном случае

В приведенном выше описании ms представляет маску сегментации, созданную каждым экспертом. Областям, заключенным в контур сегментации эксперта, будет присвоено числовое значение 1 (0, если они не заключены в область сегментации). Каждый пиксель в окончательной маске (mf) будет суммироваться по всем (n) маскам сегментации экспертов, чтобы получить окончательное значение 0 - n. По крайней мере, 75% экспертов должны поместить пиксель в свою индивидуальную маску сегментации, чтобы пиксель был включен в общую истину. ≥75% было выбрано в соответствии с сильными рекомендациями, сделанными в более раннем исследовании Delphi. Наконец, mf затем будет отфильтрован на этом пороге для получения основной маски истинности (mt). Алгоритм, определенный выше, будет запущен с использованием Python2 в jupyter-lab («Project Jupyter»).

Изменчивость в экспертном анализе:

Корреляция в экспертных оценках будет сравниваться с использованием коэффициентов Dice/Intersection over Union (IoU) и Хаусдорфа. Dice/IoU будут использоваться для всех структур, кроме тех, которые обозначены незамкнутой областью, где будет использоваться коэффициент Хаусдорфа. Эти структуры:

• Суставное сухожилие
• Поперечный процесс
• Влагалище прямой мышцы живота (передний слой)
• Влагалище прямой мышцы живота (задний слой)
• Брюшина

Сравнение со ScanNav Anatomy PNB:

Наземная правда обеспечит экспертный «золотой стандарт», с которым будет сравниваться ScanNav Anatomy PNB. Уровень корреляции выделения ScanNav Anatomy PNB будет сравниваться с достоверностью данных эксперта тем же статистическим способом, что и выше.