Giltighet av experter och ScanNav Anatomy PNB vid identifiering av sono-anatomiska strukturer för ultraljudsvägledd regional anestesi

Etiskt godkännande:

Ultraljudsskanningarna/stillbildsbilderna som används i denna studie har hämtats från en tidigare studie utförd vid Oregon Health & Science University (OHSU) (ClinicalTrials.gov ref: NCT04906018). OHSU Institutional Review Boards godkännande (STUDY00022920) beviljades för insamling av ultraljudsundersökningarna.

Etiskt godkännande för bedömning av dessa skanningar av regionala anestesiexperter har erhållits från Oxford University Research Ethics Committee for Medical Sciences (R75449/RE001).

Blockområden som ingår:

En Delphi-studie genomfördes tidigare 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' (arbete för närvarande opublicerat).

Eftersom ScanNav Anatomy PNB har genomgått utvecklings- och valideringsarbete för alla dessa block förutom femoral nervblocket, kommer de återstående sex Plan A blockregionerna att övervägas för detta projekt. Dessa regioner (och bedömda strukturer) är:

• Brachialis plexus interscalene nivå (Strukturer: främre scalene, middle scalene, C5 nervrot, C6 nervrot)
• Plexus brachialis på axillär nivå (strukturer: axillär artär, axillär ven, konjoint sena, medianus nerv, muskulokutan nerv, radial nerv, ulnar nerv)
• Erector spinae plane (strukturer: tvärgående process, erector spinae muskelgrupp)
• Rectus slide plan (Strukturer: rectus abdominis, rectus slida (främre lager), rectus slida (bakre lager), peritoneum)
• Adduktorkanal (strukturer: lårbensartär, sartorius, nerv/nerv komplex)
• Ischiasnerv på popliteal nivå (strukturer: ischiasnerv)

Standardisering av ultraljudsskanningar som används för bedömning:

Ultraljudsvideorna och stillbildsramarna kommer att genomgå granskning under den tidigare (OHSU) studien, inklusive följande:

1. Får denna ultraljudsskanning rätt bild för detta block? [Ja Nej]
2. Innehåller videon eller stillbildsramen någon atypisk anatomi? [Ja Nej]

Svaret på fråga 1 måste vara "Ja" och för fråga 2 måste vara "Nej" för att skanningen ska inkluderas i denna studie.

Välja ultraljudsskanningar för bedömning:

Av de acceptabla ultraljudsundersökningarna kommer fem att väljas (slumpmässigt) för varje region. Detta kommer att göras för var och en av de sex blockregionerna, vilket ger totalt 30 skanningar/stillbildsbilder totalt. En lämplig stillbildsbild i varje skanningssekvens kommer att väljas ut av utredarna och sparas som en bildfil i PNG-formatet (Portable Network Graphic) för senare segmentering.

Expertrecensenter:

Cirka 15 UGRA-experter kommer att rekryteras från centra i Storbritannien. En till tre kommer att rekryteras från vart och ett av sju centra:

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

Alla experter måste ha en brittisk erkänd kvalifikation för oberoende praktik i anestesi (dvs vara kvalificerad att utföra UGRA självständigt och övervaka andra) och vara medlem i ett relevant professionellt samhälle (t.ex. RA-UK, ESRA, ASRA). De måste också uppfylla minst tre delar av följande kriterier:

• Genomgått avancerad utbildning i UGRA eller ha >10 års självständig praktik i UGRA
• Ha en kvalifikation relaterad till UGRA (t.ex. EDRA, högre examen eller motsvarande)
• Ger regelbundet direkt klinisk vård med hjälp av UGRA, inklusive för "vaken" operation där så är indicerat
• Undervisar regelbundet UGRA under sitt kliniska arbete, inklusive avancerade tekniker (Plan B/C/D-block) där så anges

Definiera grundsanningen:

UGRA-experterna kommer alla att se varje video i tur och ordning på en surfplatta. I slutet av var och en ombeds de att markera gränserna för de relevanta anatomiska strukturerna (listade ovan) för motsvarande stillbildsbild med hjälp av surfplattan och en penna.

Det finns 21 anatomiska strukturer över alla regioner som bedöms. Varje region kommer att representeras av fem ultraljudsskanningar. Således kommer 105 strukturer (21 x 5) vardera att bedömas av ett 15-tal experter. Expertsegmenteringsmaskerna (för varje kommenterad struktur) kommer att bearbetas på följande sätt för att härleda en genomsnittlig mask för varje struktur:

• Varje segmenteringsmask, ms, för en given struktur kommer att segmenteras så att ms = f(m) = {1 om mask finns 0 om mask inte finns närvarande
• För varje pixel, ps, kommer ramarna att summeras över alla n segmenteringsmaskerna
• Detta ger en slutlig mask, mf, där mf = { p : 0 ≤ p ≤ n }
• Mf kommer sedan att filtreras med ett tröskelvärde så att mt = f2(mt) = { 1 om pf > t n 0 annars

I beskrivningen ovan representerar ms en segmenteringsmask som produceras av varje expert. Områden som omges av en experts segmenteringsöversikt kommer att tilldelas ett numeriskt värde på 1 (0 om det inte omges av ett segmenteringsområde). Varje pixel i den slutliga masken (mf) kommer att summeras över alla (n) experternas segmenteringsmasker för att ge ett slutvärde på 0 - n. Minst 75 % av experterna måste bifoga pixeln i sin individuella segmenteringsmask för att pixeln ska inkluderas i den övergripande marksanningen. ≥75% har valts för att överensstämma med de starka rekommendationerna i den tidigare Delphi-studien. Slutligen kommer mf sedan att filtreras vid denna tröskel för att producera jordsannningsmasken (mt). Algoritmen som definieras ovan kommer att köras med Python2 i jupyter-lab ('Project Jupyter').

Variabilitet i expertanalys:

Korrelationen i expertmarkeringarna kommer att jämföras med hjälp av koefficienterna Dice/Intersection over Union (IoU) och Hausdorff. Tärningar/IoU kommer att användas för alla strukturer utom de som identifieras av ett icke-slutet område, där Hausdorff-koefficienten kommer att användas. Dessa strukturer är:

• Samgående sena
• Tvärgående process
• Rectus slida (främre skiktet)
• Rectus slida (bakre lager)
• Peritoneum

Jämförelse med ScanNav Anatomy PNB:

Grundsanningen kommer att ge en expert "guldstandard" mot vilken ScanNav Anatomy PNB kommer att jämföras. Nivån av korrelation av ScanNav Anatomy PNB-markering kommer att jämföras med expertgrundsanningen på samma statistiska sätt som ovan