IODA-Shoulder, un logiciel 3D automatique pour quantifier la perte de substance osseuse dans l’instabilité de l’épaule. Étude de validation

Abstract

Contexte

Le calcul de la perte de substance osseuse glénoïdienne (PSOG) chez les patients souffrant d’instabilité de l’épaule présente une grande variabilité de méthodes et leur reproductibilité varie. L’objectif de cette étude était de décrire et de valider un nouveau logiciel semi-automatique développé pour améliorer le calcul de la PSOG en utilisant un modèle d’imagerie 3D (IODA-shoulder) et de comparer la méthode à la méthode PICO.

Méthodes

Un logiciel semi-automatique pour évaluer le PSOG a été développé et validé sur 7 spécimens frais congelés (scapula avec défect glénoïdien réalisé manuellement), en utilisant la méthode de déplacement de l’eau pour mesurer les volumes. Ensuite, le logiciel a été utilisé rétrospectivement sur 20 patients souffrant de luxations récidivantes de l’épaule. Les critères d’inclusion étaient : luxation unilatérale avec au moins deux épisodes de luxation. Les critères d’exclusion étaient : reconstruction osseuse de la glène, échec de la stabilisation de l’épaule, luxation bilatérale, arthrite de l’épaule. Des reconstructions 3D à partir de scanners des deux épaules étaient collectées pour chaque patient. Deux méthodes de détermination du PSOG étaient comparées. La méthode de la surface PICO et la nouvelle méthode IODA-Shoulder. Nous avons évalué la reproductibilité intra et inter-observateurs des deux méthodes avec le coefficient de corrélation intraclasse (CCI), l’analyse de Bland-Alman et le coefficient de corrélation de concordance de Lin (CCC).

Résultats

Nous n’avons pas trouvé de différence statistiquement significative entre les volumes moyens calculés avec les méthodes PICO et IODA-Shoulder, respectivement 914 vs. 815 mm³, p = 0,155. L’analyse réalisée à l’aide de la méthode PICO traditionnelle a montré un taux de concordance plus faible entre quatre observateurs alors qu’une concordance plus élevée était retrouvée avec la méthode IODA-Shoulder, indépendamment de la taille et de la localisation du défect. La concordance CCI avec PICO était significativement plus faible qu’avec IODA-Shoulder (0,76 contre 0,97). Nous avons constaté une faible CCC avec PICO (de 0,65 à 0,81) et une CCC importante avec IODA-Shoulder (de 0,96 à 0,98).

Discussion

La fiabilité intra et inter-observateur de la méthode IODA-Shoulder est significativement meilleure que celle de la méthode PICO. L’évaluation de la PSOG par la méthode IODA-Shoulder permet de gagner du temps et d’éviter des variations inter et intra observateurs significatives principalement relatives à l’expérience de l’évaluateur.

Niveau de preuve

IV ; étude expérimentale.

Background

Glenoid Bone Loss (GBL) calculation in patients with shoulder instability has a wide variability in methods and their reliability. The purpose of this study was to describe and validate a new semi-automated software developed to improve GBL calculation using a 3D imaging modeling (IODA-shoulder) and to compare the method to the PICO area method.

Patients and methods

A semi-automated software to assess GBL was preliminary developed and validated on 7 fresh frozen specimens (scapulae with handmade glenoid defect), using water displacement method. Afterwards, the software was retrospectively deployed in 20 patients affected by recurrent shoulder dislocation. Inclusion criteria were: unilateral dislocation, minimum 2 dislocation episodes. Exclusion criteria were bone reconstruction of the glenoid, failed shoulder stabilization, bilateral dislocation, shoulder arthritis. Three-dimensional computed tomography images of bilateral shoulder were retrieved for each patient. Two methods to determine GBL were compared. The PICO surface area method and the new IODA method. We assessed the intra and inter-rater reliability of the two methods with the Intraclass Correlation Coefficient (ICC), the Bland-Alman analysis, and Lin's concordance correlation coefficient (CCC).

Results

we did not find a statistically significant difference between the mean volumes calculated with PICO and IODA methods, respectively 914 vs. 815 mm³, P = 0.155. The analysis carried out by using the traditional PICO method showed a lower concordance rate among four observers than the higher concordance found using IODA method, regardless of the size and the location of the defect. The ICC agreement with PICO was significantly lower than with IODA (0.76 vs. 0.97). We found a poor CCC with PICO (from 0.65 to 0.81) and a substantial one with IODA (from 0.96 to 0.98).

Discussion

The intra and inter-rater reliability using IODA method is significantly better than PICO method. The assessment of GBL using IODA method is time saving, avoiding significant inter and intra observer variation, mainly due to individual skill and experience in the method.

Level of evidence

IV Experimental study.