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Nov 21, 2023

Développement et évaluation d'un système de notation pour l'évaluation des incisions en chirurgie au laser

Rapports scientifiques volume 12,

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 14741 (2022) Citer cet article

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L'idée de la chirurgie au laser est presque aussi ancienne que le laser lui-même. Depuis les premiers essais jusqu'aux systèmes de chirurgie au laser modernes, l'objectif était et reste de couper sélectivement le tissu au point de focalisation sans endommager les structures environnantes. Ceci n'est possible que lorsque les paramètres corrects pour le laser chirurgical sont choisis. Habituellement, cela se fait par des études de paramètres. Cependant, le schéma d'évaluation concret diffère souvent entre les groupes et des approches plus précises nécessitent une coloration et une évaluation microscopique. Pour surmonter ces problèmes, un système de notation macroscopique est présenté et évalué. Il peut être démontré que le système de notation fonctionne bien et, ainsi, une découpe au laser peut être évaluée en quelques secondes. En même temps, tout le front de coupe est pris en compte. Le système de notation présenté est évalué par la corrélation intra-classe (ICC). L'accord final entre les différents évaluateurs est supérieur à 0,7. Par conséquent, le système de notation peut être utilisé pour optimiser et évaluer le processus de découpe et il doit être adapté pour comparer les résultats entre différents groupes. Certainement, il peut être appliqué pour la notation au sein d'un groupe afin de permettre, par exemple, une analyse statistique approfondie pour une étude de paramètres.

On sait que la chirurgie au laser s'est développée pour devenir un outil généralement accepté dans divers domaines chirurgicaux1, car l'utilisation des lasers dans les hôpitaux est en augmentation2. Pour la chirurgie au laser, les lasers fournissent des résultats comparables à ceux de la chirurgie conventionnelle tout en permettant une invasivité minimale3,4. Il existe de nombreux autres avantages tels qu'un grand potentiel de cicatrisation, moins d'inflammation et de gonflement postopératoires5 et la coagulation concomitante des petits vaisseaux sanguins permet un champ opératoire sec et une meilleure visibilité6. En plus de la chirurgie laser classique, de nouvelles technologies émergent qui reposent sur le chauffage local des tissus comme la coagulation monopolaire ou la coagulation par faisceau de plasma7.

Malgré le fait que la chirurgie au laser et d'autres modalités offrent de nombreux avantages, aucun retour haptique n'est fourni par rapport au travail conventionnel avec des instruments chirurgicaux. Ainsi, le risque de lésion tissulaire des structures vitales réside dans tout dispositif sans contact. Par conséquent, il est de la plus haute importance pour toute application laser chirurgicale de connaître les dommages tissulaires (par exemple, la profondeur des dommages, les différentes zones de dommages, les dommages réversibles par rapport aux dommages irréversibles). En particulier pour les interventions chirurgicales à proximité directe de structures anatomiques sensibles qui doivent être préservées (nerfs, gros vaisseaux sanguins, canaux salivaires, canaux urinaires, ...) des paramètres exacts de dommages au laser sur les tissus sont absolument nécessaires pour causer des dommages minimaux au patient.

Pour une meilleure compréhension des dommages thermiques, la répartition de la chaleur doit être prise en compte. En général, pour la chirurgie au laser, l'énergie du laser est absorbée, ce qui entraîne une augmentation de la température des tissus. L'augmentation de la température conduit à l'ablation souhaitée du matériau. Le transport de chaleur, cependant, provoque l'effet secondaire indésirable d'endommager l'environnement. Pour cela, Lévesque et al.8 ont étudié différents modèles de transport de chaleur sur l'os entre 20 et 320 °C. La conduction thermique, la convection thermique et le rayonnement thermique ont tous lieu. Déjà à partir de 125 °C, le rayonnement thermique domine8 avec une dépendance à \(T^4\). Ainsi, une petite augmentation de température entraîne une forte augmentation de la quantité de chaleur transportée. Pour les basses températures comprises entre 20 et 50 °C, la conduction thermique domine8,9. En fonction de la température atteinte dans l'environnement, la dénaturation, la carbonisation et l'ablation thermomécanique pourraient dominer. Cet effet a déjà été montré par McKenzie10.

Néanmoins, non seulement la compréhension de la cause du dommage est essentielle, mais aussi l'évaluation du dommage est d'une grande importance pour les applications pratiques. À l'origine, la coloration à l'hématoxyline-éosine (HE) est utilisée pour évaluer les dommages thermiques11. Plus tard, Goertz12 a évalué différentes colorations histologiques pour la dénaturation. Il a pu être montré que la coloration de Hinshaw-Pearse permet de visualiser les influences thermiques. Plus tard, Vescovi et al.13 ont utilisé une échelle de points pour les échantillons histologiques. Leur notation est basée sur la morphologie de l'incision ainsi que sur l'altération des vaisseaux et des structures cellulaires ; pour la coloration, la coloration HE standard est utilisée. Magdy et al.14 ont comparé l'efficacité et les dommages de la dissection-ligature, de l'électrocoagulation monopolaire et des amygdalectomies au laser. Pour l'évaluation des dommages, la coloration HE est utilisée lorsque les zones thermiquement endommagées présentent une couleur sombre. Cercadillo-Ibarguren et al.15 avaient la solution la plus élégante en ajoutant la coloration Masson-Trichromat pour masquer les faux positifs par la coloration HE. Cercadillo-Ibarguren et al.15 ont également mesuré l'épaisseur du tissu endommagé thermiquement et l'ont utilisé comme quantification pour comparer différentes méthodes.

Indépendamment de la méthode de Cercadillo-Ibarguren et al.15, il n'existe à ce jour aucun moyen de quantification fiable des dommages par chirurgie au laser connu des auteurs. Alors que les méthodes de Cercadillo-Ibarguren et al.15 et Vescovi et al.13 sont déjà un énorme progrès, elles présentent des inconvénients majeurs : premièrement, comme des résultats statistiquement fiables doivent être générés, une grande quantité de mesures est nécessaire. En raison du fait que le processus de coloration et d'analyse microscopique prend beaucoup de temps, ce n'est pas une solution optimale. Deuxièmement, les approches microscopiques ne peuvent analyser qu'une petite partie de la coupe en cours d'évaluation. Il est probable qu'il ne s'agisse pas d'une représentation fiable de la coupe effectuée par le laser ou d'autres outils et, par conséquent, qu'elle ne soit pas parfaitement adaptée à une évaluation statistique.

Par conséquent, cette étude propose un système de notation macroscopique qui surmonte ces problèmes : un système de notation est utilisé pour classer les images cliniques ou les modèles de blessures ainsi que pour établir des diagnostics et pour pouvoir décrire différentes conditions de patients dans une nomenclature uniforme. Le système de notation peut être exécuté en quelques secondes par un scientifique formé, ce qui est relativement rapide et un avantage pour l'application pratique. En comparaison, la coloration HE se compose de plusieurs étapes qui incluent la cryosection de l'échantillon, la préparation des tissus et le processus de coloration lui-même. Alors que le temps de coloration seul est limité à quelques minutes d'exposition au réactif, l'ensemble du processus de préparation des tissus, de coloration et de préparation de l'échantillon pour l'évaluation microscopique prend plusieurs heures. Ainsi, de nombreux échantillons peuvent être évalués par le système de notation proposé facilement dans le temps requis pour la coloration HE. Un autre avantage est que l'ensemble du front de coupe est pris en compte pour que le pointage représente la qualité de la coupe globale.

L'exigence d'un bon système de notation est sa fiabilité ou, en d'autres termes, le fait que différents évaluateurs donnent des notes identiques ou au moins similaires. Comme cette partie est la partie la plus essentielle, cette évaluation est la partie principale de cette étude. Pour généraliser encore plus le résultat, les scores des scientifiques formés et non formés sont évalués et comparés. L'accord entre les évaluateurs est évalué par corrélation intra-classe (ICC)16 comme technique d'évaluation statistique de pointe pour l'accord et la cohérence des évaluateurs.

La section "Matériels et méthodes" se compose de deux parties. Dans la première partie, le système de notation est présenté et expliqué. Dans la deuxième partie, les méthodes d'évaluation du système de notation sont présentées. Toutes les coupes sont effectuées avec un laser CO\(_2\) avec des paramètres variables sur les tissus musculaires de porcs fraîchement abattus achetés chez un boucher local. Ces paramètres ne sont pas expliqués en détail car de nombreux paramètres ont été variés et, en même temps, les paramètres laser ne sont pas pertinents pour cette étude. L'étude des paramètres sera effectuée dans une étude de suivi à l'aide du système de notation présenté.

L'objectif central du système de notation présenté dans cette étude est d'être rapide pour permettre l'évaluation de nombreuses coupes pour une interprétation statistique fiable des coupes. Avec l'aide de l'ICC, il peut être évalué si le système de notation fournit ces résultats fiables. Cela se fait en évaluant la notation des mêmes échantillons par différents évaluateurs.

Lorsqu'une coupe standard est prise en compte, il existe deux parties visibles potentielles qui peuvent être utilisées pour le rainurage : la zone de coupe (CA) et le tranchant (CE). Ces deux parties sont représentées sur la Fig. 1. Le CA est défini comme la zone de la nouvelle surface produite par l'action de coupe qui est marquée par les lignes hachurées bleues sur la Fig. 1. Le CE est défini comme le fin rebord entre la coupe et la surface non coupée du tissu. Ceci est marqué par la ligne noire sur la Fig. 1. La différenciation entre CA et CE se fait pour les raisons suivantes : la plupart des dommages potentiels se produisent sur le CA. Par conséquent, il devrait contenir plus d'informations sur les dommages causés par la coupure. Il se peut cependant qu'elle ne soit pas accessible dans la pratique car l'ouverture de la coupe pourrait entraîner d'autres dommages. Le CE est toujours accessible mais il ne peut transmettre que des informations indirectes sur la zone de coupe par l'interaction des fumées chaudes et du matériau ablaté issu du processus d'ablation. Il est connu dans le domaine du traitement des matériaux par laser que le matériau ablaté porte des informations pertinentes sur le processus d'interaction du laser avec le substrat17. Par conséquent, on s'attend à ce que le CE puisse être utilisé pour une évaluation fiable du processus de chirurgie au laser. En résumé, le CA devrait avoir une évaluation plus précise et plus facile par rapport au CE ; son évaluation, cependant, n'est pas toujours possible.

Coupe exemplaire sans trop de dommages aux tissus. Les deux méthodes de notation sont le tranchant (CE); marquage bleu de la zone de coupe (CA).

Il existe deux caractéristiques possibles qui peuvent être utilisées pour l'évaluation de la notation du processus de chirurgie au laser (en termes de CA et de CE) : la couleur du tissu et la zone couverte de tissu décoloré. Il existe essentiellement cinq couleurs de tissus qui peuvent apparaître : noir, marron foncé, marron clair, blanc et rosâtre. Les couleurs noir, marron foncé et marron clair représentent le degré de carbonisation du tissu. La couleur blanche met en évidence les effets de coagulation, tandis que le rose représente principalement des tissus non endommagés. Ces différentes couleurs conduiraient déjà à un éventuel système de notation. Pour ajouter des informations supplémentaires, la quantité de surface endommagée est prise en compte.

Différentes plages d'assombrissement des couleurs peuvent être définies. Dans cette étude, les plages suivantes sont choisies : 80 %+, 50 %+, 30 %+, en dessous de 30 % et pas ou presque pas d'assombrissement du tissu. Ces nombres sont choisis car ils permettent d'optimiser les études de paramètres vers des coupes de haute qualité. Comme mentionné précédemment, la couleur des tissus en chirurgie au laser peut également être grossièrement regroupée en cinq catégories (noir, brun foncé, brun clair, blanc, rosâtre/couleur naturelle). Ainsi, il est logique que le système de notation comprenne cinq variables de notation. Comme une seule couleur ne semble pas isolée, chaque score doit couvrir une gamme de décolorations. En d'autres termes : une analyse statistique n'a de sens que si la différence entre carbonisation complète ou carbonisation partielle peut être distinguée. Par les différentes quantités de tissu brun/noir et par leur couleur, la carbonisation peut être évaluée.

Les paramètres de notation finaux sont illustrés à la Fig. 2. Le système de notation est défini pour aller de 1 point à 5 points, 5 étant le moins assombrissant (ce qui est considéré comme le meilleur) :

Les résultats montrent une forte carbonisation. Le tissu est assombri presque partout (80% +) et la couleur est principalement brun foncé à noir.

La carbonisation est toujours là mais moins que pour la partition précédente. Plus de la moitié du tissu (50 %+) est assombri. Contrairement au score '1', une coloration marron clair des tissus est présente. Parfois, des zones noires peuvent encore apparaître.

La carbonisation est légère. Normalement, aucun tissu noir ne devrait apparaître. En règle générale, la carbonisation conduit à une coloration des tissus brun clair et brun foncé. Au total, environ 30 à 50 % des tissus sont assombris.

Moins de 30% du tissu est noirci. Des zones roses peuvent apparaître et généralement seuls des tissus brun clair doivent apparaître. Pour les expériences ex-vivo, un miroitement est possible qui est causé par l'eau présente. Normalement, une grande partie du tissu est blanche en raison de la coagulation.

Il n'y a presque aucun dommage tissulaire à l'exception de la coupure elle-même. Il ne devrait y avoir aucun ou presque aucun assombrissement du tissu. Les couleurs dominantes des tissus sont rosâtres et blanches.

Exemple de système de notation : les colonnes représentent les points dans le système de notation tandis que les lignes représentent respectivement la notation pour le tranchant (CE) et la zone à l'intérieur de la coupe (zone de coupe).

Pour le système de notation, quelques réflexions générales doivent être prises en compte. Premièrement, il n'existe actuellement aucun étalon-or pour l'évaluation de la chirurgie au laser auquel le système de notation peut être comparé. C'est un problème similaire auquel les scientifiques sont confrontés dans le domaine de la psychologie car il n'y a pas d'étalon-or objectif pour de nombreuses maladies psychologiques. Malgré cela, un système de notation serait utile pour ces maladies. Ce problème peut être surmonté en évaluant comment des personnes indépendantes similaires évaluent le même patient. Dans le cas de cette étude, on vérifie comment différentes personnes évaluent les mêmes coupes chirurgicales au laser indépendamment les unes des autres. Pour l'analyse d'un nouveau système de notation, l'ICC est l'état de l'art pour analyser la fiabilité inter-juges18. Dans une explication simplifiée, l'ICC vérifie comment différents évaluateurs similaires évaluent chaque échantillon. Si les différents évaluateurs évaluent la même chose, l'ICC sera élevé et le système de notation fonctionnera bien. De plus, les résultats de l'ICC peuvent être comparés à une corrélation car la note correcte n'est pas connue a priori.

Pour l'évaluation du système de notation, deux paramètres différents sont étudiés, comme le montre la Fig. 3 : premièrement, un groupe de six scientifiques est invité à évaluer 115 coupes avec juste l'explication montrée à la Fig. 2. Toutes les images utilisées pour l'analyse dans cette étude sont disponibles dans les "Matériels supplémentaires". Cette expérience devrait montrer que le système de notation est déjà fiable pour les scientifiques non formés et, par conséquent, convient à l'évaluation des coupes de chirurgie au laser. Deuxièmement, on demande à un groupe de six scientifiques différents de refaire la même évaluation. Dans cette partie, les informations supplémentaires de la Fig. 1 sont fournies et les 25 premiers exemples sont utilisés comme une session de formation avec un retour d'information régulier. Pour cela, les évaluateurs sont invités à évaluer les cinq premières coupes. Ensuite, la solution selon le premier auteur de la présente étude est présentée et discutée. Ceci est répété pour les 20 coupes suivantes avec la même procédure que celle illustrée à la Fig. 3 sur le chemin de droite. Il convient de noter que la partie importante de la période de formation est la discussion au cours de laquelle les questions des évaluateurs surgissent. L'ordre des images pour l'évaluation a été légèrement modifié pour le test des évaluateurs formés. Cela a été fait pour s'assurer que parmi toutes les qualités de coupe, au moins 3 exemples sont présents dans les 25 premiers échantillons.

Évaluation du système de notation. Dans le premier cadre, la notation est effectuée pour les évaluateurs non formés (à gauche) et dans le second cadre pour les évaluateurs formés (à droite).

Au total, les 12 évaluateurs sont des scientifiques dans les domaines de l'optique. Aucun d'entre eux n'a d'expérience dans le domaine de la chirurgie au laser. Seuls deux des scientifiques ont de l'expérience en biophotonique. Ces deux scientifiques font partie du groupe des évaluateurs non formés. Le reste des scientifiques travaille dans le domaine du traitement des matériaux par laser avec au moins l'un des domaines d'expertise suivants : soudage/découpage avec des lasers, fabrication additive avec des métaux, simulation du traitement des matériaux par laser et détection pour le traitement des matériaux par laser.

L'accord des évaluateurs est évalué par ICC16 en Python avec le framework pingouin19 avec la commande "intraclass-corr". L'ICC est une statistique descriptive qui peut être utilisée lorsque les unités (la qualité de la coupe) sont organisées en groupes de mesures quantitatives (scores). Il est considéré comme un cadre de modèles à effets aléatoires. L'ICC décrit à quel point les unités d'un même groupe se ressemblent. Il est utilisé pour quantifier le degré auquel différents observateurs (dans cette étude : les évaluateurs) sont cohérents ou reproduisent les mêmes résultats. Pour rappel, l'ICC peut être vu comme une version plus sophistiquée d'une corrélation telle que la corrélation de Pearson. Alors que les corrélations typiques ne sont corrélées que par paires, l'ICC corrèle tous les scores à la fois. Cela conduit à deux conclusions : l'ICC est à privilégier et il peut être interprété comme un coefficient de corrélation standard. L'ICC varie de zéro à un et plus l'ICC est élevé, meilleur est le système de notation. Selon Koo et al.18, un ICC entre 0,50 et 0,75 est modéré, entre 0,75 et 0,90 est bon et des nombres plus élevés signifient excellent. D'autres auteurs parlent d'un accord élevé lorsque le CCI est supérieur à 0,720. En général, la plage d'un résultat optimal pour l'ICC est encore en discussion.

Les évaluateurs non formés ainsi que les évaluateurs formés sont évalués par l'ICC pour l'ensemble des données pour le CE ainsi que le CA. Pour le CA, une analyse plus poussée est effectuée en utilisant l'ICC pour le premier et le dernier tiers des coupes notées. Grâce à ces informations, l'effet de l'expérience d'apprentissage sur le système de notation peut être recueilli. L'effet de la formation est mesuré en comparant les résultats de l'ICC du premier tiers et du dernier tiers des échantillons notés. Pour l'ICC, six valeurs sont calculées19 :

ICC1 : chaque cible est notée par un évaluateur différent. Les évaluateurs sont choisis au hasard. Pour le calcul, un modèle à effets fixes Anova unidirectionnel est utilisé. L'ICC1 est sensible aux différences de moyennes entre les évaluateurs.

ICC2 : un échantillon aléatoire est noté par k évaluateurs et la concordance absolue est mesurée. L'ICC2 est sensible aux interactions. Les évaluateurs sont choisis au hasard.

ICC3 : un ensemble fixe de k évaluateurs évalue chaque cible. Par conséquent, il n'y a pas de généralisation à une plus grande population d'évaluateurs. L'ICC3 est sensible aux interactions. Les évaluateurs sont sélectionnés par exemple en raison de leurs capacités ou d'une formation préalable spéciale.

ICC1k : Identique à ICC1, mais la fiabilité est estimée pour la moyenne des k évaluateurs. Les résultats sont similaires à la fiabilité ajustée de Spearman Brown ou à l'Alpha de Cornbach.

ICC2k : Identique à ICC2, mais la fiabilité est estimée pour la moyenne des k évaluateurs. Les résultats sont similaires à la fiabilité ajustée de Spearman Brown ou à l'Alpha de Cornbach.

ICC3k : Identique à ICC3, mais la fiabilité est estimée pour la moyenne des k évaluateurs. Les résultats sont similaires à la fiabilité ajustée de Spearman Brown ou à l'Alpha de Cornbach.

De cela, on peut conclure que ICC3 doit être analysé dans cette étude car des évaluateurs fixes (qui sont des scientifiques dans les domaines de l'optique) sont choisis comme évaluateurs. Deux tests différents peuvent être effectués : la cohérence ou l'accord relatif par rapport à l'accord absolu. Alors que ce dernier décrit à quel point les évaluateurs sont similaires, le premier décrit la similitude de la tendance. Cela signifie que si certains évaluateurs évaluent les échantillons toujours plus bas, la cohérence sera élevée. Cependant, l'accord sera faible.

Comme le modèle doit tester à quel point les résultats peuvent être comparés avec différents groupes, l'accord absolu est calculé. Il est à noter que l'accord absolu est toujours inférieur ou égal à la consistance. Par conséquent, si l'accord absolu est élevé, l'accord relatif (cohérence) sera encore plus élevé. Ainsi, le système de notation proposé convient également aux études de paramètres.

De plus, la corrélation de Spearman est calculée car davantage de lecteurs pourraient la connaître. Il mesure la corrélation linéaire entre deux évaluateurs. Cependant, comme seule une corrélation par paires peut être effectuée, l'ICC est préféré. Par conséquent, la corrélation de Spearman moyenne est présentée pour CA et CE. Cela devrait fournir des valeurs similaires à celles de l'ICC. En outre, la corrélation de Spearman moyenne entre CA et CE est présentée pour montrer la similitude entre les deux et il est testé si CE et CA affichent les mêmes scores au moyen du test de rang signé de Wilcoxon. Ce test est choisi car le score n'est pas distribué de manière gaussienne et les échantillons sont liés (même échantillon).

Dans cette section, l'évaluation de la méthode de notation est présentée.

Le tableau 1 montre les résultats des évaluateurs non formés de l'ICC pour le CE et le CA, respectivement. De plus, "IC 95 %" représente l'intervalle de confiance dans lequel, avec une probabilité de 95 %, l'ICC final est trouvé. On constate que l'ICC est plus élevé pour l'AC. Les commentaires des évaluateurs suggèrent que la notation du CE est plus difficile que la notation du CA. Ceci est en accord avec les résultats du CE et du CA. Bien que pour la notation, le CA soit préférable pour les évaluateurs non formés, il n'est pas toujours visible et disponible. Dans ce cas, le CE doit être utilisé. Cependant, la distribution des résultats des évaluateurs du CA et du CE est significativement différente (\(p \ll 1 \times 10^{-3}\)), ce qui signifie que le CE et le CA testent quelque chose de différent. Néanmoins, les deux conduisent à des résultats similaires pour de bonnes coupes, donc les deux sont valides. La corrélation de Spearman montre une tendance similaire. La corrélation de Spearman moyenne entre le CA et le CE est de 0,41. Par conséquent, cela suggère également que CE et CA sont des paramètres partiellement indépendants. La corrélation moyenne de Spearman pour CE et CA est de 0,62 et 0,70, respectivement. Ces résultats sont comparables aux résultats de l'ICC.

Le tableau 2 montre les résultats de l'ICC pour le premier et le dernier tiers de l'AC. On voit clairement qu'il y a un effet d'apprentissage par les évaluateurs. L'ICC augmente d'environ 0,2. Ainsi, il est fortement recommandé aux nouveaux évaluateurs de s'entraîner avec cent ou deux cents échantillons avant d'évaluer l'ensemble de données final.

Le tableau 3 montre les résultats des évaluateurs formés de l'ICC pour le CE et le CA, respectivement. On peut voir que l'accord absolu est plus élevé pour le CE que pour les évaluateurs non formés dans le tableau 1. La formation semble augmenter légèrement les résultats pour le CE alors que l'effet pour le CA est très faible. On s'attend à ce que la petite diminution avec le CA puisse être causée par le hasard, par l'effet qu'aucun scientifique ayant de l'expérience en biophotonique n'a fait l'évaluation avec des évaluateurs formés et/ou par la modification de l'ordre des images. À notre avis, la première explication est la plus probable car la différence de l'ICC est minime. Encore une fois, les commentaires des évaluateurs suggèrent que la notation du CE est plus difficile que la notation du CA. En général, on peut dire que la formation est importante surtout pour le CE.

Le tableau 4 montre les résultats de l'ICC pour le premier et le dernier tiers du CE pour les évaluateurs formés. L'effet d'apprentissage diminue par rapport aux évaluateurs non formés. Cependant, il est toujours présent. Par conséquent, une longue pratique est nécessaire pour plus d'accord entre les différents évaluateurs. Néanmoins, l'effet d'entraînement est plus faible dans le cas des évaluateurs entraînés.

Dans le premier paragraphe, les limites de l'évaluation du système de notation sont discutées. Ensuite, les limites du système de notation lui-même sont présentées et, dans le dernier paragraphe, les limites de cette étude sont présentées.

Il existe actuellement une limite à l'évaluation du système de notation. Étant donné que de nombreuses personnes devraient évaluer le système de notation, l'évaluation a été effectuée sur des photos de la coupe au lieu de coupes fraîches. Cependant, cela peut également être transformé en un avantage : cela offre à d'autres chercheurs la possibilité de comparer leurs propres résultats de notation ou même un système de notation modifié à celui de cette étude, car les images sont disponibles dans les "Matériels supplémentaires".

Une limitation du système de notation présenté est la transférabilité des résultats de notation dans les milieux cliniques, car seuls des tissus ex vivo de porcs ont été utilisés. Pour cette raison, les effets tels que la perfusion ne sont pas pris en compte. Dans l'état actuel, le résultat clinique de la chirurgie au laser ne peut pas être prédit par les scores donnés ; d'autres études sont nécessaires pour déterminer si, par exemple, des effets tels qu'un retard de cicatrisation ou la formation de cicatrices peuvent être liés aux scores. De plus, le fait que différents types de tissus tels que la peau ou la corde vocale puissent tolérer une quantité différente de dommages thermiques n'est pas encore pris en compte. Néanmoins, cela peut être facilement surmonté : pour les types de tissus sensibles, le pire score peut être défini sur une quantité inférieure de dommages thermiques. Enfin, il convient de souligner que l'utilisation du système de notation présenté permet au moins ex-vivo un moyen rapide et efficace pour une étude des paramètres pour la chirurgie au laser. Ceci sera démontré dans une étude de suivi pour les coupes avec un laser CO\(_2\).

Les limites de la présente étude sont les suivantes : Premièrement, toutes les évaluations ont été faites sur une seule image pour chaque coupe. Ainsi, des paramètres tels que l'angle ou la qualité de l'image influencent la notation. Deuxièmement, aucun des évaluateurs n'était expert en chirurgie au laser. Ainsi, des travaux supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si une sous-classe spécifique d'évaluateurs évalue de manière plus cohérente qu'une autre. En outre, les performances du système de notation peuvent également dévier si le tissu frais est évalué directement après la coupe. Malgré ces limites, le système de notation atteint toujours un ICC de 0,71.

Il est possible d'évaluer facilement les coupes effectuées par un laser avec le système de pointage présenté. CA et CE ont été évalués. Parmi les systèmes de notation présentés, celui du CA est préférable. Comme il n'est pas accessible facilement dans tous les cas, le CE permet une utilisation similaire. Selon les évaluateurs, cependant, ce dernier est plus difficile à évaluer, ce qui conduit à un ICC plus faible. Bien que les coupes aient été générées avec un laser CO\(_2\) dans cette étude, il n'y a aucune raison pour que le système de notation proposé ne puisse pas être appliqué à d'autres systèmes laser ou même à d'autres modalités de coupe thermique.

De plus, il est certain que la notation présentée est utile pour optimiser les paramètres de la chirurgie au laser et pourrait fournir des résultats faciles et rapides pour leur évaluation. L'ICC final est de 0,71. Par conséquent, le système de notation présenté devrait être un système fiable, simple et rapide pour l'évaluation des coupures au moyen de la chirurgie au laser. Le score de coupes peut être comparé entre différents groupes. Cependant, il doit être évalué par une deuxième étude avec notation des échantillons frais directement après la coupe.

Pour l'avenir, une autre étude est prévue dans laquelle ce système de notation est appliqué à la chirurgie au laser ex-vivo fraîche du tissu musculaire de porc avec un laser CO\(_2\). Pour cela, l'influence des paramètres les plus importants sur les résultats est étudiée et classée selon leur importance.

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Institut des technologies photoniques (LPT), Université Friedrich-Alexander Erlangen-Nuremberg (FAU), Konrad-Zuse-Strasse 3/5, 91052, Erlangen, Allemagne

Martin Hohmann, David Kühn, Moritz Späth, Florian Stelzle, Florian Klämpfl & Michael Schmidt

École supérieure d'Erlangen en technologies optiques avancées (SAOT), Paul-Gordan-Strasse 6, 91052, Erlangen, Allemagne

Martin Hohmann, Moritz Späth, Florian Stelzle, Florian Klämpfl & Michael Schmidt

Département de chirurgie buccale et maxillo-faciale, Hôpital universitaire d'Erlangen, Ulmenweg 18, 91054, Erlangen, Allemagne

Max Rohde et Florian Stelzle

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MH a conceptualisé la recherche, effectué l'analyse des données, préparé le manuscrit et soutenu DK dans le travail de laboratoire. DK a fait le travail expérimental et a développé le système de notation. MS a soutenu l'analyse des données. MR a précisé le système de notation du point de vue médical. FS et MS ont guidé la stratégie générale de recherche. Tous les auteurs ont examiné le manuscrit.

Correspondance à Martin Hohmann.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Hohmann, M., Kühn, D., Späth, M. et al. Développement et évaluation d'un système de notation pour l'évaluation des incisions en chirurgie au laser. Sci Rep 12, 14741 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-18969-0

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Reçu : 14 décembre 2021

Accepté : 23 août 2022

Publié: 30 août 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-18969-0

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