Determination of Developmental Dysplasia of the Hip Using Artificial Neural Networks (ANN) on Ultrasound Viewing According to Graf’s Method

Abstract

Arka plan: Kalçanın gelişimsel displazisi (GKD) önlenebilir bir hastalıktır. Kalça ultrasonu, kalça deformitesinin erken teşhisi için en iyi tanı seçimidir. Ancak, çok sayıda ayakta tedavi kliniğinde yoğunluk nedeniyle, bazen karışma meydana gelebilir. Graf yöntemine göre kalça ultrasonografisinin takibinde Yapay Sinir Ağlarının (YSA) kullanılabilirliğini belirlemek için bir çalışma düzenledik. Yöntemler: Çalışma grubundan kalça ultrasonografisi ile değerlendirilen 135 olgu alındı. Alfa ve beta açıları Graf'ın USG yöntemine göre ölçüldü. Alfa ve beta açıları, cinsiyet ve Graf USG sınıflandırmasına göre iki grup belirlendi. Ölçümler 25 yıllık tecrübeli bir radyolog tarafından yapıldı. Veritabanları yazılıma yüklendi. Girdi verileri ve hedef veriler için 18 örnek 135 vaka arasından seçildi. Örnekler yapay sinir ağını eğitmek için kullanıldı. Hedef veriler 3 tip için düzenlendi (Tip I, II ve III). Sonuçlar: ''Resilient Backpropagation” eğitim işlevi %87,4 oranında gerçekleşti. Çoğu durumda belirleme katsayısı (R-Kare) ve doğruluk değerleri %100'dü. ''Polak-Ribiére Conjugate Gradient'' eğitim işlevi %83,0 olarak gerçekleşti. Sonuç: Bu USG kayıtlarını takip etmek için yapay sinir ağlarını (yapay zeka) kullanmanın daha kolay takip sağlayabileceğini düşünüyoruz. Böylece olası karıştırma problemlerinden kaçınılabilir.

Keywords

• gelişimsel kalça displazisi
• kalça ultrasonografisi
• Graf USG
• Yapay Sinir Ağları

References

1. Referrans1 Graf R. Hip Sonography. Diagnosis and management of infant hip dysplasia. Berlin, Springer 2006. P. 1-87.
2. Referrans2 Omeroglu H. Ultrasonographic Graf type 2a hip needs more consideration in newborn girls. J Chilp Orthop 2013 Mar; 7(2): 95-98.
3. Referrans3 Puhan MA, Woolacott N, Kleijinen J, Streurer J. Observational studies on ultrasound screening for developmental dysplasia of the hip in a newborns-a systematic review. J Ultrasound Med 2003 Dec; 24(6): 377-82
4. Referrans4 Langer R. Ultrasonic investigation of the hip in newborns in the diagnosis of congenital hip dislocation: classification and results of a screening program, Skeletal Radiology 1987; 16: 275-279
5. Referrans5 Taylor BJ. Methods and Procedures for the Verification and Validation of Artificial Neural Networks, Springer 2006 page: 280
6. Referrans6 Fawcett T. An Introduction to ROC Analysis. Pattern Recognition Letters, 2005; 27(8): 861-874
7. Referrans7 Graf R. New possibilities for the diagnosis of congenital hip joint dislocation by ultrasonography. J Pediatr Orthop 1983; 3(3): 354–359
8. Referrans8 Storer SK, Skaggs DL. Developmental dysplasia of the hip. Am Fam Physician 2006 Oct 15;74(8):1310-6.

9. Referrans9 Tachdjian M. Congenital dysplasia of the hip. In: Tachdjian M, editor. Pediatric Orthopaedics. Philadelphia: W.B. Saunders. 1990 page: 247-549
10. Referrans10 Noordin S, Umer M, Hafeez K, Nawaz H. Developmental dysplasia of the hip. Orthop Rev (Pavia). 2010 Sep 23;2(2): e19.
11. Referrans11 Holen KJ, Terjesen T, Tegnander A, Bredland T, Saether OD, Eik-Nes SH. Ultrasound Screening for Hip Dysplasia in Newborns. J Pediatr Orthop. Sep-Oct 1994; 14(5): 667-73.]
12. Referrans12 Rosendahl K, Markestad T, Lie RT. Developmental dysplasia of the hip. A population-based comparison of ultrasound and clinical findings. Acta Paediatr. 1996 Jan; 85(1):64-9.
13. Referrans13 Huang SC, Liu HC, Chen CF, Chen CL, Liu TK. Incidence of congenital dislocation of the hip in Chinese. J Orthop Surg 1988; 5(3): 53-65
14. Referrans14 Dogruel H, Atalar H, Yavuz OY, Sayli U. Clinical examination versus ultrasonography in detecting developmental dysplasia of the hip. Int Orthop. 2008 Jun; 32(3): 415-9.
15. Referrans15 Duramaz A, Peker G, Arslan L, Bilgili MG, Erçin E, Kural C. Hip Ultrasonography in the Diagnosis of Developmental Dysplasia of the Hip: Bakırköy Experience. Med Bull Haseki 2014; 52 (2): 262-267
16. Referrans16 Cakir BC, Kibar AE, Cakir HT, Arhan E, Cansu A, Yakut HI. Screening of 300 Infants for Developmental Hip Dysplasia by Ultrasonography. Turkey Children's Hospital Journal 2009; 3 (2): 5-9.
17. Referrans17 Demirhan M, Shar C, Aydinok HC, Cakmak M, Coban A. Ultrasonography in the diagnosis of congenital hip dislocation. Acta Orthop Traumatol Turc 1994; 28: 8-14
18. Referrans18 Oguz T, Ege A, Gungor S, Toppare M, Erdemtok N. The ultrasonographic evaluation of 1099 infants by Graf method. Arthroplasty Arthroscopic Surgery 1996; 7: 64-66
19. Referrans19 Okur A, Nakışlar F, Karsan O, Alparslan B. The value of ultrasonographic examination in diagnosis and screening of congenital hip dislocation. Acta Orthop Traumatol Turc 1996; 30: 107-112
20. Referrans20 Kose N, Omeroglu H, Ozyurt B. Our three-year experience in the ultrasonographic hip screening program in infants of three to four weeks. Acta Orthop Traumatol Turc. 2006; 40(4): 285-90.
21. Referrans21 Akman A, Korkmaz A, Aksoy MC, Yazici M, Yurdakok M, Tekinalp G. Evaluation of risk factors in developmental dysplasia of the hip: results of infantile hip ultrasonography. Turk J Pediatr. Jul-Sep 2007; 49(3): 290-4.
22. Referrans22 Tosun HB, Bulut M, Karakurt L, Belhan O, Serbest S. Evaluation of hip ultrasonography results for developmental hip dysplasia screening. Firat Medical Journal (Fırat Tıp Dergisi). 2010; 15(4): p: 178-183
23. Referrans23 Cekic B, Erdem-Toslak I, Sertkaya O. Incidence and follow-up outcomes of developmental hip dysplasia of newborns in the Western Mediterranean Region. Turk J Pediatr 2015; 57 (4): 353-358
24. Referrans24 Sahin F, Akturk A, Beyazova U. Screening for developmental dysplasia of the hip: results of a 7-year follow-up study. Pediatr Int. 2004 Apr; 46(2): 162-6.
25. Referrans25 Lussier EC, Sun YT, Chen HW, Chang TY, Chang CH. Ultrasound screening for developmental dysplasia of the hip after 4 weeks increases exam accuracy and decreases follow-up visits. Pediatr Neonatol. 2019 Jun; 60(3): 270-277.
26. Referrans26 Roovers EA, Boere-Boonekamp MM, Castelein RM, Zielhuis GA, Kerkhoff TH. Effectiveness of ultrasound screening for developmental dysplasia of the hip. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2005 Jan; 90(1): F25–F30.