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Using artificial intelligence for automated assessment of point-of-care ultrasound (POCUS) skills in emergency medicine - 16/03/26

Doi : 10.1016/j.ajem.2026.01.039 
Nicole M. Duggan a, b, , 1 , Roger D. Dias a, b, 1, Rayan Harari b, c, Paulo Borges a, b, Robson J. Verly a, b, Madeline Schwid d, Chanel E. Fischetti b, g, Lao-Tzu Allan-Blitz b, e, Daniel Heron f, Calvin K. Huang b, g, Andrew J. Goldsmith f, h
a Department of Emergency Medicine, Brigham and Women's Hospital, 10 Vining Street, NH-3, Boston, MA 02115, USA 
b Harvard Medical School, USA 
c Department of Radiology, Brigham and Women's Hospital, 75 Francis Street, Boston, MA 02115, USA 
d Department of Emergency Medicine, University of Rochester Medical Center, Saunders Research Building, 265 Crittenden Boulevard, Suite 2.100, Box 655C, Rochester, NY 14642, USA 
e Department of Medicine, Brigham and Women's Hospital, 75 Francis Street, Boston, MA 02115, USA 
f University of Massachusetts Chan Medical School, 55 N Lake Ave, Worcester, MA 01655, USA 
g Department of Emergency Medicine, Massachusetts General Hospital, 55 Fruit Street, Boston, MA 02114, USA 
h Department of Emergency Medicine, Lahey Hospital and Medical Center, 41 Burlington Mall Road, Burlington, MA 01805, USA 

Corresponding author at: 10 Vining Street, NH-2, Boston, MA 02115, USA. 10 Vining Street, NH-2 Boston MA 02115 USA

Abstract

Background

This study aimed to demonstrate the feasibility of using computer vision (CV) to unobtrusively extract body motion metrics from videos of emergency medicine (EM) clinicians, and gather validity evidence of these metrics to differentiate POCUS skills between novice and experts, as well as to capture skills gained over time.

Methods

Prospective cohort study including novice and expert EM clinicians performing echocardiogram (ECHO) and focused assessment with sonography for trauma (FAST) exams on a live simulated patient. Expert observers provided objective structured clinical examination (OSCE) scores (numerical ratings on a scale from 1 to 100), and sonographers' hands and head motion metrics (path length, speed, acceleration, jerk, and smoothness) were extracted via CV using 2-dimensional videos. Data points were captured at baseline, and for novices at baseline and after 12–15 months of residency training.

Results

CV achieved high detection rates (99.52% ECHO, 98.70% FAST). At baseline, experts demonstrated superior OSCE scores (ECHO: 98.6 ± 2.1 vs 63.4 ± 17.0; FAST: 99.2 ± 1.5 vs 68.9 ± 17.7, p   <  0.001) and faster task completion (101.8 ± 44.7 vs 240.3 ± 84.1 s, p  <  0.001). Experts exhibited smoother hand movements (left hand smoothness: −129.3 ± 47.6 vs −241.3 ± 64.6, p  <  0.001) and reduced total path lengths. After 12–15 months of training, novices showed significant improvements in OSCE scores (ECHO: 85.3 ± 10.3; FAST: 84.8 ± 6.5) and task efficiency (134.0 ± 35.6 s), with improvements in motion smoothness and reduced path lengths ( p   <  0.001). Motion metrics strongly correlated with OSCE scores ( r  = 0.455–0.783) and task completion time ( r  = 0.491–0.951).

Conclusions

CV successfully extracted objective motion metrics that differentiated POCUS skill levels between novices and experts and captured skill development over time. This approach offers a scalable, unobtrusive method for objective POCUS assessment, while supporting competency-based medical education frameworks.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

Computer vision can unobtrusively extract body motion data to be used for competency assessments in procedural training.
Motion metrics obtained using computer vision differentiate skill level in point-of-care ultrasound image acquisition.
Experts exhibit faster task completion, smoother hand motions, and reduced hand motion path lengths compared to novices.
Motion metrics strongly correlate with current gold-standard competency assessments in point-of-care ultrasound training.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Point-of-care ultrasound, POCUS, Computer vision, Artificial intelligence, Competency, Education


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P. 57-64 - mai 2026 Retour au numéro
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  • Training level and analgesic outcomes of ultrasound-guided nerve blocks in the emergency department: An analysis from the NURVE block registry
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