La morfología y composición de los discos intervertebrales lumbares: análisis comparativos de la medición manual y algoritmos asistidos por computadora
Autores: Cheng, Yiting; Ma, Yuyan; Li, Kang; Gungor, Celal; Sesek, Richard; Tang, Ruoliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La morfología y composición de los discos intervertebrales lumbares: análisis comparativos de la medición manual y algoritmos asistidos por computadora
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Morfología
Composición interna
Discos intervertebrales lumbares
Relación núcleo-área seccional transversal
Modelos de elementos finitos
Cargas espinales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Antecedentes: La morfología y composición interna, en particular la relación núcleo-área transversal (NP-to-CSA) de los discos intervertebrales lumbares (IVDs), son información importante para los modelos de elementos finitos (FEMs) de cargas espinales y comportamientos biomecánicos, y, sin embargo, esto no ha sido bien investigado y reportado. Métodos: Se recuperaron escaneos de resonancia magnética anonimizados de una base de datos previamente establecida, que incluía un total de 400 IVDs lumbares de 123 sujetos (58 F y 65 M). Las mediciones fueron realizadas manualmente por un cirujano de columna y utilizando dos algoritmos de segmentación asistidos por computadora, es decir, fuzzy C-means (FCM) y crecimiento de región (RG). Se compararon los resultados respectivos. También se investigó la influencia del género y el nivel espinal. Resultados: Las relaciones derivadas de las mediciones manuales y los dos algoritmos asistidos por computadora (FCM y RG) fueron del 46%, 39% y 38%, respectivamente. Las relaciones derivadas manualmente fueron significativamente mayores. Conclusiones: Los métodos asistidos por computadora proporcionan resultados confiables que tradicionalmente son difíciles para la medición manual de la composición interna. Los FEMs deben considerar la variabilidad de las relaciones NP-to-CSA al estudiar el comportamiento biomecánico de la columna vertebral.
Descripción
Antecedentes: La morfología y composición interna, en particular la relación núcleo-área transversal (NP-to-CSA) de los discos intervertebrales lumbares (IVDs), son información importante para los modelos de elementos finitos (FEMs) de cargas espinales y comportamientos biomecánicos, y, sin embargo, esto no ha sido bien investigado y reportado. Métodos: Se recuperaron escaneos de resonancia magnética anonimizados de una base de datos previamente establecida, que incluía un total de 400 IVDs lumbares de 123 sujetos (58 F y 65 M). Las mediciones fueron realizadas manualmente por un cirujano de columna y utilizando dos algoritmos de segmentación asistidos por computadora, es decir, fuzzy C-means (FCM) y crecimiento de región (RG). Se compararon los resultados respectivos. También se investigó la influencia del género y el nivel espinal. Resultados: Las relaciones derivadas de las mediciones manuales y los dos algoritmos asistidos por computadora (FCM y RG) fueron del 46%, 39% y 38%, respectivamente. Las relaciones derivadas manualmente fueron significativamente mayores. Conclusiones: Los métodos asistidos por computadora proporcionan resultados confiables que tradicionalmente son difíciles para la medición manual de la composición interna. Los FEMs deben considerar la variabilidad de las relaciones NP-to-CSA al estudiar el comportamiento biomecánico de la columna vertebral.