Desarrollando un sistema de medición del ángulo de rotación interna de la columna basado en aprendizaje automático utilizando imágenes anteroposteriores de rayos X reconstruidas por TC
Autores: Kang, Tae-Seok; Yu, Seung-Man
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Desarrollando un sistema de medición del ángulo de rotación interna de la columna basado en aprendizaje automático utilizando imágenes anteroposteriores de rayos X reconstruidas por TC
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
Modelo predictivo
ángulo de rotación
Cuerpo vertebral
Radiografía
Aprendizaje automático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
El propósito de este estudio fue desarrollar un modelo predictivo para estimar el ángulo de rotación del cuerpo vertebral en la proyección anteroposterior de rayos X (AP) aplicando aprendizaje automático. Este estudio tiene como objetivo reemplazar la rotación interna/externa de la columna torácica (columna T), que solo se puede observar a través de tomografía computarizada (TC), con una imagen de rayos X AP. Se utilizaron imágenes de TC tridimensionales (3D) de la columna T para adquirir el ángulo axial de la columna de referencia y varias imágenes de rayos X AP de columna T con rotación interna. La distancia desde el pedículo hasta el exterior de la columna y el cambio en la distancia entre la periferia del pedículo según la rotación de la columna se designaron como variables principales utilizando la imagen de rayos X AP reconstruida. El número de columnas medidas fue de 453 y el número de variables para cada columna fue de 13, creando un total de 5889 datos. Se aplicaron un total de 24 métodos de aprendizaje automático de regresión utilizando el software MATLAB, se realizó el aprendizaje con los datos adquiridos y finalmente, el método de regresión gaussiana mostró el valor más bajo de RMSE. Las radiografías obtenidas con el fantasma del cuerpo humano inclinado 16 grados mostraron resultados con reproducibilidad dentro del rango de RMSE.
Descripción
El propósito de este estudio fue desarrollar un modelo predictivo para estimar el ángulo de rotación del cuerpo vertebral en la proyección anteroposterior de rayos X (AP) aplicando aprendizaje automático. Este estudio tiene como objetivo reemplazar la rotación interna/externa de la columna torácica (columna T), que solo se puede observar a través de tomografía computarizada (TC), con una imagen de rayos X AP. Se utilizaron imágenes de TC tridimensionales (3D) de la columna T para adquirir el ángulo axial de la columna de referencia y varias imágenes de rayos X AP de columna T con rotación interna. La distancia desde el pedículo hasta el exterior de la columna y el cambio en la distancia entre la periferia del pedículo según la rotación de la columna se designaron como variables principales utilizando la imagen de rayos X AP reconstruida. El número de columnas medidas fue de 453 y el número de variables para cada columna fue de 13, creando un total de 5889 datos. Se aplicaron un total de 24 métodos de aprendizaje automático de regresión utilizando el software MATLAB, se realizó el aprendizaje con los datos adquiridos y finalmente, el método de regresión gaussiana mostró el valor más bajo de RMSE. Las radiografías obtenidas con el fantasma del cuerpo humano inclinado 16 grados mostraron resultados con reproducibilidad dentro del rango de RMSE.