Explorando la posibilidad de medir métricas de estructura ósea de vértebras utilizando imágenes de TCMD: un método de traducción de imagen a imagen no emparejado
Autores: Jin, Dan; Zheng, Han; Yuan, Huishu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Explorando la posibilidad de medir métricas de estructura ósea de vértebras utilizando imágenes de TCMD: un método de traducción de imagen a imagen no emparejado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Métricas de estructura ósea
Tomografía computarizada micro
Fracturas por fragilidad
Tomografía computarizada multidetector
Trabéculas óseas
Fracción de volumen óseo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Las métricas de estructura ósea son vitales para la evaluación de la resistencia ósea vertebral. Sin embargo, el estándar de oro para medir las métricas de estructura ósea, la microtomografía computarizada (micro-TC), no se puede usar in vivo, lo que dificulta el diagnóstico temprano de fracturas por fragilidad. Este artículo utilizó un método de traducción de imagen a imagen no emparejado para capturar la correspondencia entre imágenes clínicas de tomografía computarizada multidetector (MDCT) y micro-TC y luego generó imágenes similares a micro-TC para medir las métricas de estructura ósea. Las imágenes de MDCT y micro-TC se escanearon a partir de 75 especímenes de columna lumbar humana y formaron conjuntos de entrenamiento y prueba. El generador en el modelo se centró en aprender tanto la estructura como el patrón detallado de las trabéculas óseas y en generar imágenes similares a micro-TC, y el discriminador determinó si las imágenes generadas eran imágenes de micro-TC o no. Con base en métricas de similitud (es decir, SSIM y FID) y métricas de estructura ósea (es decir, fracción de volumen óseo, separación trabecular y grosor trabecular), se realizaron una serie de comparaciones. Los resultados muestran que el método propuesto puede funcionar mejor en términos de métricas de similitud y métricas de estructura ósea y la mejora es estadísticamente significativa. En particular, comparamos el método propuesto con el método de imagen a imagen emparejado y analizamos los pros y los contras del método utilizado.
Descripción
Las métricas de estructura ósea son vitales para la evaluación de la resistencia ósea vertebral. Sin embargo, el estándar de oro para medir las métricas de estructura ósea, la microtomografía computarizada (micro-TC), no se puede usar in vivo, lo que dificulta el diagnóstico temprano de fracturas por fragilidad. Este artículo utilizó un método de traducción de imagen a imagen no emparejado para capturar la correspondencia entre imágenes clínicas de tomografía computarizada multidetector (MDCT) y micro-TC y luego generó imágenes similares a micro-TC para medir las métricas de estructura ósea. Las imágenes de MDCT y micro-TC se escanearon a partir de 75 especímenes de columna lumbar humana y formaron conjuntos de entrenamiento y prueba. El generador en el modelo se centró en aprender tanto la estructura como el patrón detallado de las trabéculas óseas y en generar imágenes similares a micro-TC, y el discriminador determinó si las imágenes generadas eran imágenes de micro-TC o no. Con base en métricas de similitud (es decir, SSIM y FID) y métricas de estructura ósea (es decir, fracción de volumen óseo, separación trabecular y grosor trabecular), se realizaron una serie de comparaciones. Los resultados muestran que el método propuesto puede funcionar mejor en términos de métricas de similitud y métricas de estructura ósea y la mejora es estadísticamente significativa. En particular, comparamos el método propuesto con el método de imagen a imagen emparejado y analizamos los pros y los contras del método utilizado.