Segmentación Automatizada de Músculos del Antebrazo: Asociaciones Clínicas con la Función de la Mano, el Volumen Muscular y la Grasa Intramuscular | JoVE Visualize

Área de la Ciencia:

Ingeniería Biomédica; Radiología; Visión por Computadora

Sus antecedentes:

La función de la mano es crucial para las actividades diarias y a menudo se ve afectada tempranamente en enfermedades musculoesqueléticas y neurológicas.; Los marcadores de salud muscular de la imagen por resonancia magnética (RM) se correlacionan con la capacidad funcional, pero las evaluaciones tradicionales consumen mucho tiempo.; La segmentación automatizada mediante visión por computadora ofrece una solución potencial para la evaluación eficiente de la salud muscular.

Objetivo del estudio:

Desarrollar y validar un modelo de visión por computadora para la segmentación automatizada de músculos del antebrazo mediante RM.; Investigar las asociaciones entre los marcadores musculares derivados de RM (volumen, grasa intramuscular) y factores demográficos (edad, sexo, IMC).; Explorar la relación entre los marcadores musculares y las medidas funcionales como la fuerza de agarre y la destreza.

Principales métodos:

Se entrenó una red neuronal convolucional U-Net 2D con músculos del antebrazo segmentados manualmente a partir de exploraciones de RM de agua/grasa de Dixon.; La precisión y fiabilidad del modelo se probaron utilizando índices de Sørensen-Dice y coeficientes de correlación intraclase (CCI).; Se analizaron las asociaciones entre las métricas musculares, la demografía y la función de la mano utilizando modelos de correlación y regresión.

Principales resultados:

El modelo de segmentación automatizada demostró alta precisión (índices de Sørensen-Dice 0,85-0,89) y fiabilidad (CCI 0,75-0,99).; El volumen muscular se correlacionó positivamente con el IMC y fue mayor en hombres, independientemente de la edad.; La fuerza de agarre mostró fuertes correlaciones positivas con los volúmenes musculares, mientras que la grasa intramuscular no se asoció con la función.

Conclusiones:

La segmentación automatizada de músculos del antebrazo mediante visión por computadora es precisa y fiable.; El volumen muscular, influenciado por el IMC y el sexo, está fuertemente asociado con la fuerza de agarre, lo que indica relevancia clínica para evaluar la función de la mano.; Esta tecnología permite una evaluación eficiente de la salud muscular, con aplicaciones potenciales en la planificación terapéutica y el seguimiento de los resultados funcionales.