Evaluación no invasiva del nervio cubital en la extremidad superior mediante aprendizaje automático

Área de la Ciencia:

• Imágenes médicas
• Inteligencia artificial en medicina
• Neurología

Sus antecedentes:

• El diagnóstico del síndrome del túnel cubital se basa en el ultrasonido, pero está limitado por la dependencia del operador y la variabilidad.
• El análisis automatizado de imágenes de ultrasonido puede mejorar la precisión y la consistencia diagnóstica.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un algoritmo de aprendizaje automático para la identificación, segmentación y medición automatizadas del área de sección transversal (CSA) del nervio cubital utilizando imágenes de ultrasonido.
• Establecer un paso fundamental hacia la evaluación de ultrasonido independiente del operador para el síndrome del túnel cubital.

Principales métodos:

• Se entrenó una red neuronal convolucional (YOLOv8) con imágenes de ultrasonido del túnel cubital de 34 sujetos (11 pacientes, 23 controles).
• El modelo generó mapas binarios para la detección y segmentación automática del nervio cubital.
• La precisión se evaluó utilizando puntuaciones Dice y la comparación de las mediciones de CSA predichas frente a la verdad fundamental.

Principales resultados:

• El modelo YOLOv8 logró una puntuación Dice promedio de 0.90, con el 99% de las imágenes con puntuaciones superiores a 0.75.
• La diferencia absoluta media en las mediciones de CSA entre el modelo y la verdad fundamental fue de 2.08 mm² (16.05%).
• El algoritmo demostró una alta precisión en la identificación y medición del área de sección transversal del nervio cubital.

Conclusiones:

• El algoritmo de aprendizaje automático desarrollado representa un avance significativo en la automatización del diagnóstico del síndrome del túnel cubital basado en ultrasonido.
• Este enfoque minimiza la dependencia del operador y la variabilidad técnica, allanando el camino para herramientas de diagnóstico más confiables y accesibles.
• El desarrollo adicional puede conducir a una evaluación de ultrasonido del nervio cubital totalmente automatizada e independiente del operador.