Análisis de imágenes de radiografías de la columna vertebral para calcular el ángulo de desviación en pacientes que padecen escoliosis utilizando técnicas de IA.

Abstract

La escoliosis es una desviación de la columna vertebral que afecta a niños, adolescentes e incluso adultos. La curvatura puede estar presente tanto en la parte lumbar como en la torácica, la escoliosis se presenta en forma C o S ocasionando problemas respiratorios y de postura. Esta investigación tiene como objetivo principal analizar imágenes radiográficas de la columna vertebral en pacientes que padecen escoliosis, para calcular de forma automática el ángulo de desviación y conseguir una optimización en el proceso que conlleva hacer esto de forma manual, reduciendo el tiempo de cálculo y el menor esfuerzo humano. Para ello se utilizó una red neuronal convolucional basada en regiones (Mask R-CNN) permitiendo obtener la zona de la columna vertebral, seguidamente se obtiene un modelo de la columna en base al centro longitudinal de la máscara del objeto y mediante regresión polinomial aplicada a 12 grados, se ajustó los datos a la curva de la columna vertebral de forma natural. Por último, se localiza el inicio y final de la curvatura para trazar rectas tangentes que al cruzarse entre sí se obtiene el ángulo de desviación. Para probar su efectividad, se realizó una comparación entre el grado de desviación del sistema y el grado de desviación manual realizado por especialistas, entre las dos muestras se obtiene un coeficiente de correlación de 0.92 % demostrando su confiabilidad.