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  • JOURNAL OF BIOMEDICAL PHYSICS AND ENGINEERING//(VOL. 9, NUM. 5)

    Volumen: 9, Numero: 5, Páginas: 517-524 pp.

    A NOVEL COMPUTER-AIDED METHOD TO EVALUATE SCOLIOSIS CURVATURE USING POLYNOMIAL MATH FUNCTION

    Abstract

    Background: Scoliosis is a health problem that causes a curve from side to side in the spine. The curvature may be "S" or "C" shaped. To assess scoliosis, the Cobb angle has been commonly used. However, digital image processing makes it possible to obtain the Cobb angle easily and quickly, several researchers have determined that the Cobb angle contains high variations (errors) in the measurements. Therefore, a more reproducible computer-assisted method to assess scoliosis is presented. Material and methods: In this analytic study, several polynomial curves were fitted to the spinal curvature (4th to 8th order) of thirty single films of scoliosis patients to obtain Spinal Curvature-Length. Each plain radiograph was evaluated by 3 observing physicians. Curvature was measured twice using the Cobb method and the proposed curvature-length technique (CLT). Data were analyzed using a Student's t-test for paired samples and Pearson's correlation method using SPSS Statistics 25. Results: The seventh-order polynomial curve had the best fit on spinal curvature and was also used for our proposed method (CLT) obtaining a significant positive correlation compared to the Cobb measures (r = 0.863, P < 0.001). The Intraclass Correlation (ICC) was between 0.863 and 0.948 for the Cobb method and between 0.974 and 0.984 for the CLT method. In addition, the mean interobserver COV (Coefficient of Variation) measurement for the Cobb method was 0.185, which was significantly higher than the CLT method of 0.155, meaning that the CLT method is 16.2% more repeatable. than the Cobb method. Conclution: Based on the results, it was concluded that the CLT method is more reproducible than the Cobb method for measuring spinal curvature.


    Keywords


    Scoliosis , Spinal Curvatures , Polynomial , Methods , Cobb-Angle,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6820027/


    Resumen

    Antecedentes:La escoliosis es un problema de salud que provoca una curvatura de lado a lado en la columna vertebral. La curvatura puede tener forma de ?S? o de ?C?. Para evaluar la escoliosis, se ha utilizado comúnmente el ángulo de Cobb. Sin embargo, el procesamiento digital de imágenes permite obtener el ángulo de Cobb de manera fácil y rápida, varios investigadores han determinado que el ángulo de Cobb contiene altas variaciones (errores) en las mediciones. Por lo tanto, se presenta un método asistido por computadora más reproducible para evaluar la escoliosis.Material y métodos:En este estudio analítico, se ajustaron varias curvas polinómicas a la curvatura de la columna ( 4º a 8º orden ) de treinta películas simples de pacientes con escoliosis para obtener la Curvatura-Longitud de la columna. Cada radiografía simple fue evaluada por 3 médicos observadores. La curvatura se midió dos veces utilizando el método de Cobb y la técnica de curvatura-longitud propuesta (CLT). Los datos se analizaron mediante una prueba t de Student para muestras pareadas y el método de correlación de Pearson utilizando SPSS Statistics 25.Resultados:La curva del polinomio de séptimo orden tuvo el mejor ajuste en la curvatura de la columna y también se utilizó para nuestro método propuesto (CLT) obteniendo una correlación positiva significativa en comparación con las medidas de Cobb (r = 0.863, P <0.001). La Correlación Intraclase (ICC) estuvo entre 0,863 y 0,948 para el método Cobb y entre 0,974 y 0,984 para el método CLT. Además, la medición media del COV (Coeficiente de variación) interobservador para el método Cobb fue de 0,185, que fue significativamente mayor que el obtenido con el método CLT de 0,155, lo que significa que el método CLT es un 16,2 % más repetible que el método Cobb.Conclusión:Con base en los resultados, se concluyó que el método CLT es más reproducible que el método Cobb para medir la curvatura espinal.


    Palabras Clave


    Escoliosis , Curvaturas Espinales , Polinomio , Métodos





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