An Automatic Approach for Bone Tumor Detection from Non-Standard CT Images

Un enfoque automático para la detección de tumores óseos a partir de imágenes de CT no estándar

Las técnicas de procesamiento de imágenes se aplican en muchos campos de la ciencia. El objetivo de este estudio es detectar tumores en el pie y crear modelos tridimensionales mediante tomografía computarizada (TC), así como producir datos biométricos. Se obtuvieron 1 039 imágenes de TC de un servidor. Los parámetros utilizados fueron una colimación de 64 detectores, un grosor de barrido de 0,5-3 mm y un tamaño de píxel de 512 x 512, con una resolución radiométrica de los niveles de gris de 16 bits. Se realizaron reducción de ruido, segmentación y análisis morfológico en las tomografías computarizadas para detectar tumores óseos. Además, en este estudio se utilizaron técnicas de procesamiento digital de imágenes para crear un modelo virtual tridimensional (3D) de los tumores óseos. El rendimiento de nuestra propuesta se evaluó mediante el análisis de las características operativas del receptor (ROC). Según los resultados, la sensibilidad, especificidad y precisión en la detección de tumores fueron del 0,96, 1 y 0,98%, respectivamente, con una medida F media del 0,99%. Para la comparación se utilizaron informes radiológicos. La técnica propuesta para la detección de tumores óseos del pie mediante TC puede ayudar a los radiólogos gracias a su mayor precisión, sensibilidad, especificidad y medida F. Este método podría mejorar el diagnóstico de los tumores de pie y tobillo al permitir la cuantificación multidireccional de las anomalías.

1. INTRODUCCIÓN​

La fotogrametría implica métodos científicos que calculan las coordenadas 3D de un objeto mediante superposiciones de dos imágenes consecutivas (Akcay et al., 2017). Se utiliza con frecuencia en campos como la silvicultura, la agricultura, el medio ambiente, la minería, la planificación y la medicina. La fotogrametría médica puede presentar con precisión las medidas métricas y morfométricas de un órgano y los datos de ubicación sin establecer contacto con el paciente o el órgano (Catal Reis, 2018). La fotogrametría médica que utiliza datos médicos puede detectar anomalías y cáncer. El cáncer se produce debido a diversos factores ambientales y genéticos. Los tipos más prevalentes suman más de 100 cánceres diferentes conocidos, como el cáncer de piel (Parker, 2020), el cáncer de pulmón (Plodkowski et al., 2021), el cáncer de próstata (Ghafouri-Fard et al., 2020), el melanoma (Esim et al., 2019), cáncer de estómago (Zilberman et al., 2015), cáncer de mama (Riis, 2020), cáncer de huesos (Hosseini et al., 2020), etc. Los tumores óseos están más extendidos en adultos que en niños y jóvenes. (Reddy et al., 2015). Los tumores y las lesiones similares a tumores del pie y el tobillo son raros (Toepfer, 2017; Foo y Raby, 2005; Bakotic y Huvos, 2001). Los tumores del pie tienen una proporción de aproximadamente el 3 % entre todos los tumores esqueléticos (Yan et al., 2018). Los tumores óseos benignos son más comunes que los tumores óseos primarios malignos en el pie (Ozer et al., 2017). Sin embargo, los tumores óseos benignos generalmente son asintomáticos y no se exploran (Ladd y Roth,