Evaluación de la resolución de escáneres CT para el diagnóstico de osteoporosis mediante el análisis morfométrico del hueso trabecular - Megías Díaz, Raquel; Belda González, Ricardo; Fresquet Monter, Andrea; Vercher Martínez, Ana; Giner Maravilla, Eugenio (Anales de Ingeniería Mecánica, 2025)
En la actualidad, la osteporosis supone un gran problema de salud, ya que concierne a gran parte de la población. Esta enfermedad ósea es la que tiene mayor prevalencia en la sociedad, afectando más severamente a las muejeres. No obstante, las pruebas diagnósticas tradicionales presentan ciertas limitaciones. El diagnóstico convencional se basa en la absorciometría de rayos X de doble energía (DXA), técnica que mide la densidad mineral ósea (DMO), generalmente en el cuello femoral. A partir de estos valores se calcula el T-score, que representa la desviación estándar respecto a la DMO promedio de un adulto sano y determina la presencia de la enfermedad. Las investigaciones realizadas en las últimas décadas en relación con el hueso trabecular han evidenciado que la osteoporosis provoca alteraciones en la microarquitectura ósea. Sin embargo, las técnicas diagnósticas actuales no proporcionan información sobre la microestructura ósea, lo que constituye una limitación significativa. Por ello, es crucial desarrollar nuevas metodologías diagnósticas que incorporen el análisis morfométrico del hueso. Asimismo, estos métodos deben utilizar escáneres de baja radiación, pero con suficiente resolución para caracterizar de manera precisa la arquitectura trabecular. Estos equipos permitirían la obtención de imagen sobre el propio paciente, además de poder realizar un seguimiento. En este estudio se examina cómo varía la caracterización morfométrica del hueso trabecular en función de la resolución de las imágenes obtenidas mediante micro-CT. El objetivo principal es identificar la resolución mínima necesaria para detectar los cambios en la microarquitectura que distinguen un hueso sano de uno afectado por osteoporosis. Para el desarrollo de este trabajo, se ha llevado a cabo un análisis de la morfometría trabecular en imágenes de micro-CT con una resolución isótropa de 13.5 µm. Para la segmentación de las imágenes, se empleó el método de Otsu, lo que permitió eliminar la influencia subjetiva del usuario, habitual en los procedimientos manuales. Posteriormente, la resolución espacial de las imágenes se modificó digitalmente a 27, 54, 81 y 108 µm y se caracterizó la morfometría de cada muestra en cada una de estas resoluciones. Finalmente, mediante un análisis estadístico ANOVA, se identificaron los parámetros morfométricos capaces de diferenciar entre huesos sanos y enfermos en las distintas resoluciones evaluadas. Los resultado obtenidos revelan que sí es posible diferenciar muestras sanas de las osteoporóticas mediante los siguientes parámetros morfométricos: la dimensión fractal (D), la fracción en volumen (BV/TV), la separación trabecular (Tb.Sp) y le número de trabéculas (Tb.N). Esta diferenciación de muestras óseas es posible para todas las resoluciones estudiadas.