UZ qTool como herramienta de valoración ecográfica cuantitativa del tendón rotuliano

Miguel Malo-Urriés¹, Isabel Albarova-Corral¹, Izarbe Ríos-Asín¹, Jorge Pérez-Rey¹, Jacobo Rodríguez-Sanz², Jose Segovia-Burillo³, Jesús Asín⁴, Jorge Castillo-Mateo¹, Zeus Gracia-Tabuenca¹, Mario Morales-Hernández¹,

¹Facultad de Ciencias de la Salud. Universidad de Zaragoza. Zaragoza. España, ²Universitat Internacional de Catalunya. Barcelona. España, ³Facultad de Matemáticas. Universidad de Zaragoza. España, ⁴Escuela de Ingeniería y Arquitectura. Universidad de Zaragoza. España

Autor para correspondencia

Miguel Malo-Urriés, malom@unizar.es,

Palabras clave: Ultrasonografía, Tendón, Tendón rotuliano, Evaluación

Introducción

Las tendinopatías suponen un importante problema a nivel socio-económico, dada su gran prevalencia y su importante impacto socio-laboral. La ecografía es una herramienta ampliamente utilizada para la evaluación de los tendones debido a su seguridad, asequibilidad y portabilidad. Sin embargo, su naturaleza subjetiva presenta desafíos significativos.

Objetivos

Desarrollar una nueva herramienta de análisis cuantitativo basada en inteligencia artificial para identificar patrones estadísticos en tendones sanos y patológicos, así como validar esta herramienta comparándola con las evaluaciones subjetivas de expertos.

Metodología

Se construyó una base de datos piloto que incluyó controles sanos y pacientes con tendinopatía rotuliana, involucrando a 14 participantes (7 asintomáticos y 7 sintomáticos). Se evaluaron imágenes ecográficas utilizando tanto la nueva herramienta cuantitativa como el método de puntuación subjetiva aplicado por un experto en cinco regiones de interés. La base de datos contenía 61 variables por imagen. La robustez de las evaluaciones clínicas y cuantitativas se probó mediante análisis de fiabilidad. Además, la precisión de predicción de las características cuantitativas se probó mediante regresiones logísticas de efectos mixtos generalizados validadas cruzadamente.

Resultados

Los análisis mostraron una alta fiabilidad para las variables cuantitativas relacionadas con "Hueso" y "Calidad", con ICCs superiores a 0.75. Los ICCs para "Bordes" y "Grosor" variaron, pero en su mayoría superaron 0.75. Los resultados del estudio demuestran que ciertas variables cuantitativas pueden predecir la evaluación subjetiva de un experto con puntajes AUC validados cruzadamente generalmente altos. La herramienta diseñada, denominada "UltraZound quantitative Tool (UZ qTool)", fue validada para la evaluación ultrasonográfica del tendón rotuliano, mostrando ser un método confiable y válido para evaluar la estructura del tendón rotuliano. Esta nueva herramienta permite cuantificar las evaluaciones ecográficas del tendón, proporcionando datos objetivos que pueden predecir la evaluación subjetiva de un profesional capacitado al clasificar lesiones tendinosas.

Conclusión

Este estudio presenta una herramienta innovadora para la evaluación cuantitativa de tendones mediante ecografía, con alta fiabilidad y validez demostrada en el tendón rotuliano. La capacidad predictiva de las variables cuantitativas resalta el potencial de esta herramienta para mejorar la precisión y objetividad en la evaluación de patologías tendinosas. La implementación de esta herramienta en la práctica clínica podría representar un avance significativo en la evaluación y tratamiento de tendinopatías.

UZ qTool as a Quantitative Ultrasonographic Evaluation Tool for the Patellar Tendon

Miguel Malo-Urriés¹, Isabel Albarova-Corral¹, Izarbe Ríos-Asín¹, Jorge Pérez-Rey¹, Jacobo Rodríguez-Sanz², Jose Segovia-Burillo³, Jesús Asín⁴, Jorge Castillo-Mateo¹, Zeus Gracia-Tabuenca¹, Mario Morales-Hernández¹,

¹Faculty of Health Sciences. University of Zaragoza. Zaragoza. Spain, ²International University of Catalonia. Barcelona. Spain, ³Faculty of Mathematics. University of Zaragoza. Spain, ⁴School of Engineering and Architecture. University of Zaragoza. Spain

Correspondence author

Miguel Malo-Urriés, malom@unizar.es,

Keywords: Ultrasonography, Tendon, Patellar tendon, Evaluation.

Introduction

Tendinopathies are a significant socio-economic problem due to their high prevalence and considerable socio-labor impact. Ultrasonography is widely used for tendon evaluation due to its safety, affordability, and portability. However, its subjective nature poses significant challenges.

Objectives

To develop a new quantitative analysis tool based on artificial intelligence for identifying statistical patterns in healthy and pathological tendons and to validate this tool by comparing it to experts' subjective evaluations.

Methods

A pilot database was created, including healthy controls and patients with patellar tendinopathy, involving 14 participants (7 asymptomatic and 7 symptomatic). Ultrasonographic images were evaluated using both the new quantitative tool and the subjective scoring method applied by an expert across five regions of interest. The database contained 61 variables per image. The robustness of clinical and quantitative evaluations was tested through reliability analysis. Additionally, the predictive accuracy of quantitative characteristics was tested using cross-validated generalized mixed-effects logistic regressions.

Results

Analyses showed high reliability for quantitative variables related to "Bone" and "Quality," with ICCs over 0.75. ICCs for "Edges" and "Thickness" varied but mostly exceeded 0.75. The study results demonstrate that certain quantitative variables can predict an expert's subjective evaluation with generally high cross-validated AUC scores. The designed tool, named "UltraZound quantitative Tool (UZ qTool)," was validated for ultrasonographic assessment of the patellar tendon, proving to be a reliable and valid method for evaluating patellar tendon structure. This new tool enables the quantification of tendon ultrasound evaluations, providing objective data that can predict a trained professional's subjective assessment in classifying tendon injuries.

Conclusion

This study presents an innovative tool for the quantitative evaluation of tendons through ultrasonography, with high demonstrated reliability and validity for the patellar tendon. The predictive capacity of the quantitative variables highlights the potential of this tool to improve precision and objectivity in tendinopathy evaluation. Implementing this tool in clinical practice could represent a significant advancement in the evaluation and treatment of tendinopathies.