Morphological Classification of the Sagittal Tendon Plate in the Soleus Muscle in Japanese Cadavers / Clasificación Morfológica de la Lámina Tendinosa Sagital del Músculo Sóleo en Cadáveres Japoneses

SUMMARY: The human soleus muscle has attracted attention in the fields of sport science, rehabilitation medicine, etc. for improving exercise performance in training, preventing injuries, and rehabilitation. The sagittal tendon plate of the soleus muscle is particularly important in rehabilitation. Few studies, however, have evaluated the shape of the sagittal tendon plate in the human soleus muscle in detail and attempted to classify its variations based on its morphology. In this study, we conducted a detailed analysis of the morphology of the sagittal tendon plates in soleus muscle specimens from Japanese cadavers and constructed a morphology-based classification system and evaluated their frequencies of occurrence. First, the specimens were divided into those with a sagittal tendon plate that was visible on the anterior surface (pennate muscle group) and those without (non-pennate muscle group). Next, based on the "number" and "breadth" of the sagittal tendon plates, the pennate muscle group specimens were further classified into four classes: Class I (one tendon, thin), Class II (one tendon, slightly broad), Class III (one tendon, very broad), and Class IV (two tendons, thin). Subsequently, the specimens were further divided into three types based on the position where the sagittal tendon plate joined the Achilles tendon: median tendon type, lateral tendon type, and medial tendon type (a total 13 divisions). When 458 Japanese soleus muscle specimens were classified into these divisions, the occurrence frequencies of Class I-IV were 80.57 %, 4.59 %, 5.46 %, and 1.09 %, respectively. In Class I, the median tendon type was more frequent than the lateral and medial tendon types, accounting for 48.47 % overall. The classification types of the sagittal tendon plate and their respective occurrence frequencies shown in this study are expected to serve as fundamental data in implementing rehabilitation of soleus muscle.

El músculo sóleo humano ha atraído la atención de la ciencia del deporte, la medicina de rehabilitación, etc. para mejorar el rendimiento del ejercicio en el entrenamiento, prevenir las lesiones y rehabilitación. La lámina tendinosa sagital del músculo sóleo es particularmente importante en la rehabilitación. Sin embargo, pocos estudios han evaluado en detalle la forma de la placa lámina sagital en el músculo sóleo humano y han intentado clasificar sus variaciones en función de su morfología. Realizamos un análisis detallado de la morfología de las láminas de los tendones sagitales en muestras de músculo sóleo de cadáveres japoneses y construimos un sistema de clasificación basado en la morfología y, además, evaluamos su frecuencia de aparición. Los especímenes se dividieron en aquellos con una lámina de tendón sagital que era visible en la superficie anterior (grupo muscular pennado) y aquellos sin (grupo muscular no pennado). A continuación, según el "número" y el "ancho" de las láminas de los tendones sagitales, las muestras del grupo de músculos pennados se clasificaron en cuatro clases: Clase I (un tendón, delgado), Clase II (un tendón, ligeramente ancho), Clase III (un tendón, muy ancho) y Clase IV (dos tendones delgados). Posteriormente, las muestras se dividieron en tres tipos, según la posición donde la lámina del tendón sagital se unía al tendón calcáneo: tipo de tendón mediano, tipo de tendón lateral y tipo de tendón medial (un total de 13 divisiones). En estas divisiones se clasificaron 458 especímenes de músculo sóleo de indiviuos japoneses, las frecuencias de ocurrencia de Clase I-IV fueron 80,57 %, 4,59 %, 5,46 % y 1,09 %, respectivamente. En la Clase I, el tipo de tendón mediano era más frecuente que los tipos de tendón lateral y medial, representando el 48,47 % del total. Se espera que los tipos de clasificación de la lámina del tendón sagital y sus respectivas frecuencias de aparición, que se reportan en este estudio, sirvan como datos fundamentales para implementar la rehabilitación del músculo sóleo.

Crista Galli Morphometry and Morphology: An Anatomical, Radiological, and Machine Learning Application Study / Crista Galli Morfometría y Morfología: Un Estudio de Aplicación Anatómica, Radiológica y de Aprendizaje Automático

SUMMARY: The study purposed to examine the morphometry and morphology of crista galli in cone beam computed tomography (CBCT) and apply a new analysis, supervised Machine Learning techniques to find the answers to research questions "Can sex be determined with crista galli morphometric measurements?" or "How effective are the crista galli morphometric measurements in determining sex?". Crista galli dimensions including anteroposterior, superoinferior, and laterolateral were measured and carried out on 200 healthy adult subjects (98 females; 102 males) aged between 18-79 years. Also, crista galli was classified with two methods called morphological types and Keros classification. In this study, the Chi-square test, Student's t-test, and Oneway ANOVA were performed. Additionally, Machine Learning techniques were applied. The means of the CGH, CGW, and CGL were found as 14.96 mm; 3.96 mm, and 12.76 mm in males, respectively. The same values were as 13.54 mm; 3.51 mm and 11.59±1.61 mm in females, respectively. The CG morphometric measurements of males were higher than those of females. There was a significant difference between sexes in terms of morphological classification type. Also, when the sex assignment of JRip was analyzed, out of 102 male instances 62 of them were correctly predicted, and for 98 female instances, 70 of them were correctly predicted according to their CG measurements. The JRip found the following classification rule for the given dataset: "if CGH<=14.4 then sex is female, otherwise sex is male". The accuracy of this rule is not high, but it gives an idea about the relationship between CG measurements and sex. Although the issue that CG morphometric measurements can be used in sex determination is still controversial, it was concluded in the analysis that CG morphometric measurements can be used in sex determination. Also, Machine Learning Techniques give an idea about the relationship between CG measurements and sex.

En el estudio se propuso examinar la morfometría y la morfología de la crista galli del hueso etmoides usando tomografía computarizada de haz cónico (CBCT) y aplicar un nuevo análisis, técnicas de aprendizaje automático supervisado para encontrar las respuestas a las preguntas de investigación "¿Se puede determinar el sexo con mediciones morfométricas de la crista galli?" o "¿Qué tan efectivas son las medidas morfométricas de la crista galli para determinar el sexo?". Las dimensiones de la crista galli, incluidas los diámetros anteroposterior, superoinferior y laterolateral, se midieron y realizaron en 200 sujetos adultos sanos (98 mujeres; 102 hombres) con edades comprendidas entre los 18 y los 79 años. La crista galli se clasificó con dos métodos llamados tipos morfológicos y clasificación de Keros. En este estudio, se realizaron la prueba de Chicuadrado, la prueba t de Student y ANOVA de una vía. Adicionalmente, se aplicaron técnicas de Machine Learning. Las medias de CGH, CGW y CGL se encontraron en 14,96 mm; 3,96 mm y 12,76 mm en hombres, respectivamente. Los mismos valores fueron 13,54 mm; 3,51 mm y 11,59 ± 1,61 mm en mujeres, respectivamente. Las medidas morfométricas del CG de los hombress fueron más altas que las de las mujeres. Hubo una diferencia significativa entre sexos en cuanto al tipo de clasificación morfológica. Además, cuando se analizó la asignación de sexo de JRip, de 102 instancias masculinas, 62 de ellas se predijeron correctamente, y de 98 instancias femeninas, 70 de ellas se predijeron correctamente de acuerdo con las mediciones de CG. El JRip encontró la siguiente regla de clasificación para el conjunto de datos dado: "si CGH<=14.4, por tanto el sexo es femenino, de lo contrario, el sexo es masculino". La precisión de esta regla no es alta, pero da una idea de la relación entre las medidas del CG y el sexo. Aunque la pregunta si las medidas morfométricas CG se pueden usar en la determinación del sexo sigue aún siendo controvertida. Se concluyó en el análisis que las medidas morfométricas CG se pueden usar en la determinación del sexo. Además, las técnicas de aprendizaje automático dan una idea de la relación entre las medidas de CG y el sexo.

Clasificación de eritrocitos empleando modelos ocultos de Márkov / Red Blood cell classification with hidden Markov models

Se realiza un estudio del desempeño de los modelos ocultos de Márkov (HMM) en la clasificación morfológica supervisada de eritrocitos en muestras de sangre periférica de pacientes con anemia drepanocítica. Los contornos se representan de forma novedosa considerando las diferencias angulares en la curvatura de los puntos del mismo. El entrenamiento de cada modelo se realiza tanto con la descripción normal de los contornos como con la representación de la rotación de los mismos, para garantizar una mayor estabilidad en los parámetros estimados. Se desarrolla un proceso de validación cruzada de 5x1 para estimación del error. Se obtienen las medidas de sensibilidad, precisión y especificidad de la clasificación. Los mejores resultados en cuanto a sensibilidad se obtienen al clasificar eritrocitos pertenecientes a dos clases: normales (96 por ciento) y elongados (99 por ciento). Al considerar además una clase de eritrocitos con otras deformaciones los mejores resultados se obtienen realizando el entrenamiento de los modelos con la rotación de todos los contornos, que alcanzó sensibilidades de normales (94 por ciento), elongados (82 por ciento) y con otras deformaciones (76 por ciento)(AU)

A study of the performance of Hidden Markov Models (HMM) in morphologic supervised classification of erythrocytes in peripheral blood smears of patients with sickle cell disease is realized. Contours are represented in original way considering the angular differences in the curvature of the points of the same. The training of every model comes true with the normal description of the contours and with the representation of the rotation of the same, in order to guarantee a bigger stability in the esteemed parameters. A process of validation crossed of 5x1 for estimate of the error is developed. The measures of sensibility, precision and specificity of classification are obtained. The best results obtain when classifying erythrocytes in two classes, with sensibility values in normal of 96 percent and elongated 99 percent. In the classification of erythrocytes considering the class of other deformations better results obtain accomplishing the training of the models with the rotation of all the contours, that it attained sensibilities of normal (94 percent), elongated (82 percent) and with other deformations (76 percent)(AU)