Sex Determination by the Machine Learning Algorithms Through Using Morphometric Measurements of the Carpal, Metacarpal, and Phalangeal Bones / Determinación del Sexo Mediante Algoritmos de Aprendizaje Automático Mediante el Uso de Mediciones Morfométricas de los Huesos del Carpo, el Metacarpo y las Falanges

SUMMARY: In the study, it was aimed to predict sex from hand measurements using machine learning algorithms (MLA). Measurements were made on MR images of 60 men and 60 women. Determined parameters; hand length (HL), palm length (PL), hand width (HW), wrist width (EBG), metacarpal I length (MIL), metacarpal I width (MIW), metacarpal II length (MIIL), metacarpal II width (MIIW), metacarpal III length (MIIL), metacarpal III width (MIIIW), metacarpal IV length (MIVL), metacarpal IV width (MIVW), metacarpal V length (MVL), metacarpal V width (MVW), phalanx I length (PILL), measured as phalanx II length (PIIL), phalanx III length (PIIL), phalanx IV length (PIVL), phalanx V length (PVL). In addition, the hand index (HI) was calculated. Logistic Regression (LR), Random Forest (RF), Linear Discriminant Analysis (LDA), K-nearest neighbour (KNN) and Naive Bayes (NB) were used as MLAs. In the study, the KNN algorithm's Accuracy, SEN, F1 and Specificity ratios were determined as 88 %. In this study using MLA, it is understood that the highest accuracy belongs to the KNN algorithm. Except for the hand's MIIW, MIIIW, MIVW, MVW, HI variables, other variables were statistically significant in terms of sex difference.

En el estudio, el objetivo era predecir el sexo a partir de mediciones manuales utilizando algoritmos de aprendizaje automático (MLA). Las mediciones se realizaron en imágenes de RM de 60 hombres y 60 mujeres. Parámetros determinados; longitud de la mano (HL), longitud de la palma (PL), ancho de la mano (HW), ancho de la muñeca (EBG), longitud del metacarpiano I (MIL), ancho del metacarpiano I (MIW), longitud del metacarpiano II (MIIL), ancho del metacarpiano II (MIIW), longitud del metacarpiano III (MIIL), ancho del metacarpiano III (MIIIW), longitud del metacarpiano IV (MIVL), ancho del metacarpiano IV (MIVW), longitud del metacarpiano V (MVL), ancho del metacarpiano V (MVW), longitud de la falange I (PILL), medido como longitud de la falange II (PIIL), longitud de la falange III (PIIL), longitud de la falange IV (PIVL), longitud de la falange V (PVL). Además, se calculó el índice de la mano (HI). Regresión logística (LR), Random Forest (RF), Análisis discriminante lineal (LDA), K-vecino más cercano (KNN) y Naive Bayes (NB) se utilizaron como MLA. En el estudio, las proporciones de precisión, SEN, F1 y especificidad del algoritmo KNN se determinaron en un 88 %. En este estudio que utiliza MLA, se entiende que la mayor precisión pertenece al algoritmo KNN. Excepto por las variables MIIW, MIIIW, MIVW, MVW, HI de la mano, otras variables fueron estadísticamente significativas en términos de diferencia de sexo.

Morphometric evaluation of second to fifth metacarpals for retrograde intramedullary headless screw fixation / Evaluación morfométrica del segundo al quinto metacarpianos para la fijación retrógrada con tornillos intramedulares sin cabeza

SUMMARY: Intramedullary headless screw fixation has come to the fore in the treatment of metacarpal fractures in recent years with its advantages. Our aim was to evaluate the metacarpal morphometry for retrograde intramedullary entrance and to determine the optimal entry point. Computed tomography images of 105 patients including 64 men and 41 women, were examined. Distal and proximal metacarpal widths, medullary cavity width, cortex thickness and the measurements of the optimal entry site in volar-dorsal and radio-ulnar directions were measured in both coronal and sagittal planes. In the sagittal plane, the second metacarpal had the widest proximal width (16.29 mm), distal width was greatest in the third metacarpal (14.34 mm) which was significantly different between the sexes (p<0.001). Third metacarpal had the widest medullary cavity width in the sagittal plane (4.12 mm). In the coronal plane, it was the second metarcarpal with the widest proximal (16.14 mm) and distal width (13.92 mm) and was also the longest (66.32 mm). Unlike the sagittal plane, the medullary cavity width in the coronal plane was at the widest (4.06 mm) in fifth metacarpal. The points determined for optimal entry were respectively (4.60 mm; 4.97 mm; 4.55 mm; 4.36 mm) in the dorsal-volar plane, close to the dorsal side. There was no significant difference between the sexes for optimal insertion point in the sagittal planes in all the measured metacarpals. Considering its three dimensional structure, metacarpal bones have irregular morphometric properties and these features differ in sagittal and coronal planes. The optimal entry site is located in the midline in the coronal plane, while it is located in the sagittal plane close to the dorsal part. Knowing these properties can reduce the complication rate by reducing entry attempts and help select the correct material.

RESUMEN: En los últimos años, debido a sus ventajas la fijación intramedular con tornillos sin cabeza ha pasado a primer plano en el tratamiento de las fracturas de los huesos metacarpianos. Nuestro objetivo fue evaluar la morfometría del hueso metacarpiano para la entrada intramedular retrógrada y determinar el punto de entrada óptimo. Se examinaron imágenes de tomografía computarizada de 105 pacientes, incluidos 64 hombres y 41 mujeres. Los anchos de los huesos metacarpianos distal y proximal, el ancho de la cavidad medular, el grosor de la cortical y las medidas del sitio de entrada óptimo en las direcciones palmar-dorsal y radioulnar se midieron en los planos coronal y sagital. En el plano sagital, el segundo hueso metacarpiano presentó el mayor ancho proximal (16,29 mm), el ancho distal fue mayor en el tercer hueso metacarpiano (14,34 mm), lo que fue significativamente diferente entre individuos de ambos sexos (p<0,001). El tercer metacarpiano tenía la cavidad medular más ancha en el plano sagital (4,12 mm). En el plano coronal, era el segundo hueso metarcarpiano con mayor ancho proximal (16,14 mm) y distal (13,92 mm) y también era el más largo (66,32 mm). A diferencia del plano sagital, el ancho de la cavidad medular en el plano coronal era más ancho (4,06 mm) en el quinto hueso metacarpiano. Los puntos determinados para la entrada óptima fueron respectivamente (4,60 mm; 4,97 mm; 4,55 mm; 4,36 mm) en el plano dorsal-volar, próximo del lado dorsal. No hubo diferencia significativa entre ambos sexos para el punto de inserción óptimo en los planos sagitales en todos los huesos metacarpianos medidos. Teniendo en consideración su estructura tridimensional, los huesos metacarpianos tienen propiedades morfométricas irregulares, y estas características difieren en los planos sagital y coronal. El sitio de entrada óptimo se encuentra en la línea mediana en el plano coronal, mientras que se ubica en el plano sagital cerca de la parte dorsal. Conocer estas propiedades puede reducir la tasa de complicaciones al disminuir los intentos de entrada y ayudar a seleccionar el material correcto.

Osteología del miembro torácico de la corzuela parda Mazama gouazoubira (g. Fischer, 1814) (Cetartiodactyla: Cervidae) / Osteology of the thoracic limb of south american gray brocket Mazama gouazoubira (Fischer, 1814) (Cetartiodactyla: Cervidae)

El objetivo del estudio fue describir las características anatómicas y establecer hipótesis morfo-funcionales del esqueleto del miembro torácico de Mazama gouazoubira. Para ello, se utilizaron los miembros torácicos de cuatro adultos jóvenes. Los huesos se prepararon mediante ebullición y fueron blanqueados en una solución de peróxido de hidrógeno para obtener descripciones comparativas, mediciones osteométricas y radiografías digitales. En comparación con los rumiantes domésticos, la escápula resultó ser ancha y plana, con el acromion pequeño, el proceso coracoides muy pequeño y sin tuberosidad de la espina. El húmero se observó alargado con la diáfisis redondeada en una sección transversal y con proyecciones no articulares lisas. La ulna se unió al radio hasta la epífisis distal y juntos formaron un espacio interóseo proximal alargado y estrecho, sin surco vascular. El esqueleto de la mano presentó los metacarpianos III y IV bien desarrollados y fusionados, mientras que los metacarpianos II y V resultaron rudimentarios con disposición telemetacarpiana, filogenéticamente típico de cérvidos del Nuevo Mundo. Se encontraron cuatro dedos con tres falanges en cada uno, de los cuales, dos corresponden a los principales (III y IV) que llegan al suelo y dos son rudimentarios (II y V). Las radiografías nos permitieron visualizar los patrones de tensiones trabeculares normales y la osteometría permitió establecer relaciones con fines comparativos. Se reconocieron las adaptaciones esqueléticas del miembro torácico para favorecer la locomoción cursorial saltatoria.

This study aimed to describe anatomical features of the forelimb skeleton of Mazama gouazoubira in order to establish morphofunctional activity. Forelimbs of four young adult specimens were used to this end. The bones were prepared by boiling and cleared in a solution of hydrogen peroxide for comparative descriptions, osteometrics measurements and digital radiographs. Compared to domestic ruminants, the scapula proved to be wide and flat, with a small acromion, reduced coracoid process and lacking of spine tuberosity. The humerus had an elongated shaft with a rounded cross-section and discrete non-articular projections. The ulna accompanied the radio to the distal epiphysis and formed a long and narrow, proximally placed interosseous space without a vascular groove. The skeleton of the hand presented the rudimentary metacarpals II and V and the well-developed III and IV fused metacarpals, which is a typical telemetacarpal arrangement of close phylogenetically deer species from the New World. There were four fingers, each one with three phalanges; two main (III and IV) touching the ground and two rudimentary (II and V). Radiographs allowed visualizing patterns of normal trabecular tensions and osteometrics enabled to establish ratios for comparative purposes. Adaptations of skeletal forelimb to favor cursorial saltatory locomotion were typically identified.

Propiedades morfológicas en la parte media de la díafisis del hueso metacarpiano III de equino mestizo criollo / Morphological properties in the mid part of the metacarpal III bone diaphysis of equine criollo crossbreed

El desarrollo del esqueleto es de máxima importancia en caballos de trabajo y alta competencia. Los miembros torácicos sostienen el 60% del peso corporal y están sometidos a esfuerzos biomecánicos que los predisponen a lesiones, estando obligados a especializarse en el apoyo. El metacarpiano III soporta la mayor carga entre los huesos del cuerpo y la sustancia compacta tiene gran espesor dorsal y medial. Es un material complejo que posee plasticidad y fuerza considerable, con capacidad para soportar la deformación y recuperar su forma. El objetivo de este estudio es aportar conocimientos morfológicos, aplicables a la clínica animal, del hueso metacarpiano III de equino mestizo criollo. Se estudiaron los huesos metacarpiano III de 30 equinos hembras y machos, entre 18 meses y 5 años de edad, divididos en dos grupos etarios, provenientes del frigorífico General Pico, Las Higueras. Se determinó: peso y longitud total; diámetro latero-medial y dorso-palmar en la parte media de la diáfisis. Al metacarpiano III izquierdo se le practicó una osteotomía transversal en la parte media de la diáfisis para determinar: espesor de la cortical, área cortical, área medular y área total. Los datos fueron analizados mediante técnicas de correlación y regresión lineal simple, análisis de la varianza y comparaciones múltiples de Tukey usando el paquete estadístico InfoStat, con un nivel de significación de 0,05. Los resultados muestran que existe asociación entre el peso versus área cortical (r= 0,76, p= 0,0001) y longitud del hueso versus área cortical (r= 0,74 p= 0,0001), el área depende linealmente del peso y longitud del hueso (R2= 0,97, p<0,0001 y R2= 0,96, p<0,0001 respectivamente). Se comprobó que existen diferencias significativas entre los diámetros de las áreas y espesor de los cuadrantes (p<0,0001), al contrastar los cuadrantes entre sí se observaron diferencias a excepción del cuadrante dorsal y lateral. Existe diferencias entre las áreas de los distintos grupos etários (p= 0,0034). La morfología tiene influencia sobre las propiedades biomecánicas del hueso.

The development of high skeleton is important in working horses and associated high competition. Thoracic members hold 60% of body weight and are subjected to biomechanical efforts that predispose the animal to injury, being forced to rely on the support. The large metacarpal III supports load between bones of the body and the compact substance is large dorsal and medial thickness. It is composed of complex material and possesses plasticity and considerable force, with the ability to sustain deformation and subsequently recover its form. The objective of this study is to provide morphometric knowledge applied to animal clinic of the metacarpal III bone of equine criollo crossbreed. Thirty (30) metacarpal III bones of male and female horses, between 18 months and 5 years old, divided into two age groups, from the Frigorifico General Pico, Las Higueras groups were studied. We determined: weight, total length, diameter latero-medial and dorsal-palmar in the middle of the diaphysis. A transverse osteotomy was performed left to metacarpal III in the middle diaphysis to determine: cortical thickness, cortical area, medullary area and total area. The data was analyzed by correlation and simple linear regression techniques, analysis of variance and Tukey multiple comparisons using the statistical InfoStat (2009) package, with a significance level of 0.05. The results showed an association between weight vs. cortical area (r= 0.76, p= 0.0001) and bone length vs. cortical area (r= 0.74, p= 0.0001), the area depends linearly on the weight and length bone (R2= 0.97, p<0.0001 and R2= 0.96, p<0.0001 respectively). It was found that there are significant differences between the diameters of the area and thickness of the quadrants (p<0.0001), contrasting quadrants were observed in the dorsal and lateral exception quadrant. There are differences between areas of different age groups (p= 0.0034). The morphology influences the biomechanical properties of the bone.

Características biométricas de los huesos metacarpianos en individuos chilenos / Biometric characteristics of the metacarpal bones in chilean individuals

Los huesos metacarpianos son largos y cilíndricos, articulándose proximalmente con el carpo y distalmente con las falanges proximales de los dedos. Estos huesos han recibido especial atención en el área de la medicina forense para la determinación del sexo. Con el objetivo de aportar datos biométricos sobre los huesos metacarpianos en individuos chilenos, determinamos radiográficamente, en 52 manos de individuos de ambos sexos, la longitud de cada uno de ellos, el ancho de su base, cuerpo y cabeza. En los individuos de sexo masculino, la longitud promedio del I metacarpiano fue de 40,9 +/- 6,4 mm y la del II metacarpiano de 60,8 +/- 7,4 mm; en el sexo femenino el I metacarpiano tuvo un promedio de 39,2 +/- 5,2 mm y el II metacarpiano de 60,6 +/- 8,9 mm. El ancho promedio de la epífisis proximal de cada hueso metacarpiano en individuos de sexo masculino fue para el I metacarpiano 12,5 ± 2,1 mm y para el II metacarpiano 14,8 ± 2,1 mm; en el sexo femenino, el I metacarpiano tuvo 11,6 ± 2,3 mm y el II metacarpiano 13,9 ± 2,1 mm. El diámetro promedio en la parte media del cuerpo de cada hueso en individuos masculinos fue para el I metacarpiano 11,8 +/- 2,2 mm y para el II metacarpiano 11,7 +/- 2,2 mm; en el sexo femenino, el I metacarpiano tuvo 10,86 +/- 2,8 mm y el II metacarpiano 11,8 +/- 2,6 mm. El ancho promedio de la epífisis distal de cada hueso en los individuos de sexo masculino fue para el I metacarpiano 6,7 +/- 1,2 mm y el II metacarpiano de 5,7 +/- 1,2 mm; en el sexo femenino, esta variable fue para el I metacarpiano 6,2 +/- 1,5 mm y para el II metacarpiano de 5,0 +/- 1,4 mm. El primer metacarpiano es el más corto de todos. El segundo metacarpiano siempre tuvo una longitud mayor que los otros metacarpianos, especialmente del tercero, que le sigue en longitud. En solo un caso la longitud del segundo metacarpiano fue menor que la del tercero y en dos casos el segundo y el tercer metacarpiano tuvieron la misma medida...

The metacarpal bones are long and cylindrical and articulate proximally and distally with carpus and with the proximal phalanges of the fingers, respectively. These bones have received special attention in the area of ??forensic medicine for sex determination. In order to provide biometric data on the metacarpal bones in Chilean individuals group, we determined radiographically in 52 hands, of both sexes, the length of each, the width of the base, body and head. In male subjects, the length averages were in the first metacarpal bone 40.9 +/- 6.4 mm and in the second metacarpal bone 60.8 +/- 7.4 mm, in females the first metacarpal bone had an average of 39.2 +/- 5.2 mm and second metacarpal 60.6 +/- 8.9 mm. The width averages of the proximal epiphysis of metacarpal bones in male individuals were in first metacarpal 12.5 +/- 2.1 mm and in second metacarpal 14.8 +/- 2.1 mm; in females, in the first metacarpal was 11.6 +/- 2.3 mm and 13.9 +/- 2.1 mm in second metacarpal bone. The diameter averages in the middle of the body in male individuals were 11.8 +/- 2.2 mm in first metacarpal bone and in second metacarpal, 11.7 +/- 2.2 mm; in females, the first metacarpal had 10.86 +/- 2.8 mm and the second metacarpal bone, 11.8 +/- 2.6 mm. The width averages of the distal epiphysis in male individuals were 6.7 +/- 1.2 mm in first metacarpal bone and in second metacarpal, 5.7 +/- 1.2 mm; in females, this variable was 6.2 +/- 1.5 mm in the first metacarpal bone and in the second metacarpal bone was 5.0 +/- 1.4 mm. The first metacarpal bone was the shortest of metacarpals. The second metacarpal always had a greater length than the other metacarpals, especially the third, next in length. In one case only the second metacarpal length was less than the third and in two cases the second and third metacarpal had the same length...

Computed tomography and cross sectional anatomy of the metacarpus and digits of the one-humped camel and egyptian water buffalo / Anatomía por tomografía computarizada y sección transversal del metacarpo y dígitos del camello de una joroba y el búfalo de agua egipcio

The use of advanced imaging in diagnostic patient evaluations is increasing as well as the availability of machines for veterinary practices. The purpose of this study was to provide an atlas of synchronized normal computed tomography and cross sectional anatomy of the metacarpus and digits in the one-humped camel and Egyptian water buffalo to provide a basis for diagnosis of their diseases by the aid of CT. One cm contiguous transverse CT images and cross sectional anatomy were obtained and photographed. Clinically applicable anatomic structures were identified and labeled at each level. In both animals, the medullary cavity of the fused third and fourth metacarpal bones was divided internally by a vertical bony septum which was a complete septum in the camel, complete at the proximal and distal extremities in the buffalo and small and incomplete in main part of fused shaft of metacarpal bones in buffalo. The CT of the present study in both camel and buffalo showed the adjacent extensor tendons as transverse narrow strap with undifferentiated outlines on the dorsal aspect of fused metacarpal bones, proximal phalanges and middle phalanges and the adjacent flexor tendons as roughly rounded mass with undifferentiated outlines on the palmar aspect of fused metacarpal bones, proximal phalanges and middle phalanges. The undifferentiated outlines of the adjacent extensor or flexor tendons in CT images is equivalent to cross sectional anatomy without dissection of the intervening fascia, where the outlines didn't appear in the latter also. Therefore, the cross sectional anatomy is superior to CT only when the intervening fascia is dissected. CT images of the current study have the potential to become part of our standard diagnostic investigation for anatomic regions previously difficult to be evaluated in the camel and buffalo.

El uso de imágenes avanzadas en las evaluaciones diagnósticas del paciente es cada vez mayor, así como la disponibilidad de máquinas para la práctica veterinaria. El propósito de este estudio fue proporcionar un atlas de anatomía por tomografía computarizada sincronizada normal y sección transveral del metacarpo y los dedos en el camello de una joroba y búfalos de agua Egipcios para proporcionar una base para el diagnóstico de sus enfermedades con la ayuda de TC. Fueron obtenidas y fotografiadas imágenes anatómicas de TC transversales de 1 cm contiguas y de sección transversal. Las estructuras anatómicas de aplicación clínica fueron identificadas y etiquetadas en cada nivel. En ambos animales, la cavidad medular de los huesos metacarpianos tercero y cuarto fusionados se dividió internamente por un septo vertical de hueso, el cual era un septo completo en el camello y completo en los extremos proximal y distal en los búfalos, y pequeños e incompletos en la parte principal de eje de fusión de los huesos metacarpianos en los búfalos. La TC mostró tanto en camellos como en búfalos a los tendones extensores adyacentes como una correa transversal estrecha con los contornos indiferenciados en la cara dorsal de los metacarpianos fusionados, falanges proximales y falanges media y, los tendones flexores adyacentes como una masa más o menos redondeada con contornos no diferenciados en la cara palmar de la fusión de los huesos metacarpianos, falanges proximales y falanges medias. Las líneas diferenciadas de los tendones extensores o flexores adyacentes en las imágenes de TC fue equivalente a la anatomía de sección transversal sin disección de la fascia de intervención, donde las líneas no aparece en el último. Por lo tanto, la anatomía de sección transversal es superior a la TC sólo cuando la intervención diseca la fascia. Las imágenes de TC del presente estudio tienen el potencial para convertirse en parte de nuestra investigación de diagnóstico estándar para...

Determinação da densidade mineral e da elasticidade óssea após a aplicação de ondas de choque extracorpóreas no terceiro metacarpiano de equinos atletas / Mineral density and bone elasticity determination after extracorporeal shock waves application in third metacarpus of athlete equines

Objetivou-se neste estudo avaliar os efeitos da aplicação de ondas de choque extracorpóreas (ESWT) no terceiro metacarpiano de equinos hígidos através da determinação da elasticidade óssea. Foram utilizados 20 equinos Puro Sangue Inglês, machos e fêmeas, com dois anos de idade, em início de treinamento e selecionados quanto ao estado de higidez. No início do experimento (D0), todos os animais foram submetidos à avaliação da elasticidade óssea do terceiro metacarpiano. Os animais foram divididos em dois grupos (Grupo Controle - GC e Grupo Experimental - GE). A aplicação das ESWT foi realizada no membro torácico direito dos animais do GE, na região coincidente à da avaliação da elasticidade óssea. Foi utilizado aparelho para terapia de ondas extracorpóreas com densidade de fluxo de energia de 0,15mJ/mm2 e 2000 pulsos com probe E6R20, com característica do foco da onda de choque de 20 mm. A ESWT foi repetida a cada 21 dias totalizando três sessões (D0, D21 e D42). A análise da determinação da elasticidade óssea foi realizada no D0, D21, D42 e D72. A média da velocidade ultrassonográfica diferiu entre os grupos no D21, D42 e D72, sendo que os animais do GE apresentaram menor densidade mineral óssea após as aplicações das ESWT. Houve igualmente, diferença na massa óssea entre os grupos no D21 e D42, parâmetro onde os animais do GE apresentaram diminuição significativa da massa óssea. O risco de fratura apresentou-se maior nos animais do GE no D21. Concluiuse que, a ESWT é capaz de promover alteração da densidade mineral óssea.

The porpoise of this study was to evaluate the effects of extracorporeal shock waves in third metacarpus bone from healthy horses by determination of bone elasticity. It were used 20 Thoroughbred horses, male and female, with two years old, on top of training and selected as the state healthy. At the beginning of the experiment (D0), all animals were submitted for evaluation of bone elasticity held in the third metacarpus bone. The animals were divided into two groups (Control Group - CG and Experimental Group - EG). The application of extracorporeal shock wave therapy (ESWT) was performed on the right forelimb of the animals in the experimental group in the same place evaluated for bone elasticity and was used apparatus for extracorporeal therapy of waves with 0.15 mJ/mm2 energy flux density and 2000 pulses with E6R20 probe, with focus feature of the shock wave of 20 mm. The ESWT were repeated every 21 days, a total of three sessions (D0, D21 and D42). The analysis of bone elasticity determination was realized at D21, D42 and D72. The average of speed ultrasound differed between groups at D21, D42 and D72, and the animals from EG had lower bone mineral density after applications of ESWT. There was also difference in the analysis of bone mass (Z-Score) between the groups at D21 and D42, which animals from EG showed a significant decrease in bone mass. The risk of fracture was higher in animals from experimental group at D21. It was concluded that ESWT is able to promote change in bone mineral density.