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Estudio de la precisión de la imagen térmica infrarroja en el diagnóstico de lesiones traumatológicas en la edad pediátrica

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Estudio de la precisión de la imagen térmica infrarroja en el diagnóstico de lesiones traumatológicas en la edad pediátrica

dc.contributor.advisor	Cibrián Ortiz de Anda, Rosa María
dc.contributor.advisor	Salvador Palmer, M. del Rosario
dc.contributor.author	Sanchis Sánchez, Enrique
dc.contributor.other	Departament de Fisiologia	es_ES
dc.date.accessioned	2014-01-07T08:45:33Z
dc.date.available	2014-10-05T06:10:05Z
dc.date.issued	2014
dc.date.submitted	27-01-2014	es_ES
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10550/32178
dc.description.abstract	This study of the diagnostic accuracy of Infrared Thermal Imaging (ITI) in the diagnosis of orthopedic injuries in childhood has been motivated by the high incidence of these injuries (fractures, sprains and contusions), which are usually diagnosed by X-rays with the potential risk posed by the use of this type of ionizing radiation in pediatric patients. The evaluation of the diagnostic accuracy of other alternative imaging tests, such as Infrared Thermography (IT), could avoid exposure to the ionizing radiation produced by X-rays or CT used in daily practice in hospital emergency units which care for children who have suffered trauma. To evaluate of the ability, or accuracy, of Infrared Thermography, and in order to be able to discriminate between children with injuries and those without, a reference standard was used and recommended guidelines were followed (Standards for the Reporting of Diagnostic Accuracy Studies). The document is divided into ten sections or chapters as follows: Firstly, there is a summary of the work carried out which briefly describes each of the sections. The second introductory section describes the rationale for the study, its epidemiological representation, consequences, the type of injury being studied and its characteristics. In this section, signs and symptoms of injuries are described, emphasizing the temperature rise caused by inflammation in the injured area after trauma, a key point in the study, since the test being assessed measures temperature. Several topics are presented in this section: general aspects of thermometry, the physiology of thermoregulation, the chosen method to detect the temperature, an approximation to the physical basis of Infrared Thermography and applications of Infrared Thermography in health and other areas. In the third section, based on the above, the hypothesis and the objectives of the study are presented. As an alternative to the use of diagnostic tests for lesions in childhood trauma based on ionizing radiation, the use of Infrared Thermography is proposed, based on the advantages of this technique and the increase in temperature that physiological processes produce following a trauma. The main intention was to determine the accuracy of Infrared Thermal Imaging as a diagnostic tool in childhood bone fractures. The fourth section, carried out "ad hoc", aims to propose a rigorous design of the study. This consists of a systematic review of the literature on diagnostic accuracy studies (DTA) of Infrared Thermography in orthopedic injuries, evaluating the methodology used and the results obtained. To this end, a search was carried out in MEDLINE, EMBASE, CINAHL, the Cochrane Library, DARE, CENTRAL, SCOPUS, the Web of Science, IME and ICYT. A qualitative synthesis of all studies was planned, along with a meta-analysis for sensitivity and specificity when low heterogeneity and inconsistency were found and there was no diagnostic threshold effect. Statistical tests were performed with α = 0.05. Six studies were included in the review and qualitative synthesis: one of them evaluated compartment syndrome, three evaluated stress fractures, one scaphoid fractures and the last one various knee pathologies. The methodological quality of the studies was mostly low. A quantitative synthesis of the studies evaluating stress fractures was performed, but because of the heterogeneity and inconsistency found for sensitivity, the result could only be combined for specificity (0.69 [95 % CI: 0.49 to 0.85]). The fifth section is devoted to the description of the materials and methods used in the study. It describes the study design, and the population under study, with both inclusion and exclusion criteria. It also details the data collection protocols that were designed to capture the images, the camera used and its technical characteristics. Finally, the process for image analysis is detailed, which includes the creation of "ad hoc" software that allowed a simple yet interesting analysis to be carried out, as well as different statistical analysis of the variables considered in the study. The results of both the analysis of the images as well as the statistical analysis of the data are shown in the sixth section. The sample of children was made up of 133 injured children treated in the emergency unit of the Dr. Peset Hospital, Valencia. The thermal images obtained were analyzed by comparing the difference in mean temperatures, maximum temperatures and areas in the regions of interest (ROI) of the injured area and its healthy counterpart. Regression models and Logistic Decision Tree or Classification were constructed to assess the ability of the technique in the classification of fractures and to determine its diagnostic accuracy. The Decision Tree model gave the best rating values, showing a sensitivity of 0.913, a specificity of 0.885 and an area under the curve (AUC) of 0.969. The diagnostic accuracy of Infrared Thermal Imaging found shows that it has great potential as a screening method to reduce the number of scans given to children using ionizing radiation techniques. Quantifying the difference of areas, something raised for the first time in this work, has been seen to be extremely useful. A discussion of the results is then presented, followed by the conclusions of the study. Finally, there is a bibliographic list of references used, along with a compilation of the documents that have been developed for use in the systematic review and data collection, which are presented as annexes.	en_US
dc.description.abstract	Este estudio de la precisión diagnóstica de la Imagen Térmica Infrarroja (ITI) en el diagnóstico de lesiones traumatológicas durante la infancia, ha sido motivado por la alta incidencia de este tipo de lesiones (fracturas, esguinces y contusiones) que habitualmente se diagnostican mediante rayos X, con el potencial riesgo que supone el uso de este tipo de radiación ionizante en pacientes pediátricos. La valoración de la precisión diagnóstica de otra prueba de imagen alternativa, como es la Termografía Infrarroja (TI), puede evitar la radiación ionizante producida por las radiografías o TAC usadas en la práctica diaria en los hospitales para la atención urgente de niños que han sufrido un traumatismo. Para la evaluación de la capacidad o precisión de la termografía infrarroja y poder discriminar entre niños con lesión (fracturas, esguinces o contusiones) o niños sin lesión, se ha utilizado un patrón de referencia y las pautas recomendadas (Standards for the Reporting of Diagnostic Accuracy Studies). La memoria que se presenta se divide en diez apartados o capítulos, como sigue: En el primero, se realiza un resumen del trabajo en el que se describe de forma breve cada uno de los apartados. En el segundo apartado, introductorio al tema, se describe el problema que origina la motivación para la realización del estudio: su representación epidemiológica, consecuencias, el tipo de lesión a estudiar y sus características. En este mismo apartado, se mencionan los signos y síntomas de las lesiones, haciendo hincapié en el aumento de temperatura ocasionado por la inflamación de la zona lesionada tras un traumatismo, punto clave en el estudio, ya que la prueba a valorar mide la temperatura. Se presentan los siguientes puntos: aspectos generales de la termometría, la fisiología de la termorregulación, la metodología elegida para la detección de la temperatura, una aproximación a las bases físicas de la termografía infrarroja, y la actualidad de las aplicaciones de la termografía infrarroja en salud y otras aplicaciones. En el tercer apartado, en base a lo descrito anteriormente, se plantea la justificación, hipótesis y objetivos del estudio. Se propone, como alternativa al uso de pruebas diagnósticas de radiación ionizante, la utilización de la termografía infrarroja en el diagnóstico de lesiones traumatológica en la edad pediátrica, apoyándonos en las ventajas que ofrece dicha técnica y en el aumento de temperatura que los procesos fisiológicos producen tras un traumatismo. El propósito último fue determinar la precisión de la imagen térmica infrarroja como herramienta diagnóstica en las fracturas óseas infantiles. El cuarto apartado se ha realizado “ad hoc” con el objetivo de plantear un diseño riguroso del trabajo. Se trata de una revisión sistemática de la literatura sobre los estudios de precisión diagnóstica (DTA) de la termografía infrarroja en lesiones traumatológicas, valorando la metodología utilizada y los resultados obtenidos. Para ello, se realizó la búsqueda en MEDLINE, EMBASE, CINAHL, Cochrane Library, DARE, CENTRAL, SCOPUS, Web of Science, IME e ICYT. Se planificó una síntesis cualitativa de todos los estudios y un metaanálisis para la sensibilidad y especificidad cuando se encontrase baja heterogeneidad e inconsistencia y no hubiera efecto de umbral diagnóstico. Las pruebas estadísticas se realizaron con α = 0.05. Se incluyeron seis estudios en la revisión y síntesis cualitativa: uno evaluó el síndrome compartimental, tres las fracturas por estrés, uno las fracturas de escafoides y el último distintas patologías de rodilla. La calidad metodológica de los estudios fue mayoritariamente baja. Se realizó una síntesis cuantitativa de los estudios que evaluaron las fracturas por estrés, pero debido a la heterogeneidad e inconsistencia halladas para la sensibilidad, sólo pudo combinarse el resultado para la especificidad (0.69 [CI 95 %: 0.49 – 0.85]). El quinto apartado está dedicado a la descripción del material y los métodos empleados en el estudio. En él se describen el diseño y la población de estudio, con los criterios de inclusión y exclusión. Asimismo, se detalla la recogida de datos, los protocolos que se diseñaron para la captura de las imágenes, la cámara utilizada y las características de la misma. Para terminar se específica el proceso de análisis de las imágenes, en el que se incorpora la creación de un software “ad hoc” que ha posibilitado un análisis sencillo de las mismas, así como también los diferentes análisis estadísticos de las variables consideradas en el estudio. Los resultados, tanto del análisis de las imágenes como de los análisis estadísticos de los datos, se muestran en el apartado sexto. La muestra de niños lesionados estuvo formada por 133 niños atendidos en el servicio de urgencias del Hospital Dr. Peset de Valencia. Se analizaron las imágenes termográficas obtenidas comparando la diferencia de temperaturas medias, temperaturas máximas y de áreas en las regiones de interés (ROI) de la zona lesionada y la zona sana homóloga. Se construyeron modelos de Regresión Logística y de Árbol de Decisión o Clasificación para valorar la capacidad de la técnica en la clasificación de fracturas y determinar su precisión diagnóstica. El modelo Árbol de Decisión fue el que mejores valores de clasificación presentó, con una sensibilidad de 0.913, una especificidad de 0.885 y un área bajo la curva (AUC) de 0.969. La precisión diagnóstica de la imagen térmica infrarroja hallada muestra un gran potencial como elemento de cribado para reducir el número de exploraciones realizadas en niños, mediante técnicas que emitan radiación ionizante, resultando de gran utilidad la cuantificación de la diferencia de áreas, que hasta ahora no se había tenido en cuenta en otros estudios. A partir de los resultados se realiza la discusión de los mismos, para terminar con las conclusiones del estudio. El documento se completa con la relación de referencias bibliográficas utilizadas y una recopilación de documentos que se han elaborado para su utilización en la revisión sistemática y en la recogida de datos en forma de anexos.	es_ES
dc.format.extent	233 p.	es_ES
dc.language.iso	es	es_ES
dc.subject	traumatología	es_ES
dc.subject	pediatría	es_ES
dc.subject	termografía	es_ES
dc.title	Estudio de la precisión de la imagen térmica infrarroja en el diagnóstico de lesiones traumatológicas en la edad pediátrica	es_ES
dc.type	doctoral thesis	es_ES
dc.subject.unesco	UNESCO::CIENCIAS MÉDICAS::Otras especialidades médicas	es_ES
dc.embargo.terms	9 months	es_ES