Uso de imágenes multiespectrales como técnica no invasiva para el estudio de la reflectancia difusa del tejido mamario
El cáncer de mama es una de las enfermedades que actualmente está afectando a la población femenina en varios rangos de edades con una alta tasa de mortalidad, y por ende, presenta un panorama desalentador frente a la detección temprana del cáncer de mama. A pesar de que la detección precoz es de gr...
- Autores:
-
Getial Getial, Margie Silvana
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.utp.edu.co:11059/14378
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11059/14378
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- Palabra clave:
- 620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicada
Analisis espectral
Espectroscopia de reflectancia
Espectroscopia cercano a infrarrojos
Imagenes multiespectrales
Espectroscopia
Reflectancia difusa
Tejido mamario
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- Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
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Medina Barreto, Milton Humberto |
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El cáncer de mama es una de las enfermedades que actualmente está afectando a la población femenina en varios rangos de edades con una alta tasa de mortalidad, y por ende, presenta un panorama desalentador frente a la detección temprana del cáncer de mama. A pesar de que la detección precoz es de gran importancia, ya que si se diagnostica el cáncer en las primeras fases los tratamientos son más eficientes brindando así una mejor expectativa de vida. En la actualidad no hay técnicas de diagnóstico que sean eficaces al 100% dado que influyen diversos factores geográficos, socioeconómicos y demográficos, entre otros. En concordancia, en este trabajo de investigación se propone la técnica de imágenes multiespectrales como técnica de diagnóstico no invasiva la cual combina la tecnología de imagen y la espectroscopía. Es una técnica que ha sido explorada para diversas áreas del conocimiento, y específicamente en el área biomédica ha mostrado tener potencial para convertirse en una herramienta tecnológica para estudiar e identificar varias enfermedades, entre ellas el cáncer de mama. Además de ser no invasiva, es portátil, económica, y amigable con el medio ambiente. Para aplicar esta técnica se construirá un protocolo de acuerdo a la bibliografía existente, el cual permitirá utilizar una cámara multiespectral y de esta manera se podrá implementar en una prueba piloto con mujeres sanas, en el Grupo de Electrofisiología de la Universidad Tecnológica de Pereira. A partir del protocolo se registrarán y se obtendrán las imágenes multiespectrales del tejido mamario, a las cuales se les aplicará métodos y técnicas de procesamientos de imágenes, específicamente se quiere identificar la región de interés (ROI), para analizar la respuesta de reflectancia en función de la longitud de onda. |
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 dehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessMedina Barreto, Milton HumbertoGetial Getial, Margie Silvana2022-11-18T22:09:14Z2022-11-18T22:09:14Z2022https://hdl.handle.net/11059/14378Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeEl cáncer de mama es una de las enfermedades que actualmente está afectando a la población femenina en varios rangos de edades con una alta tasa de mortalidad, y por ende, presenta un panorama desalentador frente a la detección temprana del cáncer de mama. A pesar de que la detección precoz es de gran importancia, ya que si se diagnostica el cáncer en las primeras fases los tratamientos son más eficientes brindando así una mejor expectativa de vida. En la actualidad no hay técnicas de diagnóstico que sean eficaces al 100% dado que influyen diversos factores geográficos, socioeconómicos y demográficos, entre otros. En concordancia, en este trabajo de investigación se propone la técnica de imágenes multiespectrales como técnica de diagnóstico no invasiva la cual combina la tecnología de imagen y la espectroscopía. Es una técnica que ha sido explorada para diversas áreas del conocimiento, y específicamente en el área biomédica ha mostrado tener potencial para convertirse en una herramienta tecnológica para estudiar e identificar varias enfermedades, entre ellas el cáncer de mama. Además de ser no invasiva, es portátil, económica, y amigable con el medio ambiente. Para aplicar esta técnica se construirá un protocolo de acuerdo a la bibliografía existente, el cual permitirá utilizar una cámara multiespectral y de esta manera se podrá implementar en una prueba piloto con mujeres sanas, en el Grupo de Electrofisiología de la Universidad Tecnológica de Pereira. A partir del protocolo se registrarán y se obtendrán las imágenes multiespectrales del tejido mamario, a las cuales se les aplicará métodos y técnicas de procesamientos de imágenes, específicamente se quiere identificar la región de interés (ROI), para analizar la respuesta de reflectancia en función de la longitud de onda.Breast cancer is one of the diseases that is currently descending to the population female in various age ranges with a high mortality rate, and therefore, presents a discouraging outlook for early detection of breast cancer. Even though the Early detection is of great importance, since if the cancer is diagnosed in the early stages treatments are more efficient thus providing a better life expectancy. currently there are no diagnostic techniques that are 100% effective since they influence various factors geographic, socioeconomic and demographic, among others. Accordingly, in this work research proposes the multispectral imaging technique as a diagnostic technique not invasive which combines imaging technology and spectroscopy. It is a technique that has been explored for various areas of knowledge, and specifically in the biomedical area has showing to have potential to become a technological tool to study and identify various diseases, including breast cancer. In addition to being non-invasive, it is portable, economical and environmentally friendly. To apply this technique, a protocol according to the existing bibliography, which will allow the use of a camera multispectral and in this way it can be implemented in a pilot test with healthy women, in the Electrophysiology Group of the Technological University of Pereira. From the protocol Multispectral images of the breast tissue will be recorded and obtained, which will be use image processing methods and techniques, specifically you want to identify the region of interest (ROI), to analyze the reflectance response as a function of wavelength.USO DE IMÁGENES MULTIESPECTRALES COMO TÉCNICA NO INVASIVA PARA EL ESTUDIO DE LA REFLECTANCIA DIFUSA DEL TEJIDO MAMARIO CAPÍTULO 1....................................................................................................................9 1. INTRODUCCIÓN.........................................................................................................9 1.1. Justificación........................................................................................................10 1.2. Planteamiento del problema...............................................................................12 1.3. Objetivos............................................................................................................14 1.4. Estructura del trabajo de grado...........................................................................14 CAPÍTULO 2..................................................................................................................16 2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA................................................................................16 2.1. Radiación electromagnética…...........................................................................16 2.1.1. Espectro electromagnético….....................................................................17 2.1.2. Rango Visible e Infrarrojo Cercano VIS-NIR…...........................................18 2.1.3. Interacción Energía-tejido…......................................................................19 2.2. Espectroscopia aplicada al cuerpo humano…....................................................21 2.2.1. Espectroscopía de Reflexión Óptica Difusa…............................................22 2.3. Imágenes espectrales….....................................................................................23 2.4. Anatomía de la mama….....................................................................................25 2.5. Cáncer de mama................................................................................................26 2.5.1. Técnicas de Diagnóstico….......................................................................27 2.5.1.1. Mamografía de Rayos X.....................................................................27 2.5.1.2. Resonancia Magnética Nuclear.........................................................27 2.5.1.2. Ultrasonido o Ecografía......................................................................28 2.6. Preprocesamiento de imágenes Multiespectrales…...........................................28 2.6.1. Normalización...........................................................................................29 2.6.2. Alineación.................................................................................................29 2.6.3. Segmentación..........................................................................................29 2.7. Calculo del tamaño de la muestra…...................................................................30 2.8. Pruebas estadísticas..........................................................................................30 2.8.1. Criterio planteado para aceptar o rechazar una hipótesis nula pruebas paramétricas......................................................................................................31 2.9. Estado del arte…................................................................................................32 2.9.1 Antecedentes bibliográficos paras las HSI y MSI…………………………...33 CAPÍTULO 3..................................................................................................................38 5 3. METODOLOGÍA…………………...............................................................................38 3.1. Fase 1: Construcción del protocolo.....................................................................38 3.1.1. Caracterización ambiental del espacio.......................................................38 3.1.2. Descripción detallada para el estudio.........................................................39 3.1.3. Descripción zona de medición de la reflectancia difusa..............................39 3.1.4. Especificaciones de instrumentos utilizados...............................................40 3.1.5. Selección de documentos...........................................................................41 3.1.5.1. Ficha de presentación..........................................................................42 3.1.5.2. Consentimiento informado...................................................................42 3.1.5.3. Protocolo de reporte de la anamnesis..................................................42 3.1.6. Selección de las participantes....................................................................42 3.1.7. Aplicación de la prueba piloto.....................................................................43 3.2. Fase 2: Procesamiento de imágenes multiespectrales (MSI)..................................47 3.3. Cálculo tamaño de la muestra…………...................................................................48 3.4. Perfiles de reflectancia............................................................................................49 3.5. Pruebas estadísticas…………………………………………………………………….49 CAPÍTULO 4..................................................................................................................51 4. RESULTADOS..........................................................................................................51 4.1. Resultado fase1: Construcción del protocolo experimental................................51 4.2. Resultado fase 2: Preprocesamiento de las imágenes multiespectrales MSI............................................................................................................................52 4.2.1. Respuesta de la reflectancia difusa en función de tiempo...............................51 4.3. Cálculo de la muestra.........................................................................................59 4.4. Perfiles de reflectancia.......................................................................................61 4.5. Pruebas estadísticas (Diferencias significativas)................................................63 CAPÍTULO 5..................................................................................................................67 5. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS.......................................................................67 5.1. Conclusiones......................................................................................................67 5.2. Perspectivas.......................................................................................................69 CAPÍTULO 6..................................................................................................................70 6. BIBLIOGRAFÍA..........................................................................................................70PregradoIngeniero(a) Físico(a)75 Páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería FísicaFacultad de IngenieríasPereira620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicadaAnalisis espectralEspectroscopia de reflectanciaEspectroscopia cercano a infrarrojosImagenes multiespectralesEspectroscopiaReflectancia difusaTejido mamarioUso de imágenes multiespectrales como técnica no invasiva para el estudio de la reflectancia difusa del tejido mamarioTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis[1] F. A. Angarita and S. A. Acuña, “Cáncer de Seno: de la epidemiología al tratamiento: [revisión],” Univ. Médica, vol. 49, no. 3, pp. 344–372, 2008.[2] I. H. Aboughaleb, M. H. Aref, and Y. H. 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 deopen.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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