Trabajos de fin de máster (TFM)

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Algoritmo de planicacion basado en capas (SBAP) para tratamientos de radioterapia de intensidad modulada con Philips Pinnacle
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias. Departamento de Física Matemática y de Fluidos, 2018-07-13) Bertolet Reina, Alejandro; Antoranz Callejo, José Carlos
La radioterapia consiste en el tratamiento de tumores malignos con radiación ionizante con el objetivo de matar o inactivar células tumorales. Esto se consigue generando daño (ionización) del ADN de estas células mediante o bien fotones, o bien partículas cargadas como electrones, protones o iones mas pesados. Existen varios efectos mas complicados producidos por la ionización del ADN que desembocan en diferente daño biológico. De entre ellos, destaca la rotura de ambas cadenas de ADN o rotura de cadena doble. En estos casos, el proceso de reparación es difícil y puede producirse muerte celular o supervivencia, a costa de modicaciones en el ADN. Cuando alguna de estas se produce en material genético de una celula sana, puede, de hecho, iniciarse un proceso carcinogénico. La ionización del ADN puede producirse de forma directa, cuando la radiación interacciona con el ADN, o de forma indirecta. En este segundo caso, la radiación ioniza otras zonas del medio celular (normalmente, agua) y se producen radicales libres que posteriormente ionizan el ADN.
Análisis comparativo del rendimiento físico de los mayores como indicador de envejecimiento saludable
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2019-07-03) Domínguez Muñoz, Francisco Javier; Desco Menéndez, María del Mar
Antecedentes: La actividad física en personas mayores ralentiza el proceso natural de envejecimiento evitando la atrofia por falta de uso. Objetivos: Demostrar que los mayores de 60 años han mejorado su rendimiento físico en las últimas décadas aumentando sus expectativas de envejecimiento saludable. Métodos: Estudio longitudinal retrospectivo analizando los resultados de los miles de participantes en los 100m. de los Campeonatos del Mundo de Natación de Veteranos (1986-2017) y en los Campeonatos del Mundo de Atletismo de Veteranos (1975-2018) en las pruebas de 100, 5000, longitud, altura y disco. Se usó análisis de regresión lineal y pruebas paramétricas como la t de student. (α=0.05) Resultados: Existe mejora significativa en los resultados de los deportistas con el tiempo en el rango de edades 60-90 años. Por encima de 90 años no existen datos suficientes para extraer conclusiones, salvo el hecho de que la participación está aumentando. En las mujeres hay menor participación y menor mejora de resultados. Hay diferencias por pruebas, peor rendimiento de los mayores en pruebas de fuerza. Conclusiones: Los parámetros de envejecimiento se retrasan en las últimas décadas a un ritmo de tres años por década en deportistas. Envejecimiento saludable hasta los 80 años, edad en que se produce un bajón. La mujer tiende a igualarse al hombre en cuanto a práctica deportiva. La fuerza es el indicador de envejecimiento más relevante. Este es el trabajo más completo para comparar la práctica deportiva de los mayores en un amplio abanico de pruebas.
Análisis de coste-utilidad del implante coclear bilateral en niños
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2012-03) Cuesta Gonzalo, Andrés; Díez Vegas, Francisco Javier
La tecnología de implantes cocleares (IC) se ha impuesto en el tratamiento para hipoacusias de severas a profundas. Los IC restauran, en cierta medida, la capacidad de percibir el sonido y, en consecuencia, tienen un efecto importante en la calidad de vida de las personas que los reciben. El procedimiento requiere la implantación por cirugía y tiene unos costes económicos elevados. Además, puede recibirse en un único oído (implante unilateral, ICU) o en ambos (implante bilateral, ICB). La política sanitaria a seguir con respecto a los implantes cocleares ha de fundamentarse en el análisis de coste-utilidad, el cual permite conocer y comparar el coste de un tratamiento con la mejora que éste produce en la calidad de vida de los pacientes. Es singularmente importante valorar el impacto de su utilización en niños con hipoacusia congénita o temprana, ya que la técnica del IC puede permitirles integrarse con cierta naturalidad en entornos de personas normoyentes durante los importantes años de crecimiento y maduración personal. Si bien el implante unilateral ya tiene una eficiencia probada y es un procedimiento recomendado y requerido habitualmente en niños con sordera de severa a profunda, la técnica del implante bilateral aun no ha recibido el refrendo general. Cada vez hay más estudios que se centran en esta cuestión. En este momento, los análisis de coste-utilidad del ICB en niños apuntan a que el tratamiento puede ser coste-efectivo, pero es necesario todavía un análisis económico más específico. De esta manera, este trabajo pretende ser una guía para conocer el estado de la cuestión acerca del coste-utilidad del implante bilateral en niños. Para ello hemos elaborado: - una introducción sobre el implante coclear - una introducción sobre el análisis de coste-utilidad; - un resumen del papel del implante coclear como tratamiento de la hipoacusia y la importancia de la estimulación binaural, que justifica la doble implantación; - una revisión de los estudios dedicados a la efectividad y los costes de la técnica; - una revisión de los análisis de coste-utilidad dedicados al ICB en niños. En estos dos últimos apartados hemos prestado especial atención a los estudios elaborados en España sobre estas cuestiones.
Análisis de estabilidad y parametrización de modelos de infección por VIH
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2012-06-06) Ruiz García, Pilar; Rodríguez, Daniel
Analisis de supervivencia de Chironomus riparius expuesto al disruptor endocrino BPA (Bisfenol-A)
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias., 2011-06-28) Urien Crespo, Miren Josune; Morales Camarzana, Mónica; Rodríguez Pérez, Daniel
Chironomus riparius es un invertebrado béntico utilizado como bioindicador en ensayos toxicológicos, proporcionando datos relevantes sobre el estado de contaminación de ríos y acuíferos. Las dos razones principales para su utilización son su desarrollo larvario en los sedimentos, zona habitual de acumulación de tóxicos, y su papel relevante en la cadena trófica y por tanto en la bioacumulación de los tóxicos en el ecosistema. El Bisfenol A (BPA) es un tóxico presente principalmente en plásticos cuyos efectos como disruptor endocrino han sido ampliamente documentados en vertebrados a niveles muy por debajo de los permitidos. En humanos se ha encontrado BPA en tejidos y orina, y su presencia en envases en contacto con los alimentos ha generado gran controversia. En el presente estudio se realizaron tests de toxicidad del Chironomus riparius en BPA a diferentes concentraciones y tiempos, y se analizó la supervivencia ajustándola por dos métodos de modelos paramétricos (Gehan Siddiqui y ajuste por mínimos cuadrados) y mediante el modelo biológico de la teoría DEB (Dynamic Energy Budget). Cada uno de ellos reveló tanto ventajas como carencias de diferentes tipos, lo que sugiere la necesidad de investigar nuevos modelos biológicos y toxicocinéticos adaptados al Chironomus riparius y sus singulares características.
Aplicaciones del tratamiento cuántico de la información en medicina
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2020-03-19) Trigo Vidarte, Luis; Santa Marta Pastrana, Cristina
Las tecnologías cuánticas han recibido mucha atención durante los últimos años, siendo presentadas como la próxima revolución en nuestras vidas. Su naturaleza, fundamentalmente distinta a la de los sistemas a los que estamos acostumbrados presenta muchos retos, tanto a los investigadores como a los posibles usuarios finales, creando muchas falsas ideas. Presentamos los conceptos básicos para entender los posibles beneficios aplicables en el entorno médico, centrando el análisis en la mejora de dos características: el incremento en capacidad de cálculo gracias al uso de ordenadores cuánticos y a la posibilidad de comunicarse manteniendo la privacidad durante largos periodos de tiempo gracias a la distribución cuántica de clave. La habilidad de procesar rápidamente las grandes cantidades de información involucradas en la era digital es una característica relevante para las aplicaciones médicas. La imagen médica ya es capaz de sintetizar gran cantidad de información proveniente del cuerpo del paciente en datos analizables pour un experto. La reciente relevancia del tratamiento médico personalizado hará que en el futuro próximo los requisitos de cálculo sean más relevantes. Veremos que algunos problemas que actualemente son intratables informáticamente (incluso con un superordenador), pueden tener una solución factible trabajando con la información de manera cuántica. Esto facilitará probablemente el desarrollo de nuevos medicamentos, ya que la interacción de los fármacos con otras moléculas del cuerpo podrá ser simulada de una manera eficiente en un corto espacio de tiempo. Sus efectos sobre el cuerpo del paciente podrían ser simulados en función de la información genética disponible y el registro de tratamientos anteriores. Comentaremos la viabilidad de estas afirmaciones e indicaremos los supuestos necesarios en cada caso. La naturaleza sensible de la información médica requiere el máximo nivel de privacidad a largo plazo. Los ordenadores cuánticos pueden poner en riesgo algunos sistemas de intercambio de clave actuales, pero la información cuántica también nos da la oportunidad de cambiar información de forma segura utilizando las propiedades de la mecánica cuántica. Aunque posible en la práctica, todavía son necesarios ciertos avances tecnológicos y en políticas de seguridad antes de su implantación comercial.
Application of spin echo technique to Bose-Einstein condensates: time evolution of the spins by simulating and computing the Gross-Pitaevskii equation
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias., 2016-10-21) Venegas Gómez, Araceli; Santa Marta Pastrana, Cristina; Antoranz Callejo, José Carlos
Los fundamentos de la Resonancia Magnetica Nuclear (RMN, o NMR por sus siglas en ingles) se basan en las propiedades magneticas de los nucleos atomicos, como el espn y el momento angular orbital, permitiendo un control preciso en la dinamica del sistema nuclear mediante pulsos de radio frecuencia (RF). La RMN ha revolucionado el campo de la imagen medica, siendo una de las pocas tecnicas que no implica radiaciones ionizantes, junto a la ecografa. Sin embargo, no solamente el campo de la medicina se benecia de las increibles aplicaciones de este fenomeno fsico. Tambien la informacion estructural y qumica de diversas especies atomicas pueden investigarse utilizando RMN. Ademas, en el innovador y puntero campo de la investigacion en computacion cuantica, la resonancia magnetica se presenta como una de las posibles alternativas para crear el primer ordenador cuantico. Por otra parte, la aplicacion de la resonancia magnetica en estados de la materia unicos que aparecen a temperaturas enormemente bajas, explora el comportamiento de los espines en diferentes elementos, revelando propiedades fsicas de importancia inigualable. En esta tesis se estudia la aplicacion de una precisa secuencia de pulsos, llamada eco de espn, a un especco condensado de Bose-Einstein, un espinor de espn-1. El interes de este trabajo se centra en el analisis de la evolucion de los espines con el tiempo, considerando solo las interacciones de corto alcance. Las simulaciones se han generado aplicando algoritmos numericos, utilizando una herramienta en MATLAB R llamada GPELab, desarrollada para representar ecuaciones de Schr odinger no lineales, denominadas ecuaciones de Gross-Pitaevskii. Las tecnicas empleadas se han descrito en detalle, analizando el tipo de algoritmo escogido para estudiar la dinamica del sistema. Estos estudios pueden implementarse en numerosas posibilidades experimentales, ofreciendo una nueva alternativa al uso de RMN en el estudios de sistemas a muy bajas temperaturas.
Aproximación a los modelos matemáticos basados en ecuaciones diferenciales ordinarias usados en quimioterapia. Aplicaciones y limitaciones
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2017-10-11) Tezanos de la Herranz, José; Antoranz Callejo, José Carlos
La modelización matemática del crecimiento tumoral bajo quimioterapia usando ecuaciones diferenciales ordinarias (EDO) es un procedimiento que se ha convertido en habitual, a la par de práctico y relativamente simple. En este trabajo se revisarán los usos y restricciones de algunos de los modelos matemáticos basados en ecuaciones diferenciales ordinarias utilizados en el tratamiento matemático de tumores con quimioterapia. Para ello se comenzará explicando lo que es el cáncer, sus tratamientos, focalizando en el tratamiento por quimioterapia, tanto en tratamiento único como junto a otros tratamientos complementarios, para finalizar viendo algunos de los modelos matemáticos básicos que se utilizan en esta terapia, con sus principales aplicaciones y limitaciones. Estos modelos más básicos nos permiten entender otros más complicados que derivan de ellos, más realistas pero, por su complejidad, menos prácticos.
Arterial Spin Labeling en epilepsia
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias., 2014-10-28) Boteller Mas, Marta; Santa Marta Pastrana, Cristina
En el presente trabajo se utilizan imágenes funcionales de Resonancia Magnética, Arterial Spin Labeling, para estudiar la perfusión sanguínea cerebral en un grupo de pacientes epilépticos respecto a un grupo control. Para calibrar y normalizar estas imágenes se dispone de otras de tipo estructural (T1) que ofrecen información morfológica. El resultado permite con un análisis two sample t-test mostrar mapas con regiones de hiper e hipoperfusión de cada paciente respecto a la perfusión media del grupo control.
Cálculo de blindajes para una nueva instalación de PET-TC en el Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2017-09-12) Serrano Zabaleta, Sonia; Santa Marta Pastrana, Cristina; Rivas Ballarín, María Ángeles
El objetivo de este trabajo de fin de máster del Máster de Física Médica en itinerario de perfil laboral ha sido el cálculo de los blindajes necesarios para la instalación de un equipo PET-TC en el Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa, de Zaragoza. En España no existe un protocolo específico sobre cómo deben diseñarse dichos blindajes. Únicamente, el Real Decreto 783/2001 por el que se aprobó el Reglamento sobre protección sanitaria contra radiaciones ionizantes, establece los límites de dosis permitidos para trabajadores y miembros del público. Por ello, el diseño de las barreras en esta instalación se ha basado en el conocimiento general sobre la física de las radiaciones ionizantes y en el informe del grupo de trabajo 108 de la Asociación Americana de Física Médica (American Association of Physicists in Medicine, AAPM).[1] Los cálculos se realizaron en Matlab, mediante el desarrollo de un script y de una aplicación con interfaz gráfica, que facilita el cálculo de blindajes para instalaciones de PET, TC y PET-TC, así como el cálculo inverso, es decir, a partir de unos blindajes conocidos, estimar la dosis que llega a un determinado punto. Los resultados del cálculo de blindajes fueron verificados de manera independiente por otra especialista en radiofísica hospitalaria del servicio. La interfaz del programa se escribió en inglés, de forma que pueda ser utilizado de forma libre por cualquiera que lo necesite y será distribuido a través de la web de la Sociedad Española de Física Médica (SEFM).
Caracterización de los parámetros físicos que definen la calidad de imagen en un equipo de tomografía computarizada de energía dual
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2022-07-15) Merino Gestoso, José Ángel; Santa Marta Pastrana, Cristina; Díez Gallego, Miguel Ángel
La tomografía computarizada (TC) con energía dual se ha convertido en una opción cada vez más habitual, tanto en los servicios de Radiodiagnóstico como en los de Oncología Radioterápica, gracias a las ventajas que proporciona tanto para potenciar el contraste en energías bajas como para reducción de artefactos de alta densidad en energías altas. Se ha trabajado con un equipo TC con energía dual Somaton go.SIM de Siemens Healthineers, que es del tipo que realiza dos adquisiciones secuenciales a diferentes energías. Se ha utilizado, para adquirir las diferentes imágenes, el maniquí Catphan 700 de The Phantom Laboratory. Se han caracterizado los diferentes parámetros físicos del equipo, energía efectiva, constancia de los números Hounsfield, resolución espacial, resolución a bajo contraste y ruido, para diferentes técnicas de adquisición intentando englobar el rango de energías utilizadas en modo clínico. Se ha trabajado sobre las imágenes monoenergéticas virtuales generadas por TC a partir de la exposición dual, obteniendo, en general, unos resultados que podrían considerarse esperados para los diferentes valores de energía. Se obtiene como conclusión que, para una buena práctica a la hora de realizar controles de calidad, se deben desarrollar maniquís específicos para este tipo de TCs de energía dual. Se recomienda seleccionar las pruebas a realizar, para los controles de calidad rutinarios, en un equipo de estas características, debido al poco tiempo del que se suele disponer para realizarlos.
Caracterización del comportamiento de nanopartículas magnéticas alojadas en células Natural Killer bajo campos magnéticos
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2020-10-13) Fernández Montero, Antonio Luis; Santa Marta Pastrana, Cristina; González Gutiérrez, María Isabel
La leucemia linfoblástica aguda pediátrica (LLA) es el cáncer más común en niños de entre 2 a 5 años. La inmunoterapia es un tipo de tratamiento para combatir el cáncer. Un tipo de inmunoterapia utiliza células NK tratadas artificialmente que atacan a las células cancerosas de la médula ósea roja. Para optimizar esta terapia el uso de nanopartículas magnéticas en el interior de las células NK es fundamental pues se consigue guiar y disminuir el tiempo de detección de estas células con las células cancerosas. Para conseguir este objetivo, en los últimos años se están realizando investigaciones que utilizan plataformas microfluidas denominadas lab on a chip que simulan el comportamiento de diferentes células in vitro. En este trabajo, se busca diseñar, construir y evaluar, haciendo uso de cálculos analíticos y simulados, de un lab on a chip para su uso futuro con este tipo de células.
Characterization of left ventricle sarcomere properties using deep learning
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2023) Crusells Girona, Miquel; Bermejo Thomas, Javier; Martínez-Legazpi Aguilo, Pablo
Independientemente de su origen, la disfunción diastólica está presente en la práctica totalidad de las enfermedades estructurales del miocardio. Por ello, es de especial relevancia para la práctica clínica el conocer los cambios que pueden producirse en las propiedades mecánicas del corazón en estas circunstancias, especialmente en el ventrículo izquierdo, más propenso al fallo al trabajar a mayor presión. Actualmente, existen modelos directos que relacionan las propiedades del sarcómero con las propiedades de las cámaras y su función. No obstante, dado que las propiedades del sarcómero son prácticamente imposibles de obtener in vivo o in silico, no existen modelos que solucionen el problema de calibración inverso. La presente tesina tiene como objetivo evaluar diferentes redes neuronales convolucionales que predigan las propiedades del sarcómero en base a pares de variables hemodinámicas sintéticas, obtenidas mediante CircAdapt, en una metodología de transfer learning. Los resultados de estos análisis muestran que, cuando las señales no incorporan ruido blanco, los niveles de exactitud son muy elevados, alrededor del 90%, para cualquiera de las parejas de variables analizadas. Al introducir ruido blanco en las señales, la combinación de presión y volumen del ventrículo izquierdo mantiene este elevado nivel de exactitud. La precisión disminuye al 75% al sustituir estas variables por otras surrogadas, que pueden obtenerse en la práctica clínica de manera no invasiva, como el strain o la presión arterial, con una subida del error relativo hasta el 15% con una probablidad del 95%.
Comparación sistémica de la selección del medio de deposición de la dosis en tratamientos de Radioterapia
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2024-02-21) González Rodríguez, Andrea
Este estudio examina las discrepancias entre las distribuciones de dosis calculadas en agua (𝐷𝑤,𝑚) y en medio (𝐷𝑚,𝑚) con un algoritmo Monte Carlo en un sistema de planificación Monaco para tratamientos de radioterapia en patologías de pelvis, pulmón, vértebras y cabeza y cuello. Se analizan las diferencias en los índices dosimétricos de los órganos de riesgo y de los tumores según el cálculo en el medio elegido y normalizado al cálculo en agua, 𝐷𝑤,𝑚−𝐷𝑚,𝑚 𝐷𝑤,𝑚. Se obtienen variaciones en el volumen que recibe el 100% de la dosis prescrita (V100%) y en el volumen que recibe el 95% de la dosis prescrita (V95%) en los tratamientos de cabeza y cuello, de +11.4% (p-value<0.001) y +0.6% (p-value=0.002), respectivamente. En planes de vértebra y en planes de pulmón, los PTVs varían respectivamente +25.7% (p-value<0.001) en el V100% y -0.4% (p-value<0.001) en las dosis medias. En los órganos de riesgo, se observan variaciones del +11.1% (p-value=0.009) para el volumen que recibe 30 Gy de dosis prescrita y del +34.3% (p- value<0.001) para el volumen que recibe 40 Gy de la dosis prescrita en cabezas femorales y del 3.4% (p-value=0.002) y 3.6% (p-value<0.001) en dosis máximas en mandíbula y médula, respectivamente. Variaciones menores al -1% se observan en los pulmones, que se encuentran sobre-dosificados en el cálculo 𝐷𝑚,𝑚 respecto al 𝐷𝑤,𝑚. Se concluye que existen diferencias dosimétricas estadísticamente significativas entre medios de cálculo de dosis absorbida sobre todo en tumores u órganos de riesgo con densidades cercanas al hueso. Sin embargo, dada la incertidumbre del cálculo, del contorneo de los PTVs y órganos de riesgo, que los índices dosimétricos de los tratamientos se cumplen y tras compartir estos resultados con los oncólogos radioterápicos no se recomienda una revisión de estos índices ni de las prescripciones de dosis para tratamientos de pelvis, vértebras, pulmones y cabeza y cuello.
Control de calidad automático para los sistemas de Resonancia Magnética mediante el uso del Fantoma de Fluke 76-903
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2019-02) Rodríguez Peña, Francisco Javier; Santa Marta Pastrana, Cristina; Macías Verde, David
Las medidas realizadas con fantoma nos permiten estudiar el comportamiento global del escáner de RM. Especialmente nos va a permitir comparar los resultados obtenidos en diferentes sistemas de RM, además de analizar la reproducibilidad de los resultados en un escáner determinado. Esto nos permite evaluar la caída de calidad de un escáner ya que se dispone de los datos de los controles de calidad a lo largo del tiempo, realizados de la misma manera y, por lo tanto, comparables. Estas características requieren consistencia en la adquisición de imágenes así como un protocolo de control de calidad. El objetivo de este trabajo ha sido desarrollar un programa que realice de forma automática el cálculo de determinados parámetros fundamentales para un control de calidad de un sistema de RM: relación señal/ruido, uniformidad de la imagen, imágenes residuales, resolución espacial y linealidad. Todos los procedimientos han sido comparados con el método manual utilizado en muchos departamentos de Física hospitalaria, obteniéndose resultados consistentes, generalmente bien correlacionados con los resultados obtenidos por los operadores.
Desarrollo de un Software de mejora del contraste para radiografías de tórax realizadas en equipos portátiles
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias. Departamento de Física Matemática y de Fluidos, 2021-07-08) Díaz Pacheco, Sonia; Santa Marta Pastrana, Cristina
La radiografía de tórax es una de las pruebas de imagen más comúnmente realizadas. En la mayoría de los casos, durante la exposición se emplea una rejilla antidifusora para disminuir la radiación dispersa que llega al detector. Sin embargo, en las radiografías de tórax realizadas en equipos portátiles, las rejillas presentan una serie de inconvenientes y a menudo se evita su uso, lo que resulta en imágenes con bajo contraste. La radiología digital ha permitido incorporar métodos de postprocesamiento para mejorar la calidad de las imágenes. De esta forma, el contraste puede ser mejorado mediante software cuando el uso de la rejilla no es adecuado. El objetivo de este trabajo es desarrollar un software de mejora de contraste capaz de mejorar la visualización e interpretación de las radiografías de tórax con poco contraste debido a la presencia de radiación dispersa. Para conseguir este objetivo, se ha implementado el algoritmo de Ajuste de Ventana Adaptativo (AVA), que transforma linealmente los valores de píxel de modo que el contraste en el vecindario local de cada píxel se expande hasta ocupar el rango total de valores disponible. Las imágenes procesadas con el algoritmo propuesto se han comparado con otras técnicas de mejora de contraste. Los resultados obtenidos con el algoritmo AVA mejoran el contraste de las imágenes sin introducir artefactos, facilitando la interpretación visual de los hallazgos en la radiografía de tórax.
Detección precoz de la enfermedad de Alzheimer mediante clasificación automática de imágenes estructurales de resonancia magnética con SVM
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias., 2012-12-17) Álvarez Llorente, David; Santa Marta Pastrana, Cristina; Rincón Zamorano, Mariano
Este trabajo estudia la capacidad de una máquina de vectores soporte para diagnosticar de forma automática si un paciente sufre la enfermedad de Alzheimer en su estado inicial a partir de imágenes estructurales del cerebro obtenidas mediante resonancia magnética. Para ello se emplearon los estudios de 414 individuos (tanto enfermos como controles sanos) disponibles en el proyecto OASIS. Todas las imágenes fueron segmentadas para distinguir materia blanca y materia gris y normalizadas a un mismo espacio (plantilla MNI) para poder compararlas entre sí. Las características que se utilizaron para describir a cada paciente fueron las cantidades relativas de materia gris y el volumen de las distintas regiones del cerebro (identificadas mediante una plantilla del Atlas de Talairach adaptada a las dimensiones a las que estaban normalizadas las imágenes). Se comprobó el rendimiento del sistema entrenándolo con distintos conjuntos de características: empleando sólo materia gris, sólo volúmenes relativos, utilización de todas las características o únicamente un subconjunto de ellas elegido en base dos métodos diferentes: árboles de decisión y literatura clínica. El mejor rendimiento del sistema se obtuvo empleando únicamente los volúmenes de aquellas regiones que, según la bibliografía clínica, sufren un deterioro más rápido debido a la enfermedad. La sensibilidad y especificidad obtenidas en ese caso fueron superiores al 80% en caso de emplear un subconjunto de 80 pacientes de características demográficas similares. Sin embargo, el sistema presentó una sensibilidad muy inferior en caso de ser entrenado con una población heterogénea (414 individuos de un amplio rango de edades y ambos sexos). Las cantidades de materia gris de las distintas regiones del cerebro fueron en esa ocasión las características que ofrecieron un mejor resultado.
Detección y prevención de la Lipoatrofia Semicircular en el entorno laboral
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2019-07-03) Rosselló Mestre, Cristina; Sánchez Álvarez, Francisco José; Desco Menéndez, María del Mar
La Lipoatrofia semicircular (LS) es una atrofia del tejido adiposo subcutáneo que se manifiesta en la aparición de una depresión semicircular principalmente en la zona anterolateral de los muslos, en una o ambas piernas, a una altura de unos 72-74 cm del suelo. Se diagnosticó por primera vez en 1974 pero fue en el conglomerado belga KBC en el que se realizó el estudio más largo (entre 1995 y 2010) y exhaustivo de la enfermedad. La incidencia en España fue en ascenso hasta llegar a su máximo en 2007, cuando en Barcelona se detectaron 620 casos a lo largo de 5 meses, dando lugar al desarrollo de protocolos de protección de riesgos en al menos tres comunidades autónomas (Cataluña, Madrid y País Vasco). Las causas directas de este trastorno, que se ha relacionado con los denominados “síndromes de edificio enfermo” siguen siendo desconocidas pero los estudios estadísticos llevados a cabo sobre gran número de pacientes muestran correlación con factores externos como: campos electromagnéticos generados por equipos informáticos (ordenadores, impresoras, …), bajo nivel de humedad, mobiliario de oficina con elevada capacidad de carga electrostática (triboeléctrica), con esquinas no romas, bajo poder disipativo que provocan descargas frecuentes entre mueble (normalmente esquina) y trabajador, además de factores ergonómicos (hábitos posturales, ropa ajustada). El objetivo de este trabajo ha consistido en el ensayo de las propiedades de los materiales (tanto sobre separado como en el propio lugar de trabajo) utilizados en oficina y en la medida de las condiciones ambientales en oficina que supuestamente podrían dar lugar a la LS. Se han ensayado catorce materiales de suelos para averiguar su resistividad y su capacidad de adquisición de carga electrostática tras la fricción con otros materiales (mediante ensayos de triboelectricidad). Para la evaluación de las condiciones ambientales relacionadas con la LS se han realizado medidas de campos electromagnéticos en un despacho con todos los equipos informáticos en servicio. Puesto que no se han definido umbrales (no hay normativa al respecto) máximos de los supuestos factores causantes para el caso de la LS, solo se ha podido realizar una clasificación cualitativa de los materiales. Por el lado de los campos electromagnéticos, los valores medidos se han comparado con los niveles de actuación de la directiva 2013/35/UE y se ha mostrado que en el despacho estudiado permanecen muy por debajo.
Diseño de un obturador de alta velocidad con capacidad de sincronización externa, para uso en imagen preclínica de rayos X
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2011-02) Coronel Gaviro, Javier; Vaquero, Juan José; Sisniega, Alejandro
La Tomografía Axial Computerizada (abreviada TAC o CT en inglés) es una técnica de imagen anatómica muy popular en diagnóstico médico, que también permite obtener imágenes funcionales, mediante la utilización de contrastes. Debido a la gran difusión que está teniendo este método, existe un continuo proceso de mejora encaminado a minimizar imperfecciones en la imagen obtenida (artefactos), mejorar la resolución, acelerar el proceso de captura e incluso fusionar tecnologías, como en el caso de los sistemas PET/TAC. Esta técnica es muy útil también en protocolos de experimentación con pequeños animales, permitiendo realizar un completo seguimiento de enfermedades y tratamientos, mediante una técnica no invasiva y a un coste razonable. Uno de los mayores problemas a los que se enfrenta esta técnica, es el emborronamiento que sufre la imagen, debido al movimiento del paciente, incluyendo los movimientos involuntarios como la respiración o el latido cardíaco. Todo esto se agrava en el caso de sistemas micro-TAC usados para experimentación con animales pequeños, debido a que la frecuencia cardíaca y respiratoria es mayor, reduciendo de forma más notable la calidad de la imagen. Todo esto, unido al menor tamaño de órganos y estructuras de los especímenes, dificulta considerablemente la obtención de imágenes médicas de calidad. Este trabajo consiste en el desarrollo de un obturador de alta velocidad con capacidad de sincronización externa, para imagen preclínica de rayos X. Con este equipo se pretende mejorar la calidad de las imágenes, minimizando los artefactos debidos al movimiento, así como contribuyendo a reducir la dosis de radiación recibida por los especímenes. Adicionalmente cuenta con un sistema de intercambio de filtros, que permite experimentar con imágenes multi-energía, durante una misma sesión.
Diseño de un sistema de guiado en tiempo real para tratamiento de tumores móviles con terapia de protones
(Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias, 2014-01-14) Fernández Carmona, Pablo; Santamarta Pastrana, Cristina
La radioterapia es actualmente el tratamiento preferente en solitario o como complemento en un gran número de tumores diferentes. Las fuentes tradicionales de radiación son haces de electrones o fotones, y fuentes radioactivas. En las últimas décadas la terapia con haces de hadrones ha evolucionado hasta convertirse en la técnica más avanzada de radioterapia existente. Sin embargo, debido a la alta precisión que requiere, las posibilidades de tratamiento de tumores móviles son aún muy limitadas. Este documento propone una novedosa técnica, compatible con TAC, que utiliza campos electromagnéticos para el guiado en tiempo real de objetivos móviles durante la terapia; y ha dado lugar a un proyecto para la construcción de un prototipo.

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