La osteoporosis es una enfermedad ósea que se manifiesta con una menor densidad ósea y el deterioro de la arquitectura del hueso esponjoso. Ambos factores aumentan la fragilidad ósea y el riesgo de sufrir fracturas óseas, especialmente en mujeres, donde existe una alta prevalencia. El diagnóstico actual de la osteoporosis se basa en la cuantificación de la densidad mineral ósea (DMO) mediante la técnica de absorciometría dual de rayos X (DXA). Sin embargo, la DMO no puede considerarse de manera aislada para la evaluación del riesgo de fractura o los efectos terapéuticos. Existen otros factores, tales como la disposición microestructural de las trabéculas y sus características que es necesario tener en cuenta para determinar la calidad del hueso y evaluar de manera más directa el riesgo de fractura. Los avances técnicos de las modalidades de imagen médica, como la tomografía computarizada multidetector (MDCT), la tomografía computarizada periférica cuantitativa (HR-pQCT) y la resonancia magnética (RM) han permitido la adquisición in vivo con resoluciones espaciales elevadas. La estructura del hueso trabecular puede observarse con un buen detalle empleando estas técnicas. En particular, el uso de los equipos de RM de 3 Teslas (T) ha permitido la adquisición con resoluciones espaciales muy altas. Además, el buen contraste entre hueso y médula que proporcionan las imágenes de RM, así como la utilización de radiaciones no ionizantes sitúan a la RM como una técnica muy adecuada para la caracterización in vivo de hueso trabecular en la enfermedad de la osteoporosis. En la presente tesis se proponen nuevos desarrollos metodológicos para la caracterización morfométrica y mecánica del hueso trabecular en tres dimensiones (3D) y se aplican a adquisiciones de RM de 3T con alta resolución espacial. El análisis morfométrico está compuesto por diferentes algoritmos diseñados para cuantificar la morfología, la complejidad, la topología y los parámetros de anisotropía del tejido trabecular. En cuanto a la caracterización mecánica, se desarrollaron nuevos métodos que permiten la simulación automatizada de la estructura del hueso trabecular en condiciones de compresión y el cálculo del módulo de elasticidad. La metodología desarrollada se ha aplicado a una población de sujetos sanos con el fin de obtener los valores de normalidad del hueso esponjoso. Los algoritmos se han aplicado también a una población de pacientes con osteoporosis con el fin de cuantificar las variaciones de los parámetros en la enfermedad y evaluar las diferencias con los resultados obtenidos en un grupo de sujetos sanos con edad similar.Los desarrollos metodológicos propuestos y las aplicaciones clínicas proporcionan resultados satisfactorios, presentando los parámetros una alta sensibilidad a variaciones de la estructura trabecular principalmente influenciadas por el sexo y el estado de enfermedad. Por otra parte, los métodos presentan elevada reproducibilidad y precisión en la cuantificación de los valores morfométricos y mecánicos. Estos resultados refuerzan el uso de los parámetros presentados como posibles biomarcadores de imagen en la enfermedad de la osteoporosis. / Alberich Bayarri, Á. (2010). In vivo morphometric and mechanical characterization of trabecular bone from high resolution magnetic resonance imaging [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8981 / Palancia

La implementació de les Tecnologies de la informació i la Comunicació (TIC) i la digitalització de la imatge medica ha suposat un canvi en tot el progres clínic assistencial per part de radiòlegs i metges nuclears encarregats de realitzar l'informe diagnòstic i les intervencions radiològiques. Actualment, els sistemes d'informació coneguts com Picture Archiving and Communication System (PACS), Radiology Information System (RIS), i Hospital Information System (HIS) permeten el maneig dels estudis adquirits, el seu informat i el seguiment dels processos de gestió associats als fluxos de l'activitat assistencial. Propiciat per aquest profund canvi han nascut noves oportunitats i necessitats que, desafortunadament, no han sigut resoltes i integrades en la majoria dels entorns hospitalaris. Per exemple, gracies a la digitalització de la imatge i als avanços en investigació, és possible obtindré dades quantitatives de l'exploració adquirida que reflecteixen l'estat d'una malaltia o de l'efecte d'un fàrmac sobre aquesta. Aquestes mesures es coneixen com biomarcadors d'imatge. Per altra part, actualment els informes realitzats pels metges especialistes no tenen una estructura que impedisca una variabilitat en el contingut i en conseqüència l'absència potencial d'informació rellevant pel metge peticionari de l'exploració. El disseny i desenvolupament dels informes estructurats mitjançant l'ús de lèxics normalitzats i plantilles es factible amb les TIC. Aquests informes deuen establir-se per malalties i lesions concretes, i deuen estar consensuats entre els metges especialistes de la imatge i els metges peticionaris. Degut al volum de dades generades pels sistemes d'informació citats anteriorment, es crea contínuament una font de coneixement de dades que no son explotades. L'extracció d'aquest coneixement a través d'indicadors deu de permetre visualitzar l'estat actual dels serveis de radiologia i de medicina nuclear, de tal manera que es possibilite corregir els colls de botella i realitzar accions correctores oportunes front a una situació critica. El proposit final és promoure un funcionament òptim dels serveis i facilitar la presa de decisions fonamentades a les dades d'activitat que millor s'ajusten per a una millor atenció al pacient. Aquesta Tesi Doctoral té per objectiu l'integració eficient dels biomarcadors d'imatge, els informes estructurats, i els indicadors d'activitat en la pràctica assistencial dels serveis de radiologia i de medicina nuclear. Per aconseguir aquest objectiu s'utilitzaren estàndards d'imatge medica com el Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM) i altres com eXtensible Language Market (XML). Mitjançant la tecnologia JAVA es desenvolupà una plataforma per a la integració dels biomarcadors d'imatge. Mitjançant l'utilització de lèxics com el Systematized Nomenclature of Medicine - Clinical Terms (SNOMED-CT) i Radiology Lexicon (RADLEX), més l'estàndard DICOM i l'estàndard HML5, es va implantar una aplicació que permet l'integració de l'informe estructurat. D'aquesta manera es poden realitzar estudis poblacionals, així com analitzar la relació de determinats factors en una malaltia especifica. Per últim, de l'informació obtinguda del RIS i del PACS, es va construir una plataforma d'indicadors amb tecnologia JAVA per a permetre visualitzar l'estat dels serveis respecte a l'activitat assistencial; activitat d'innovació; i activitat d'investigació i docent. Per tant, la present Tesi Doctoral aporta als servicis de radiologia i de medicina nuclear una ferramenta d'innovació amb tres camps fonamentals per a oferir un millor diagnòstic, una millor cura i atenció al pacient. A través de la quantificació dels biomarcadors d'imatge i l'informe estructurat per a una medicina personalitzada, i amb els indicadors d'activitat per a una presa de decisions i d'accions basades en l'evidència. / La implantación de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) y la digitalización de la imagen médica supuso un cambio en todo el proceso clínico asistencial por parte de los radiólogos y médicos nucleares encargados de realizar el informe diagnóstico y las intervenciones radiológicas. Actualmente, los sistemas de información conocidos como Picture Archiving and Communication System (PACS), Radiology Information System (RIS), y Hospital Information System (HIS) permiten el manejo de los estudios adquiridos, su informado y el seguimiento de los procesos de gestión asociados a los flujos de la actividad asistencial. A raíz de este profundo cambio han nacido nuevas oportunidades y necesidades que, desafortunadamente, no han sido resueltas e integradas en la mayoría de los entornos hospitalarios. Por ejemplo, gracias a la digitalización de la imagen y a los avances en investigación, es posible obtener datos cuantitativos de la exploración adquirida que reflejen el estado de una enfermedad o el efecto de un fármaco sobre ella. Estas medidas se conocen como biomarcadores de imagen. Por otra parte, actualmente los informes realizados por los médicos especialistas carecen de un esqueleto que impida la variabilidad de contenido y en consecuencia la ausencia potencial de información relevante para el médico peticionario de la exploración. El diseño y desarrollo de los informes estructurados mediante el uso de léxicos normalizados y plantillas es factible con el uso de las TIC. Estos informes deben establecerse para enfermedades y lesiones concretas, y deben estar consensuados entre los médicos especialistas en la imagen y los médicos peticionarios. Debido a los volúmenes de datos generados por los sistemas de información citados anteriormente, se crea continuamente una fuente de conocimiento con datos no explotados. La extracción de este conocimiento a través de indicadores debe permitir visualizar el estado actual de los servicios de radiología y medicina nuclear, de tal forma que se posibilite corregir los cuellos de botella y realizar las acciones correctoras oportunas ante una situación crítica. El propósito final es promover un funcionamiento óptimo de los servicios y facilitar la toma de decisiones en base a los datos de actividad que mejor se ajusten para una mejor atención al paciente. Esta Tesis Doctoral tiene por justificación la integración eficiente de los biomarcadores de imagen, los informes estructurados, y los indicadores de actividad en la práctica asistencial de los servicios de radiología y medicina nuclear. Para lograr este objetivo se utilizaron estándares de imagen médica como el Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM) y otros como eXtensible Language Market (XML). A través de tecnología JAVA se desarrolló una plataforma para la integración de los biomarcadores de imagen. Mediante la utilización de léxicos como el Systematized Nomenclature of Medicine - Clinical Terms (SNOMED-CT) y Radiology Lexicon (RADLEX), más el estándar DICOM y el estándar HTML5, se implantó una aplicación que permite la integración del informe estructurado. De este modo se podrán realizar estudios poblacionales así como analizar la relación de determinados factores con una patología determinada. Por último, de la información obtenida del RIS y del PACS, se construyó una plataforma de indicadores con tecnología JAVA para permitir visualizar el estado de los servicios respecto a la actividad asistencial; actividad de innovación; y actividad científico-docente. Por tanto, la presente Tesis Doctoral aporta a los servicios de radiología y de medicina nuclear una herramienta de innovación en tres campos fundamentales para ofrecer un mejor diagnostico, cuidado y atención al paciente. A través de cuantificación de los biomarcadores de imagen y el informe estructurado para una medicina personalizada, y con los indicadores de actividad para una toma de de / The implementation of Information and Communication Technologies (ICT) and the digitization of medical images implies a change in the entire clinical care process for radiologists and nuclear physicians responsible for the diagnostic report and the radiological interventions. Nowadays, information systems such as Picture Archiving and Communication System (PACS), Radiology Information System (RIS) and Hospital Information System (HIS) enable the management of medical imaging studies, their reports and the follow-up of the management processes associated to the workflow of healthcare activities. These changes (use of ICT and digitization in hospitals) have created new opportunities and needs. Unfortunately, they have not been solved and integrated in most hospital settings. For example, thanks to the digitization of the image and research advances, it is possible to obtain quantitative data from the acquired exploration that reflect the state of a disease or the effect of a drug on it. These measures are known as image biomarkers. Reports made by specialist physicians currently lack of a skeleton that reduces the variability of content and consequently there are potential lack of relevant information for the applicant¿s physician. The design and development of structured reports using standard lexicon and templates is feasible with the use of ICT. These reports should be set up for diseases and specific injuries, and should be agreed upon between specialists and applicant¿s physicians. Due to the volume of data generated by the information systems mentioned above, a source of knowledge is continuously growing but data remains unexploited. The extraction of this knowledge through indicators could enable us to improve the processes in radiology and nuclear medicine departments which should help to correct bottlenecks and take corrective actions in critical situations. The final purpose is to promote the optimal functioning of the services departments and to facilitate the decision-making for a better attention to the patient care based on data activity. This Doctoral Thesis aims at integrating efficiently image biomarkers, structured reports and activity indicators into the clinical practice in the radiology and nuclear medicine departments. To achieve this goal, we have used medical imaging standards such as Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM) and eXtensible Language Market (XML). We used JAVA technology to develop a platform for the integration of image biomarkers. An application was implemented using lexicons such as the Systematized Nomenclature of Medicine - Clinical Terms (SNOMED-CT), Radiology Lexicon (RADLEX), the DICOM standard and the HTML5 standard. This application allows the integration of the structured report. In this way, it will be possible to make population studies, as well as to analyze the relation of certain factors with a certain disease. Finally, based on RIS and PACS data, a platform was developed using JAVA technology to provide the visualization of the status of key indicators of the performance of radiology departments; innovation activity; and research & teaching activities. This Doctoral Thesis provides the radiology and nuclear medicine departments with an innovative tool in three fundamental fields, offering a better diagnosis, health-care and attention to the patient. This has been done, using the quantification of image biomarkers and the structured report for a personalized medicine, and selecting those indicators of activity to make decisions based on data evidence. / Ruiz Martínez, E. (2017). Herramienta de gestión integral en innovación en imagen médica [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90429 / TESIS

[ES] La explotación de datos de salud ha demostrado ser de creciente interés en la comunidad científica, especialmente para la creación y uso de sistemas de ayuda a la decisión clínica (SADC). Para abordar este problema, tradicionalmente se ha investigado por separado en materia de modelos de información, modelos de dominio y SADC. En lo que se refiere a modelos de información, las propuestas presentan limitaciones semánticas y no tienen en cuenta la interacción con los modelos de dominio, que pretenden proporcionar una comprensión formal y compartida del conocimiento clínico, ni con los SADC, cuya finalidad es proporcionar apoyo a la toma de decisión clínica a partir de la historia clínica electrónica (HCE). La finalidad de esta tesis se enmarca dentro del objetivo general de enriquecer sistemas de HCE con resultados de SADC y modelos de dominio representados mediante datos enlazados abiertos. Para ello, se investiga la combinación y explotación conjunta de las tecnologías más avanzadas para modelos de información, modelos de dominio y SADC. La principal contribución de esta tesis es el desarrollo de metodologías y herramientas para enriquecer la HCE con resultados de SADC y datos enlazados abiertos. Las contribuciones específicas son las siguientes: * Definición conceptual y metodológica de la HCE aumentada con información potencialmente relevante de la web semántica. * Definición conceptual y metodológica del informe radiológico estructurado (IRE), enriquecido con resultados de SADC basados en reglas, visión por computación y modelos de aprendizaje automático. * Caso de uso de HCE aumentada, consistente en enriquecer la HCE resumida del Sistema Nacional de Salud de España con datos enlazados abiertos sobre interacciones farmacológicas y tratamientos recomendados para los episodios activos del paciente. * Sistema de IRE enriquecido con resultados de SADC. Incluye el desarrollo de plantillas de IRE y mecanismos para el enriquecimiento de las mismas con resultados de SADC basados en reglas, cuantificación de imagen médica y redes neuronales. Nuestro objetivo es mejorar el grado de interoperabilidad en las integraciones de sistemas de HCE con SADC y datos enlazados abiertos, mediante estrategias basadas en los tres pilares de la interoperabilidad semántica: modelos de información, de arquetipos y de dominio. Esto tiene el potencial de repercutir positivamente sobre la salud y el cuidado del paciente, especialmente en el paradigma de la medicina personalizada. / [CA] L'explotació de dades de salut ha demostrat ser de creixent interés en la comunitat científica, especialment per a la creació i ús de sistemes d'ajuda a la decisió clínica (SADC). Per a abordar aquest problema, tradicionalment s'ha investigat per separat en matèria de models d'informació, models de domini i SADC. Pel que fa a models d'informació, les propostes presenten limitacions semàntiques i no tenen en compte la interacció amb els models de domini, que pretenen proporcionar una comprensió formal i compartida del coneixement clínic, ni amb els SADC, la finalitat dels quals és proporcionar suport a la presa de decisió clínica partint de la història clínica electrònica (HCE). La finalitat d'aquesta tesi s'emmarca dins de l'objectiu general d'enriquir sistemes de HCE amb resultats de SADC i models de domini representats mitjançant dades enllaçades obertes. Per a això, s'investiga la combinació i explotació conjunta de les tecnologies més avançades per a models d'informació, models de domini i SADC. La principal contribució d'aquesta tesi és el desenvolupament de metodologies i eines per a enriquir la HCE amb resultats de SADC i dades enllaçades obertes. Les contribucions específiques són les següents: * Definició conceptual i metodològica de la HCE augmentada amb informació potencialment rellevant de la web semàntica. * Definició conceptual i metodològica de l'informe radiològic estructurat (IRE), enriquit amb resultats de SADC basats en regles, visió per computació i models d'aprenentatge automàtic. * Cas d'ús de HCE augmentada, consistent a enriquir la HCE resumida del Sistema Nacional de Salut d'Espanya amb dades enllaçades obertes sobre interaccions farmacològiques i tractaments recomanats per als episodis actius del pacient. * Sistema de IRE enriquit amb resultats de SADC. Inclou el desenvolupament de plantilles de IRE i mecanismes per a l'enriquiment de les mateixes amb resultats de SADC basats en regles, quantificació d'imatge mèdica i xarxes neuronals. El nostre objectiu és millorar el grau d'interoperabilitat en les integracions de sistemes de HCE amb SADC i dades enllaçades obertes, mitjançant estratègies basades en els tres pilars de la interoperabilitat semàntica: models d'informació, d'arquetips i de domini. Això té el potencial de repercutir positivament sobre la salut i la cura del pacient, especialment en el paradigma de la medicina personalitzada. / [EN] The exploitation of health data has proven to be of increasing interest in the scientific community, especially for the creation and use of clinical decision support systems (CDSS). To address this problem, separate research has traditionally been done on information models, domain models and CDSS. Regarding information models, the proposals present semantic limitations and do not consider the interaction with domain models, which aim to provide a formal and shared understanding of clinical knowledge, nor with CDSS, whose purpose is to provide clinical decision support from the electronic health record (EHR). The aim of this thesis is framed within the general goal of enriching EHR systems with SADC results and domain models represented by open linked data. For this purpose, the combination and joint exploitation of state-of-the-art technologies for information models, domain models and SADC is investigated. The main contribution of this thesis is the development of methodologies and tools to enrich EHR with SADC results and open linked data. Specific contributions are: * Conceptual and methodological definition of EHR augmented with potentially relevant information from the semantic web. * Conceptual and methodological definition of the structured radiology report (SRR), enriched with CDSS results based on logical rules, computer vision and machine learning models. * Augmented EHR use case, consisting of enriching the summarized EHR of the Spanish National Health System with linked open data on pharmacological interactions and recommended treatments for active patient episodes. * SRR system enriched with CDSS results. Includes the development of SRR templates and mechanisms for enriching them with SADC results based on logical rules, medical image quantification and neural networks. Our goal is to improve the degree of interoperability in EHR system integrations with CDSS results and linked open data, through strategies based on the three pillars of semantic interoperability: information, archetype and domain models. This has the potential to positively impact health and patient care, especially in the personalized medicine paradigm. / Mañas García, A. (2022). Enriquecimiento de la historia clínica electrónica con información de sistemas de ayuda a la decisión clínica y datos enlazados abiertos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/187730 / TESIS