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Microscopio automatizado: conteo de bacilos de tuberculosisSato Yamada, Juan José 07 November 2013 (has links)
La prueba baciloscópica de la tuberculosis es la forma de diagnóstico microscópico
más utilizado para combatir la enfermedad en los países pobres o subdesarrollados
debido a su bajo costo y rapidez. Sin embargo, la realización de esta prueba es un
proceso tedioso, extenuante y requiere de un especialista debidamente capacitado.
Por ello, en el presente trabajo se presenta un algoritmo automatizado para la
detección y conteo de bacilos de tuberculosis presentes en imágenes de muestras
de esputo mediante la utilización de técnicas de procesamiento de imágenes
digitales. Se analizaron diferentes espacios de color para hallar aquella capa o
canal de color que posea un mayor contraste entre las intensidades de color de los
píxeles de los bacilos y del fondo. Para esto se hizo un análisis de los histogramas
mediante las gráficas de las características operativas del receptor. Para la
segmentación de los bacilos, el presente trabajo desarrolló una técnica de
umbralización adaptativa utilizando el método de Otsu para hallar el óptimo valor
umbral. Luego, los objetos detectados son clasificados como bacilos o no-bacilos
mediante un árbol de clasificación utilizando características de área y excentricidad.
El algoritmo desarrollado presenta niveles de sensibilidad, especificidad y exactitud
mayores a 90% y tiene un tiempo de ejecución de aproximadamente 9 segundos
por campo (15 minutos para 100 campos). Cabe resaltar que, a diferencia de
investigaciones previas, la presente tesis buscó desarrollar un algoritmo tanto de
segmentación de los bacilos, como de su clasificación, e implementarlo en un
microscopio automatizado para el diagnóstico automático de la enfermedad en
tiempo real. Con esta finalidad, se implementó el algoritmo desarrollado con el
programa Matlab® en un lenguaje de programación C++, obteniendo un programa
capaz de interactuar con otros programas como el del control de la cámara digital.
Se espera que este trabajo sirva de base para próximos estudios orientados a
automatizar el proceso de diagnóstico de la enfermedad de una manera más óptima
y veloz. / Tesis
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Rediseño de un preparador automático de muestras de esputo para el diagnóstico de la tuberculosisDavid Ochoa, Juan Diego 18 February 2017 (has links)
La Tuberculosis es una enfermedad infecto-contagiosa que ataca principalmente a los
pulmones, y, en otras ocasiones, a otras partes del cuerpo humano [3]. La bacteria que
causa la tuberculosis se llama el bacilo de Koch (Mycobacterium tuberculosis) [3].
Actualmente, la muerte de tres millones de personas en el mundo por año es causada por
la tuberculosis [3].
Anteriormente, en la PUCP se realizó el diseño de un preparador automático de muestras
de esputo para el diagnóstico de la tuberculosis utilizando la tinción de Ziehl Neelsen [10].
El objetivo del presente trabajo de tesis es obtener un nuevo diseño de un preparador
automático de muestras de esputo para realizar mejoras respecto al anterior diseño.
Para llevar a cabo dicho proyecto, primero se diseñó la estructura mecánica. En esa parte
se ha seleccionado las diversas partes mecánicas necesarias, dependiendo de los
requerimientos establecidos. Luego, teniendo el diseño de la estructura mecánica, se ha
realizado el diseño electrónico de todo el proyecto (sensores, potencia, excitadores,
indicadores, pulsadores, microcontrolador, fuente de alimentación), el cual cumplen con
los requerimientos establecidos. Teniendo el diseño electrónico, se ha realizado la
programación para el control de Ziehl Neelsen, el cual se utilizó el software Atmel Studio
6.2. Se logró simular en Proteus el sensado de los reactivos y el proceso de Ziehl
Neelsen. Asimismo, se realizaron varios circuitos de prueba.
Con el trabajo realizado, el adecuado diseño mecánico permitió reducir las partes
movibles al mínimo, y se logró obtener un aparato de mejor mantenimiento y limpieza.
Además, se obtuvo un control adecuado sobre el encendido y apagado del calentador de
muestras. / Tesis
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Propuesta de técnica para la estimación de densidad mamaria en mamografías digitales utilizando técnicas de segmentación y estimadores globalesSegura del Río, César Whesly 29 October 2014 (has links)
Anualmente un millón y medio de nuevos casos de cáncer de mama son
diagnosticados alrededor del mundo. Por tal motivo, se han establecido estrategias de
despistaje temprano de cáncer de mama que utilicen a la mamografía como principal
herramienta. Adicionalmente, se han evaluado diversas variables clínicas que han sido
capaces de estimar el riesgo a desarrollar esta neoplasia. Entre estas variables se
encuentra la densidad mamaria o tejido denso catalogado como principal indicador del
cáncer de mama. La densidad mamaria o tejido denso de la mama incrementa de 3.5
a 5 veces el riesgo de adquirir cáncer de mama.
La mamografía es una imagen formada a partir del principio de rayos X, describe a los
tejidos de la mama y permite la evaluación del estado clínico de los pacientes. Se
utilizan dos acercamientos para su estudio, estos consisten en el análisis cualitativo y
cuantitativo. En el primero se utiliza el criterio de la observación del médico para dar su
juicio de cada caso. En el segundo se procesan digitalmente mamografías y se les
aplican técnicas de segmentación, luego se utilizan métodos cuantificables como
estimadores globales. La segmentación consiste en subdividir una mamografía en los
tejidos que la constituyen mientras que los estimadores globales son algoritmos que se
aplican a la imagen completa y brindan indicadores cuantitativos de esta.
El objetivo de la presente tesis es realizar una comparación entre el tejido denso
obtenido mediante los técnicas de segmentación de Bden, bimodal, C-medias difusas
y Otsu con el establecido por un patrón de oro (segmentación manual de experto). A
partir de las comparaciones, se propondrá un algoritmo de segmentación validado en
base a estimadores globales. Para alcanzar dicho objetivo, se cumplirán los siguientes
objetivos específicos: implementación de técnicas de segmentación de Bden, bimodal,
C-medias difusas y Otsu para calcular el tejido denso; implementación de estimadores
globales intersección sobre unión, índice de similitud estructural (SSIM) y norma L2;
comparación cuantitativa del tejido denso entre mamografías segmentadas y
mamografías del patrón de oro; implementación de propuesta de técnica de
segmentación y cálculo de tejido denso de la mama.
Se ha encontrado que la propuesta de técnica de segmentación implementada para el
cálculo de tejido denso es superior a las demás técnicas en base a estimadores
globales. La técnica propuesta también demuestra un mayor grado de correlación con
el tejido denso calculado por los médicos que las segmentaciónes de Bden, bimodal,
C-medias difusas y Otsu.
Se ha encontrado que en base a los estimadores globales de intersección sobre unión
y SSIM la técnica de segmentación propuesta presenta mejores resultados que las
técnicas implementadas de Bden, bimodal, C-medias difusas y Otsu. El coeficiente de
Pearson es el mejor indicador del grado de correlación que existe entre los porcentajes
de tejido denso calculado por los médicos y la técnica propuesta que con el calculado
por las demás técnicas. / Tesis
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Estimación del volumen de lesiones producidas por Leishmaniasis cutánea utilizando un escáner láser de triangulación 3DZvietcovich Zegarra, José Fernando 03 November 2011 (has links)
En el Perú, la Leishmaniasis es una enfermedad parasitaria de importancia en
salud pública pues afecta a 12 departamentos constituyendo la segunda endemia
del tipo tropical [4]. La Leishmaniasis cutánea (LC) es un tipo de Leishmaniasis que
produce úlceras erosivas que crecen en forma progresiva y cuando afectan la cara produce desfiguramiento facial [5].
Debido a la toxicidad de los tratamientos actuales, médicos investigadores están
desarrollando nuevos tratamientos en los que se clasifica las lesiones por estadios clínicos de evolución que depende del análisis de las dimensiones de las lesiones
en términos de área, volumen, reconstrucción epitelial y otros factores. Estas
medidas hasta el momento han sido obtenidas por visión directa, para lo cual no existe un método estandarizado y además es susceptible de incluir subjetividad y errores que dependen del criterio y experiencia de cada médico. Por esta razón, es
necesario contar con un método cuantitativo más exacto y preciso que evite tal
subjetividad.
La presente investigación desarrolla un conjunto de herramientas computacionales
para medir el volumen de heridas de LC y estudiar su evolución en el tiempo. Para este fin, se utiliza un escáner láser de triangulación 3D que obtiene un modelo
volumétrico tridimensional de la ulceración. A partir de este modelo y utilizando técnicas de triangulación (Delaunay), interpolación de superficies (cúbica y Spline) y
segmentación semi-automática basada en contornos activos, se pueden calcular
parámetros de interés de la lesión estudiada: perímetro, profundidad, área y
volumen.
En este sentido, se logró errores de exactitud menores al 1% en medición de
volumen y errores de precisión menores al 4% en mediciones de volumen, área,
perímetro y profundidad. Se caracterizó al escáner láser utilizado (NextEngine
Laser Scanner HD®) con un error de exactitud de 0.13mm, error de precisión de 11μm y rango de visión de 130x97mm. Así mismo, se elaboró un protocolo
adecuado de adquisición de datos demostrando que es posible su aplicación para
medición y monitoreo de lesiones de Leishmaniasis cutánea. Finalmente se compara la evolución en el tiempo de estos parámetros con la evolución clínica de
la lesión. Resultados preliminares sugieren que los parámetros de volumen y
profundidad proveen mayor información clínica sobre la evolución de la lesión. / Tesis
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Factibilidad de la medición del volumen de heridas de Leishmaniasis cutánea haciendo uso de un ecógrafoDíaz Rojas, Carlos Andrés 23 September 2011 (has links)
La Leishmaniasis Cutánea es una enfermedad que puede producir complicaciones
e infecciones a los que la padecen. Generalmente, los focos infecciosos están
ubicados en lugares muy alejados, en donde no se encuentra personal
especializado ni hospitales que posean los medicamentos indicados para el
tratamiento. A causa de esto la Leishmaniasis es una enfermedad sobre la cual no
se hacen suficientes investigaciones que puedan controlarla y erradicarla. La
evolución y el seguimiento de la enfermedad dependen de la experiencia y del
criterio del doctor tratante, ya que no se dispone de un estándar que se puedan
utilizar y que les indique si la enfermedad responde positivamente o negativa a un
determinado tratamiento.
Este trabajo de desarrollo tiene como finalidad proporcionar una herramienta para
poder comprobar la hipótesis de que el volumen de la fosa de una herida de
Leishmaniasis puede ser utilizado como un biomarcador para evaluar la evolución
de la enfermedad. Se desarrolló un sistema de medición de volumen ultrasónico,
basado en un ecógrafo portátil y un montaje mecánico con desplazamiento lineal, el
cual se utiliza para definir una separación constante de las imágenes
proporcionadas por el ecógrafo. Las imágenes se almacenan en la computadora a
la frecuencia de un cuadro por segundo y posteriormente son procesadas mediante
el empleo de técnicas de segmentación manual y reconstrucción basada en
vóxeles.
Se caracterizó el equipo hallando las resoluciones del ecógrafo (Resolución axial de
0.38mm, lateral de 0.74mm y elevacional de 6mm) y la separación entre las
imágenes obtenidas (0.7105mm). Luego, se analizaron objetos con volúmenes
conocidos, con los cuales se hallaron los errores de estimación de volumen y la
longitud mínima de un objeto para obtener una aceptable estimación de volumen.
Además, se halló la precisión de la reconstrucción volumétrica que fue de 0.191ml.
Debido a que la mayoría de heridas de Leishmaniasis generalmente son de menor
longitud que el mínimo límite definido (30mm), que tienen volúmenes menores a la
precisión del sistema y que las imágenes obtenidas poseen muchos artefactos que
hacen muy difícil el discernimiento de sus límites, se concluyó que no es factible la
medición de volúmenes de heridas de Leishmaniasis con el uso de un ecógrafo
portátil. Sin embargo, si se utilizara otro tipo de ecógrafo con mejor resolución
elevacional, sí sería posible estimar correctamente un volumen. / Tesis
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Estimación de áreas de heridas de Leishmaniasis por procesamiento digital de imágenes y su correlación con la evolución al tratamientoOrmachea Quispe, Juvenal 03 November 2011 (has links)
La Leishmaniasis es una enfermedad parasitaria de difícil curación
caracterizada por comprometer la piel, mucosas y vísceras. Actualmente, el
Grupo de Estudios de Leishmaniasis (GEL) del Instituto de Medicina Tropical
Alexander von Humboldt (IMTAvH) de la Universidad Peruana Cayetano
Heredia (UPCH) evalúa la mejora del tratamiento de lesiones en la piel
ocasionada por la Leishmaniasis cutánea (LC) mediante su categorización en
estadíos. Como posible indicador de mejoría los médicos y personal
especializado miden el área de la lesión aproximándola a una elipse y trazando
el borde de la misma con una lámina transparente sobrepuesta a la superficie de la piel. Estos procedimientos presentan criterios subjetivos para su
evaluación, ya que están basados en la experiencia de cada médico. Por tanto,
la percepción de mejoría de la lesión presenta alta variabilidad según el médico
encargado de la evaluación del tratamiento.
En este documento se presenta la descripción de la enfermedad, así como una breve referencia al uso del procesamiento de imágenes aplicado a lesiones de piel y su comparación con métodos manuales. Se muestra la metodología
aplicada para el reclutamiento, consentimiento y monitoreo de los pacientes y la
metodología para la medición manual y automática. Se describe el proceso de adquisición de imágenes, los procedimientos para hallar el área en las mediciones manuales y las etapas del algoritmo automático para clasificar la
lesión y estimar su área. Se indica la evolución del área de la lesión durante el tratamiento en distintos pacientes y se compara con los métodos manuales.
Se calculó la variabilidad existente, se obtuvo resultados de hasta un 40% de
variabilidad en mediciones manuales, una variabilidad alta para determinar con certeza el valor del área medida. Se mejoró el método de adquisición de
imágenes propuesto por el Laboratorio de Imágenes Médicas-PUCP en una
investigación previa (Ej. condiciones de iluminación). El algoritmo automático
logra estimar el área de manera repetible y este puede ser comparable con los métodos manuales. De esta manera, se corrobora la factibilidad de uso de técnicas de procesamiento de imágenes para obtener el área de la lesión. En
los pacientes que dieron su consentimiento para esta investigación, se halló el
porcentaje de disminución del área de la lesión respecto al valor inicial, de esta
forma, es factible ubicar la lesión en uno de los cinco estadíos propuestos por el GEL-UPCH.
Finalmente, se recomienda seguir con la presente investigación haciendo el
seguimiento a nuevos pacientes que presenten LC al menos al 95% del tiempo de tratamiento para lograr una validación médica. El área de piel infiltrada no
pudo ser estimada debido a que su clasificación depende de la textura de la piel
y no del color. Por tanto, se propone y recomienda utilizar alguna técnica de
ultrasonido que pueda estimar la rigidez de la piel enferma, de esta manera, se
pueda estimar el área para piel infiltrada. / Tesis
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Propuesta de técnica para la estimación de densidad mamaria en mamografías digitales utilizando técnicas de segmentación y estimadores globalesSegura del Río, César Whesly 29 October 2014 (has links)
Anualmente un millón y medio de nuevos casos de cáncer de mama son
diagnosticados alrededor del mundo. Por tal motivo, se han establecido estrategias de
despistaje temprano de cáncer de mama que utilicen a la mamografía como principal
herramienta. Adicionalmente, se han evaluado diversas variables clínicas que han sido
capaces de estimar el riesgo a desarrollar esta neoplasia. Entre estas variables se
encuentra la densidad mamaria o tejido denso catalogado como principal indicador del
cáncer de mama. La densidad mamaria o tejido denso de la mama incrementa de 3.5
a 5 veces el riesgo de adquirir cáncer de mama.
La mamografía es una imagen formada a partir del principio de rayos X, describe a los
tejidos de la mama y permite la evaluación del estado clínico de los pacientes. Se
utilizan dos acercamientos para su estudio, estos consisten en el análisis cualitativo y
cuantitativo. En el primero se utiliza el criterio de la observación del médico para dar su
juicio de cada caso. En el segundo se procesan digitalmente mamografías y se les
aplican técnicas de segmentación, luego se utilizan métodos cuantificables como
estimadores globales. La segmentación consiste en subdividir una mamografía en los
tejidos que la constituyen mientras que los estimadores globales son algoritmos que se
aplican a la imagen completa y brindan indicadores cuantitativos de esta.
El objetivo de la presente tesis es realizar una comparación entre el tejido denso
obtenido mediante los técnicas de segmentación de Bden, bimodal, C-medias difusas
y Otsu con el establecido por un patrón de oro (segmentación manual de experto). A
partir de las comparaciones, se propondrá un algoritmo de segmentación validado en
base a estimadores globales. Para alcanzar dicho objetivo, se cumplirán los siguientes
objetivos específicos: implementación de técnicas de segmentación de Bden, bimodal,
C-medias difusas y Otsu para calcular el tejido denso; implementación de estimadores
globales intersección sobre unión, índice de similitud estructural (SSIM) y norma L2;
comparación cuantitativa del tejido denso entre mamografías segmentadas y
mamografías del patrón de oro; implementación de propuesta de técnica de
segmentación y cálculo de tejido denso de la mama.
Se ha encontrado que la propuesta de técnica de segmentación implementada para el
cálculo de tejido denso es superior a las demás técnicas en base a estimadores
globales. La técnica propuesta también demuestra un mayor grado de correlación con
el tejido denso calculado por los médicos que las segmentaciónes de Bden, bimodal,
C-medias difusas y Otsu.
Se ha encontrado que en base a los estimadores globales de intersección sobre unión
y SSIM la técnica de segmentación propuesta presenta mejores resultados que las
técnicas implementadas de Bden, bimodal, C-medias difusas y Otsu. El coeficiente de
Pearson es el mejor indicador del grado de correlación que existe entre los porcentajes
de tejido denso calculado por los médicos y la técnica propuesta que con el calculado
por las demás técnicas.
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Análisis de imágenes microscópicas para la determinación de la cantidad y el tamaño de larvas de concha de abanicoLópez Quiliano, Jean Paul. 09 May 2011 (has links)
La concha de abanico es una especie que está siendo muy requerida por el mercado
nacional y principalmente internacional. Una de las etapas más importantes en su
producción es el abastecimiento de semillas de conchas de abanico. Existen dos métodos para obtenerlas: una es mediante la captación natural y otra es a través de su
producción en laboratorios especializados. Debido a los bajos volúmenes obtenidos a
través de la captación natural, el Fondo Nacional de Desarrollo Pesquero (FONDEPES) ha implementado un centro para la producción de conchas de abanico en el Centro de Acuicultura La Arena, Playa El Basurero, Distrito Comandante Noel, Provincia de Casma, Departamento de Ancash. Es ahí donde se realiza la producción de semillas de conchas de abanico las cuales son alimentadas con microalgas, también producidas en el laboratorio a partir de cepas seleccionadas. Las larvas son
monitoreadas diariamente por personal especializado, empleando un microscopio,
para determinar su estado y volumen debido a que esta especie presenta una alta
mortandad llegando en algunos casos a eliminar todo el volumen si es que no ha
logrado el crecimiento adecuado debido a que son muy sensibles a varios factores como luz, temperatura, alimento, entre otros. / Tesis
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Rediseño de un preparador automático de muestras de esputo para el diagnóstico de la tuberculosisDavid Ochoa, Juan Diego 18 February 2017 (has links)
La Tuberculosis es una enfermedad infecto-contagiosa que ataca principalmente a los
pulmones, y, en otras ocasiones, a otras partes del cuerpo humano [3]. La bacteria que
causa la tuberculosis se llama el bacilo de Koch (Mycobacterium tuberculosis) [3].
Actualmente, la muerte de tres millones de personas en el mundo por año es causada por
la tuberculosis [3].
Anteriormente, en la PUCP se realizó el diseño de un preparador automático de muestras
de esputo para el diagnóstico de la tuberculosis utilizando la tinción de Ziehl Neelsen [10].
El objetivo del presente trabajo de tesis es obtener un nuevo diseño de un preparador
automático de muestras de esputo para realizar mejoras respecto al anterior diseño.
Para llevar a cabo dicho proyecto, primero se diseñó la estructura mecánica. En esa parte
se ha seleccionado las diversas partes mecánicas necesarias, dependiendo de los
requerimientos establecidos. Luego, teniendo el diseño de la estructura mecánica, se ha
realizado el diseño electrónico de todo el proyecto (sensores, potencia, excitadores,
indicadores, pulsadores, microcontrolador, fuente de alimentación), el cual cumplen con
los requerimientos establecidos. Teniendo el diseño electrónico, se ha realizado la
programación para el control de Ziehl Neelsen, el cual se utilizó el software Atmel Studio
6.2. Se logró simular en Proteus el sensado de los reactivos y el proceso de Ziehl
Neelsen. Asimismo, se realizaron varios circuitos de prueba.
Con el trabajo realizado, el adecuado diseño mecánico permitió reducir las partes
movibles al mínimo, y se logró obtener un aparato de mejor mantenimiento y limpieza.
Además, se obtuvo un control adecuado sobre el encendido y apagado del calentador de
muestras.
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Estimación de áreas de heridas de Leishmaniasis por procesamiento digital de imágenes y su correlación con la evolución al tratamientoOrmachea Quispe, Juvenal 03 November 2011 (has links)
La Leishmaniasis es una enfermedad parasitaria de difícil curación
caracterizada por comprometer la piel, mucosas y vísceras. Actualmente, el
Grupo de Estudios de Leishmaniasis (GEL) del Instituto de Medicina Tropical
Alexander von Humboldt (IMTAvH) de la Universidad Peruana Cayetano
Heredia (UPCH) evalúa la mejora del tratamiento de lesiones en la piel
ocasionada por la Leishmaniasis cutánea (LC) mediante su categorización en
estadíos. Como posible indicador de mejoría los médicos y personal
especializado miden el área de la lesión aproximándola a una elipse y trazando
el borde de la misma con una lámina transparente sobrepuesta a la superficie de la piel. Estos procedimientos presentan criterios subjetivos para su
evaluación, ya que están basados en la experiencia de cada médico. Por tanto,
la percepción de mejoría de la lesión presenta alta variabilidad según el médico
encargado de la evaluación del tratamiento.
En este documento se presenta la descripción de la enfermedad, así como una breve referencia al uso del procesamiento de imágenes aplicado a lesiones de piel y su comparación con métodos manuales. Se muestra la metodología
aplicada para el reclutamiento, consentimiento y monitoreo de los pacientes y la
metodología para la medición manual y automática. Se describe el proceso de adquisición de imágenes, los procedimientos para hallar el área en las mediciones manuales y las etapas del algoritmo automático para clasificar la
lesión y estimar su área. Se indica la evolución del área de la lesión durante el tratamiento en distintos pacientes y se compara con los métodos manuales.
Se calculó la variabilidad existente, se obtuvo resultados de hasta un 40% de
variabilidad en mediciones manuales, una variabilidad alta para determinar con certeza el valor del área medida. Se mejoró el método de adquisición de
imágenes propuesto por el Laboratorio de Imágenes Médicas-PUCP en una
investigación previa (Ej. condiciones de iluminación). El algoritmo automático
logra estimar el área de manera repetible y este puede ser comparable con los métodos manuales. De esta manera, se corrobora la factibilidad de uso de técnicas de procesamiento de imágenes para obtener el área de la lesión. En
los pacientes que dieron su consentimiento para esta investigación, se halló el
porcentaje de disminución del área de la lesión respecto al valor inicial, de esta
forma, es factible ubicar la lesión en uno de los cinco estadíos propuestos por el GEL-UPCH.
Finalmente, se recomienda seguir con la presente investigación haciendo el
seguimiento a nuevos pacientes que presenten LC al menos al 95% del tiempo de tratamiento para lograr una validación médica. El área de piel infiltrada no
pudo ser estimada debido a que su clasificación depende de la textura de la piel
y no del color. Por tanto, se propone y recomienda utilizar alguna técnica de
ultrasonido que pueda estimar la rigidez de la piel enferma, de esta manera, se
pueda estimar el área para piel infiltrada.
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