Chronic wounds are a major healthcare problem worldwide which mainly a ects geriatric population and patients with limited mobility. In tropical countries, Cutaneous Leishmaniasis (CL) is also a cause for chronic wounds, being endemic in 75% of Peru . In this context, the assessment of these type of wounds represents a big challenge due to the limited access to specialized medical resources. This work aims to develop a video-based method to compute the 3D point cloud of skin wounds which could provide accurate metrics for medical assessment despite of the location of the patient. Recently, CL specialists have used metrics as volume in clinical assessment with promising results. The acquisition protocol is prompt to be user friendly and feasible in remote locations; the video is taken using a commercial hand-held video camera without a rig or special illumination. The algorithm follows the Structure from Motion methodology: FAST feature detector, pyramidal optical flow and Jacob’s method for missing points estimation. The results show good performance in terms of accuracy and repeatability of the point cloud computation, less than 0.6 mm and 0.21 mm respectively. However, experiments suggest that the volume computation technique does not adapt well to the proposed method output and requires a deeper analysis. The method has been entirely implemented using open source libraries. / Tesis

The skin is the largest organ of the body that protects it from the external environment. High- frequency ultra sound (HF-US) has been used to visualize the skin in depth and to diagnose some pathologies in dermatological applications. Quantitative ultrasound (QUS) includes several techniques that provide values of particular physical properties. In this thesis work, three QUS parameters are explained and used to characterize healthy skin through HF-US: attenuation coefficient slope (ACS), backscatter coefficient (BSC) and shear wave speed (SWS). They were estimated with the regularized spectral-log difference (RSLD) method, the reference phan- tom method, and the crawling wave sonoelastography method, respectively. All the three parameters were assessed in phantoms, ex vivo and in vivo skin. In calibrated phantoms, RSLD showed a reduc- tion of up to 93% of the standard deviation concerning the estimation with SLD, and BSC showed an agreement with the Faran’s theoretical curve. In gelatin-based phantoms, surface acoustic waves (SAWs) were estimated in two interfaces: solid-water and solid-US gel, which all owed corroborating SAWs presence and finding an empirical compensation factor when the coupling interface is US gel. A correction factor of 0:97 for SAW-to-shear was found to avoid underestimation in phantoms. Porcine thigh was calculated in the range from 8 to 27 MHz, where the ACS was 4:08 _+_0:43 dB cm -1 MHz-1 and BSC was in the range from 10 1 to 10° sr-1 _cm-1. Crawling wave sonoelastography method was applied for the vibration frequencies between 200 Hz and 800 Hz, where SWS was in the range from 4:6 m/sto9:1 m/s. In vivo ACS and BSC were assessed in the healthy forearm and thigh, whereas SWS only in the thigh. The average ACS in the forearm dermis was 2.07dB cm-1 _MHz-1, which is in close agreement with the literature. A significant difference (p < 0.05) was found between the ACS in the forearm dermis and the thigh dermis (average ACS of 2.54dB cm-1 _MHz-1). The BSC of the forearm and thigh dermis were in the range from 10 -1 to 10° sr-1 _cm-1, and in the range from 10-1 to 10° sr-1 _cm-1, respectively. The SWS in the thigh dermis was 2:4 _+_0:38 m/s for a vibration frequency of 200Hz, with an increasing trend as frequency increases. Results suggest that these QUS parameters have the potential to be used as a tool for in vivo skin characterization and show potential for future application in skin lesions. / Tesis

La diabetes es un problema social cada vez más presente en nuestro país debido a los cambios en el estilo de vida de las personas. Este proyecto de fin de carrera busca apoyar a la prevención de la diabetes tipo 2 mostrando un algoritmo de segmentación automática de la planta de los pies que calcula la diferencia de temperatura entre ambos, a fin de que apoye al estudio que propone el poder prevenir la aparición de dicha enfermedad según el valor promedio de la diferencia de temperatura entre ambas plantas. Para dicho fin se realizara un programa en MatLab que implemente dicho algoritmo que procese imágenes termográficas en entornos ruidosos y que calcule la diferencia de temperaturas promedio entre ambas plantas del pie de la imagen en cuestión, mostrándolo adicionalmente de forma gráfica. / Tesis

The minimum variance (MV) beamformer is an adaptive beamforming method that has the potential to enhance the resolution and contrast of ultrasound images. Although the sensitivity of the MV beamformer to steering vector errors and array calibration errors is well-documented in other fields, in ultrasound it has been tested only under gross sound speed errors. Several robust MV beamformers have been proposed, but have mainly reported robustness only in the presence of sound speed mismatches. Additionally the impact of PAC methods in mitigating the effects of phase aberration in MV beamformed images has not been observed Accordingly, this thesis report consists on two parts. On the first part, a more complete analysis of the effects of different types of aberrators on conventional MV beamforming and on a robust MV beamformer from the literature (Eigenspace-based Minimum Variance (ESMV) beamformer) is carried out, and the effects of three PAC algorithms and their impact on the performance of the MV beamformer are analyzed (MV-PC). The comparison is carried out on Field II simulations and phantom experiments with electronic aberration and tissue aberrators. We conclude that the sensitivity to speed of sound errors and aberration limit the use of the MV beamformer in clinical applications, and that the effect of aberration is stronger than previously reported in the literature. Additionally it is shown that under moderate and strong aberrating conditions, MV-PC is a preferable option to ESMV. On the second part, we propose a new, locally-adaptive, phase aberration correction method (LAPAC) able to improve both DAS and MV beamformers that integrates aberration correction for each point in the image domain into the formulation of the MV beamformer. The new method is tested using fullwave simulations of models of human abdominal wall, experiments with tissue aberrators, and in vivo carotid images. The LAPAC method is compared with conventional phase aberration correction with delay-and-sum beamforming (DAS-PC) and MV-PC. The proposed method showed between 1-4 dB higher contrast than DAS-PC and MV-PC in all cases, and LAPAC-MV showed better performance than LAPAC-DAS. We conclude that LAPAC may be a viable option to enhance ultrasound image quality of both DAS and MV in the presence of clinically-relevant aberrating conditions. / Tesis

El presente proyecto de fin de carrera consiste en el desarrollo de un modelo computacional para la identificación de células espermáticas con el objetivo de analizar la normalidad de la morfología de la cabeza de dichas células mediante el análisis de micrografías digitales. El modelo propuesto comprende el procesamiento de las imágenes microscópicas, la extracción y selección de características que identifican la cabeza de las células espermáticas, la clasificación de las mismas en normales o anormales atendiendo a criterios morfológicos y el análisis comparativo de la caracterización realizada con relación a los estándares de la Organización Mundial de la Salud. Las imágenes microscópicas fueron procesadas para obtener una máscara binarizada de las mismas donde se identificara la cabeza de las células. Posteriormente las cabezas de las células fueron caracterizadas de manera automática de acuerdo a métricas seleccionadas y se realizó una reducción de dimensionalidad utilizando Análisis de Componentes Principales. Para la clasificación se emplearon Máquinas de Soporte Vectorial. Como resultado del procedimiento aplicado se pudieron identificar el 91.5% de las células espermáticas existentes en las imágenes de muestra. La tasa de acierto conseguida para la clasificación morfológica fue del 77.6%. Las métricas consideradas en la caracterización están de acuerdo a los parámetros de la Organización Mundial de la Salud. / Tesis

El presente proyecto propone un servicio de imágenes dentales digitales extraorales que operará dentro del Hospital SISOL - Surquillo. Para este fin se ha estudiado el mercado odontológico y radiológico dental dentro de SISOL, habiéndose identificado la existencia de una demanda insatisfecha por este tipo de exámenes radiológicos en todos sus locales. Se identificó al Hospital de Surquillo como el más atractivo para la implementación del servicio al presentar el mayor número de atenciones odontológicas en Lima Metropolitana así como contar con un área de influencia de aproximadamente 4 kilómetros desabastecida también de estos servicios. La propuesta de valor para el cliente propone eliminar barreras de acceso a los pacientes mediante la instalación del servicio en el lugar de atención a un precio competitivo. Se establecerá un estándar de calidad superior al ofrecido en el mercado, caracterizado por los siguiente servicios: 15 minutos por atención, envío inmediato de imágenes, envío de informe en no más de un día útil y un amplio servicio de posventa. La propuesta de valor para el accionista prevé obtener el retorno de la inversión en 2 años 8 meses creando un atractivo modelo replicable en otras localidades. La implementación del servicio comprende un odontólogo especialista en radiología oral y máxilo-facial, un tecnólogo y una secretaria administrativa. Se instalará un equipo radiológico digital (ORTHOPHOS XG 5, de la marca SIRONA) con capacidad de realizar diversas tomas digitales extraorales, siendo los exámenes panorámicos y cefalométricos los principales servicios que se ofertarán. / Tesis

Objetivo: El objetivo del estudio fue determinar la asociación entre la posición de la tercera molar inferior según la clasificación de Pelll y Gregory con la relación de las raices de las terceras molares inferiores con el conducto mandibular según la clasificación de Ezoddini en radiografías panorámicas de pacientes atendidos en la Clínica Docente UPC durante el periodo 2012 - 2014. Material y métodos: Se realizó un estudio observacional de tipo descriptivo, transversal y retrospectivo. Se revisaron 499 radiografías panorámicas de pacientes atendidos en la Clínica Docente UPC durante los años 2012 y 2014. Se incluyeron radiografías de pacientes mayores de 20 años, que presenten las dos terceras molares inferiores. Se excluyeron radiografías panorámicas con gran grado de distorsión y radiografías con las terceras molares en estadío de nolla 0 – 9. Para determinar la relación de las raíces de las terceras molares se utilizó la clasificación de Ezoddini y para determinar la posición de las terceras molares se utilizó la clasificación de Pell y Gregory. Resultados: En la relación entre las terceras molares inferiores y el conducto mandibular la relación con mayor frecuencia fue la raíz proyectada en el conducto con 42.5%(212), seguido de la ausencia de contacto 32.9%(164). Para la asociación de la clasificación de Pell y Gregory con la clasificación de Ezoddini la relación de ausencia de contacto está asociada a la clase IA en 19.2%(96). Conclusiones: Si existe asociación entre la posición de la tercera molar según la clasificación de Pell y Gregory con la relación de las raíces de las terceras molares inferiores con el conducto mandibular según la clasificación de Ezoddini. / Background: The aim of the study was to determine the association between Association of Pell and Gregory classification with the Ezoddini classification in panoramic radiographs of patients attended in the UPC clinic during 2012 – 2014. Material and Methods: A descriptive, transversal and retrospective observational study was conducted. 499 panoramic radiographs of patients attended in the UPC clinic during 2012 and 2014 were evaluated. As inclusion criteria was considered patients older than 20 years with the two lower third molars. Panoramic radiographs with distortion and radiographs with the third molars in Nolla stage 0-9 were excluded. To determine the relation of the roots of the third molars used the Ezoddini classification and to determinate the position of the third molars Pell & Gregory was used. Results: The results were that the relationship was more frequent in the root canal with 42.5 % (212) to the relation of third molars with the inferior alveolar nerve, followed by the absence of contact 32.9 % (164). The age group was the 20 to 30 years and in greater proportion in the ratio of the root canal with 34.1 % (170). For the association of Pell and Gregory classification of with the Ezoddini classification, class IA is associated with a greater proportion of the absence of contact in 19.2 % (96). Conclusions: If there is an association between the position of the third molar as rated by Pell and Gregory relationship with the roots of the lower third molars with the mandibular canal as rated by Ezoddini . / Tesis

La elastografía abarca un grupo de técnicas no invasivas para la caracterización de tejidos como complemento al diagnóstico médico de diversas patologías. Una de estas técnicas es la elastografía por campo reverberante (R-SWE, por sus siglas en inglés), la cual consiste en generar un campo reverberante en el tejido de interés mediante múltiples fuentes de vibración asumiendo una distribución isotrópica de ondas planas para facilitar el cálculo de la velocidad de onda de corte (SWS, por sus siglas en inglés). Su factibilidad ha sido validada para la caracterización de mamas, hígado, riñones, músculo y pie; sin embargo, el cálculo de la SWS ha sido comprobado mientras se verifique la uniformidad del campo. El modelo actual que valida la estimación de la SWS se basa en la umbralización del coeficiente de determinación R2, el cual es producto del ajuste de curva a la autocorrelación de la velocidad de partículas, no obstante, este no analiza propiamente el concepto de uniformidad. En el presente trabajo, se presenta el estudio del fenómeno de uniformidad en un campo reverberante, mediante la extracción y análisis de estimadores estadísticos usados en campos reverberantes de ondas electromagnéticas con sus equivalencias en ondas mecánicas. Se propone un modelo identificación de campos reverberantes uniformes para la asistencia de la R-SWE, basado en clasificadores automáticos basados en regresión logística, análisis discriminante lineal y máquinas de vector soporte (con kernel lineal y gaussiano) con exactitudes de 0.713, 0.729, 0.732 y 0.817, respectivamente.

En la presente tesis se aborda el diseño de un dispositivo de tomografía por impedancia eléctrica (TIE) para el análisis pulmonar basado en los cambios de volumen de aire en los pulmones. Esta tecnología se basa en la inyección de corriente a través de electrodos, lo cual generará diferencias de potencial en estos y cuyas lecturas permitirán la reconstrucción de un mapa de conductividad del tejido a analizar. Para alcanzar el cumplimiento de los objetivos de esta tesis, se ha dividido la misma en 4 capítulos. En el capítulo 1, se aborda la problemática del sector salud en el Perú y se aborda la necesidad de dispositivos de monitoreo respiratorios para los pacientes conectados a un respirador mecánico en unidades de cuidados intensivos, así como un estudio del estado del arte, analizando los modelos comerciales en la actualidad y sus características. En el capítulo 2, se presenta el marco teórico que fundamenta la aplicación de esta tecnología para el análisis pulmonar, así como la teoría necesaria sobre la TIE y los componentes que conforman un dispositivo TIE. En el capítulo 3, se aborda el diseño de cada uno de los componentes del sistema, así como el modelamiento eléctrico del fantoma que se usará en las pruebas en el software de simulación SPICE y en MATLAB Simulink. Finalmente, en el capítulo 4, se muestran las pruebas y resultados obtenidos mediante la simulación del sistema diseñado aplicado en el fantoma y caracterizando el sistema mediante métricas descritas en el documento.

La evaluación de los síntomas de la enfermedad de Parkinson tiene un carácter subjetivo ya que se basa en la experiencia y la agudeza visual del médico tratante, quién realiza una puntuación de 0 a 4 según la Escala Unificada para la Evaluación de la Enfermedad de Parkinson Patrocinada por la Sociedad de Trastornos del Movimiento (MDS-UPDRS, por sus siglas en inglés). El presente trabajo de tesis tiene como objetivo evaluar dos algoritmos de flujo óptico y segmentación de imágenes para cuantificar el golpeteo de dedos y movimiento con las manos, basado en la MDS-UPDRS. El punto de partida para cumplir este objetivo fue el diseño de un protocolo de adquisición de videos, el cual se implementó con 30 participantes sanos que realizaron tres secuencias de cada movimiento. Posteriormente, se realizó el procesamiento de datos con los algoritmos propuestos y se obtuvieron las señales de frecuencia y amplitud. Finalmente se hizo el análisis estadístico. Los resultados muestran que los algoritmos fueron codificados con éxito y se apreciaron los cambios de amplitud y frecuencia de los movimientos repetitivos. Finalmente, se discutieron los resultados basándose en mejoras enfocadas en el protocolo de adquisición de datos que permitan su implementación en un ambiente clínico para contribuir al diagnóstico de pacientes que padecen párkinson.