Maestría en Ingeniería Biomédica

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    Detección de melanoma cutáneo a través de la regla ABCD usando algoritmos de aprendizaje profundo
    (2024-02-12) Moreno Luna, Paula Caterine; Perdomo Charry, Oscar Julián; Jaramillo Isaza, Jonnier Sebastián
    El melanoma es un tipo de cáncer de piel que afecta los melanocitos, estas son las células encargadas de la producción de melanina, esta neoplasia es la de mayor mortalidad de todos los cánceres de piel. Durante los últimos años se ha venido presentando un aumento de nuevos casos, por ejemplo, en Colombia las cifras dadas por la Cuenta de Alto Costo lo ubicaron en 2021 como el octavo tumor más frecuente según el número de diagnósticos registrados, y la mortalidad aumentó un 30\% en comparación con el año anterior. Hoy en día existen una gran cantidad de métodos y técnicas para identificarlo en sus etapas tempranas, siendo una de ellas la regla ABCD, la cual a través de las características físicas del lunar puede determinar la sospecha de que este tenga células cancerosas, de manera específica: Si el lunar es asimétrico (A), tiene bordes irregulares (B), más de uno o dos colores (C) y un diámetro mayor a 6 mm (D) tiene una alta probabilidad de que sea melanoma, esta regla ha ganado bastante aceptación clínica para la identificación de esta enfermedad. Con base en esto, el objetivo de este trabajo de maestría fue la adaptación de modelos basados en aprendizaje profundo para la estimación automática de características que puedan clasificar lunares como benignos o malignos, con validación en imágenes obtenidas de la base de datos del \textit{International Skin Imaging Collaboration (ISIC) Challenge Dataset}. Para ello se usaron técnicas clásicas de procesamiento de imágenes para calcular las características ABCD de toda la base de datos y luego se realizó el entrenamiento para clasificación usando: las características, las imágenes y ambos conjuntos de datos, con esto se obtuvo que aquellos modelos donde se usaron tanto las características como las imágenes tuvieron un mejor desempeño, alcanzando mejores métricas de desempeño tanto en entrenamiento como en prueba.
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    Acceso Abierto
    Aplicación tecnológica para la rehabilitación cognitiva de adolescentes con bulimia nerviosa
    (2023-12-03) Sáenz Díaz, Diana Lucía; Sarmiento Rojas, Jefferson; Aya Parra, Pedro Antonio
    A nivel mundial, los trastornos mentales representan un problema de salud pública debido a su alta prevalencia y al creciente costo económico que implica la atención sanitaria, dada la complejidad de los síntomas, en particular las disfunciones cognitivas. La rehabilitación cognitiva, en su enfoque de recuperación, busca mejorar las funciones cognitivas mediante ejercicios convencionales, pero enfrenta desafíos en cuanto a la motivación de los pacientes y la medición objetiva de los resultados. Recientemente, se ha resaltado la necesidad de desarrollar alternativas innovadoras de bajo costo con retroalimentación inmediata y cuantificación del progreso, siendo la rehabilitación cognitiva computarizada la mejor alternativa. En consideración de lo anterior, el propósito de este proyecto fue diseñar y desarrollar una aplicación tecnológica para la rehabilitación cognitiva de adolescentes con BN con el fin de implementarlo a futuro en la práctica clínica. Para lograrlo, se planteó una metodología dividida en 4 fases: se realizó identificación de programas de rehabilitación cognitiva asistida por computadora y TRL en trastornos mentales por medio de una revisión de literatura, se desarrolló una aplicación tecnológica de rehabilitación cognitiva para adolescentes con BN, se construyó un protocolo clínico en el que se definió la forma de uso de la aplicación tecnológica y se realizó una validación de la aplicación tecnológica con profesionales de la salud y su aplicabilidad en la práctica clínica por medio de una prueba de usabilidad. Al finalizar todas las fases, se pudo concluir que la aplicación desarrollada para la rehabilitación cognitiva de adolescentes resulta pertinente para implementarse en la práctica clínica, sin olvidar la importancia de fortalecer los procesos de almacenamiento de variables de progreso terapéutico y en futuras investigaciones, desarrollar una prueba con pacientes.
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    Acceso Abierto
    Caracterización de movimientos a través de imágenes y sensores inerciales para la prevención de lesiones de miembro superior durante actividades repetitivas
    (2023-06-27) Jasbón Mutis, Adriana Samira; Perdomo Charry, Oscar Julián; Castillo Martínez, Juan Alberto
    El miembro superior es una estructura de gran complejidad e importancia en la vida cotidiana debido a la variedad de movimientos y grados de libertad que este tiene. Así como la utilidad en numerosas tareas cotidianas. El miembro superior puede verse afectado por lesiones debido a las tareas que incluyan: esfuerzos, posturas inadecuadas, posturas fuera de rangos de movimiento, posturas sostenidas o repetitivas; durante periodos de tiempo largos, como actividades laborales, generando un impacto negativo en la vida cotidiana. Por este motivo surge la necesidad de estudios de la complejidad del movimiento del miembro superior para la prevención lesiones en miembro superior. Este estudio se enfoca en el desarrollo de una herramienta de simulación de la cinemática del miembro superior utilizando captura de movimiento recursos en imágenes y señales de sensores inerciales. Se desarrolló un programa capaz de identificar patrones de movimiento usando datos capturados usando una cámara y sensores inerciales en miembro superior en personas en un entorno laboral, para el posterior estudio. Este proyecto tiene como objetivo diseñar un método para la identificación automática de patrones de movimientos. Para lo cual, se plantea la revisión de métodos de programación y procesamiento de los datos obtenidos de imágenes y sensores inerciales, la programación de los mismos, la adquisición de datos relativos a la postura, el estudio de movimiento y calibración del programa. Entre los resultados obtenidos se desarrolló un software portable para la captura de movimiento utilizando imágenes, el cual provee resultados de la raíz cuadrática media (RMS) de los ángulos en los planos XY, XZ y YZ, similares a los dados por los sensores inerciales tras estimar la RMS de los ángulos obtenidos por los mismos. Sin embargo, la aceleración presenta una mayor diferencia, esto debido a que la aceleración se ve afectaba por los instantes en los cuales las imágenes oscilan. Como conclusión se encontró un gran potencial de los algoritmos de inteligencia artificial para la identificación, seguimiento y diferenciación de la de postura y el cálculo de variables de la cinemática tales como ángulo de movimiento articular y la aceleración angular.
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    Acceso Abierto
    Nanopartículas y radioterapia: estudio del posible efecto radiosensibilizador de puntos de carbono dopados con iones de Gadolinio en células derivadas de Glioblastoma (U87)
    (2022-12-15) Jiménez Gallego, Laura Marcela; Rodríguez Burbano, Diana Consuelo; Ondo Méndez, Alejandro Oyono; GiBiome
    El glioblastoma es uno de los tumores más agresivos y de difícil tratamiento, debido a su ubicación, su morfología y su comportamiento radioresistente. Al estar ubicado en el cerebro, no es posible extirparlo completamente durante el procedimiento quirúrgico, por lo cual, en la mayoría de los casos es necesario utilizar tratamientos adyuvantes como la radioterapia después de la cirugía. Sin embargo, al generar resistencia a este tratamiento los riesgos de crecimiento y propagación del tumor son muy altos, lo cual, genera la necesidad de implementar un agente radiosensibilizador que permita potenciar los efectos de la radioterapia. En este trabajo se evaluó el efecto radiosensibilizador de puntos de carbono dopados con iones Gd3+ (PC-Gd3+) en células derivadas de glioblastoma (U87). Los PC-Gd3+ fueron sintetizados a través de un proceso solvotérmico y fueron caracterizados con estudios de espectroscopia UV – Vis y mediciones de potencial zeta. Durante la fase experimental, se demostró la biocompatibilidad de los PC-Gd3+ por medio del ensayo MTT, pues a diferentes concentraciones los PC-Gd3+ no generaron citotoxicidad en las células cancerosas. Después de demostrar la biocompatibilidad de los puntos de carbono, se realizaron ensayos para determinar la capacidad de proliferación celular y se calculó el daño en el material genético después de exponer las líneas celulares incubadas con los PC-Gd3+ a radiaciones ionizantes. Con estos experimentos se demostró un efecto.Rradiosensibilizador de los PC-Gd3+ en condiciones específicas en la línea celular U87 y se evidenció una tendencia a disminuir la proliferación celular y aumentar el daño en material genético celular en las muestras que se trataron con PC-Gd3+. Este trabajo es un trabajo inicial que permite establecer bases de experimentación para poder continuar estudiando el potencial radiosensibilizador de la nanoplataforma desarrollada.
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    Acceso Abierto
    Metodología para el análisis de evaluación tecnológica sanitaria, en el servicio de UCI por medio de instrumentos de priorización
    (2022-12-16) Ramírez Rodríguez, Juan Sebastián; Perdomo Charry, Oscar Julián; Educacion Médica y en Ciencias de la Salud
    La evaluación en tecnología sanitaria es considerada en Colombia, como una de las ramas más importantes dentro de la ingeniería biomédica e ingeniería clínica, debido a su gran impacto en el sector hospitalario (Espinosa, 2003), En específico, las decisiones acerca de la incorporación de tecnología biomédica resultan en una toma de acciones que conlleva a un análisis exhaustivo con recomendaciones en pro del costo-beneficio de los recursos económicos de Hospitales y Clínicas. Es importante agregar que, en el mercado existen alrededor de 68.000 tipos de insumos médicos, dispositivos médicos y 1,5 millones de equipos biomédicos (Cárdenas,2013), donde solo un pequeño porcentaje de estas tecnologías son evaluadas para ser comercializadas en el territorio colombiano. Por otro lado, teniendo en cuenta las limitaciones actuales para la evaluación e incorporación de nuevas tecnologías biomédicas en las Unidades de Cuidado Intensivo, el presente documento, propone una metodología para la evaluación de tecnología sanitaria en el servicio de la Unidad de Cuidado Crítico de la clínica de la Mujer, por medio de un instrumento de priorización para el proceso de adquisición de tecnologías sanitarias, utilizando un método multicriterio de decisión para su análisis (MCDA). Adicionalmente, en la presente investigación, se presenta el proceso en detalle de nuestra metodología de evaluación tecnológica sanitaria, donde primero se implementó una guía o referencia comparativa en una organización del sector público y otra del sector privado, y después se resaltó los procedimientos para la incorporación de nuevas tecnologías biomédicas en el servicio de Unidad de Cuidado Intensivo (UCI). Lo anterior, nos permite conocer las opiniones de otros equipos evaluadores de la tecnología sanitaria y comparar sus resultados con éxito. Finalmente, nuestra metodología empleada ha sido validada en un proyecto de adquisición de tecnología sanitaria en la clínica de la mujer ubicada en la ciudad de Bogotá.