Desarrollo de un sistema de detección y evaluación de cáncer tipo melanoma mediante imágenes por inteligencia artificial
| dc.contributor.advisor | Franco Arias, Manuel Hernando | |
| dc.contributor.advisor | Arizmendi Pereira, Carlos Julio | |
| dc.contributor.apolounab | Franco Arias, Manuel Hernando [manuel-hernando-franco-arias] | spa |
| dc.contributor.apolounab | Arizmendi Pereira, Carlos Julio [carlos-julio-arizmendi-pereira] | spa |
| dc.contributor.author | Leal Bustamante, Nicolas Eduardo | |
| dc.contributor.author | Rojas Murillo, Isaias Andres | |
| dc.contributor.cvlac | Franco Arias, Manuel Hernando [0001427755] | spa |
| dc.contributor.cvlac | Arizmendi Pereira, Carlos Julio [1381550] | spa |
| dc.contributor.googlescholar | Arizmendi Pereira, Carlos Julio [JgT_je0AAAAJ] | spa |
| dc.contributor.researchgate | Arizmendi Pereira, Carlos Julio [Carlos_Arizmendi2] | spa |
| dc.coverage.campus | UNAB Campus Bucaramanga | spa |
| dc.coverage.spatial | Bucaramanga (Santander, Colombia) | spa |
| dc.date.accessioned | 2024-06-20T21:20:50Z | |
| dc.date.available | 2024-06-20T21:20:50Z | |
| dc.date.issued | 2024-06-20 | |
| dc.degree.name | Ingeniero Biomédico | spa |
| dc.description.abstract | Este proyecto se centra en la creación de un sistema de detección médica basado en aprendizaje profundo (deep learning). El objetivo principal es desarrollar un sistema que procese imágenes dermatoscópicas para identificar la presencia de melanoma, sin determinar la etapa del cáncer. Para abordar la necesidad de herramientas efectivas en la detección temprana del melanoma, se utilizaron algoritmos de inteligencia artificial y una base de datos balanceada con 4000 imágenes dermatoscópicas. Se emplearon tres tipos de optimizadores de deep learning para mejorar y ajustar la exactitud de los modelos, optimizando la tasa de aprendizaje al ajustar los parámetros internos de la red. El proyecto comparó la técnica de creación de la estructura desde cero (fromscratch) con el transfer learning, seleccionando el mejor modelo según las métricas de rendimiento. La principal contribución del sistema es su capacidad para discriminar entre lesiones benignas y malignas, ofreciendo un apoyo adicional a los profesionales de la salud en la toma de decisiones. Los resultados obtenidos hasta ahora demuestran un alto grado de sensibilidad y puntuación F1, en la detección de melanomas a partir de imágenes dermatoscópicas, indicando un potencial significativo para mejorar el diagnóstico temprano y preciso de este tipo de cáncer de piel. En resumen, este proyecto representa un avance significativo en la detección de cáncer de piel mediante deep learning y redes neuronales convolucionales, ofreciendo una herramienta prometedora que complementa el diagnóstico médico convencional. | spa |
| dc.description.abstractenglish | The project's aim is focused on the creation of a medical detection system based on deep learning. The main objective is to develop a system that processes dermoscopic images to identify the presence of melanoma, without determining the stage of the cancer. To address the need for effective tools in the early detection of melanoma, artificial intelligence algorithms and a balanced database with 4000 dermoscopic images were used. Three types of deep learning optimizers were used to improve and tune the accuracy of the models, optimizing the learning rate by adjusting the internal parameters of the network. The project compared the technique of creating the structure from scratch with transfer learning, selecting the best model according to performance metrics. The main contribution of the system is its ability to discriminate between benign and malignant lesions, offering additional support to health professionals in decision making. The results obtained so far demonstrate a high degree of sensitivity and F1 score in the detection of melanomas from dermoscopic images, indicating significant potential to improve the early and accurate diagnosis of this type of skin cancer. In summary, this project represents a significant advance in the detection of skin cancer through deep learning and convolutional neural networks, offering a promising tool that complements conventional medical diagnosis. | spa |
| dc.description.degreelevel | Pregrado | spa |
| dc.description.learningmodality | Modalidad Presencial | spa |
| dc.description.tableofcontents | Capítulo I..................................................................................................................17 1 Problema de investigación.......................................................................17 1.1 Introducción..............................................................................................17 1.2 Descripción del Problema.........................................................................18 1.3 Justificación..............................................................................................19 1.4 Pregunta de investigación.........................................................................21 1.5 Objetivo General.......................................................................................22 1.6 Objetivos Específicos................................................................................22 1.7 Limitaciones y Delimitaciones...................................................................22 Capítulo II.................................................................................................................24 2 Marco teórico y Estado del Arte...............................................................24 2.1 Estado Del Arte...........................................................................24 2.2 Marco Legal..............................................................................................27 2.3 Marco Teórico...........................................................................................28 2.3.1 ¿Qué es lunar?...........................................................................28 2.3.2 ¿Qué es el melanoma?...............................................................29 2.3.3 Métodos de detección de melanoma..........................................30 2.3.4 Inteligencia Artificial................................................................31 2.3.5 Redes Neuronales Artificiales....................................................32 2.3.6 Redes Neuronales Artificiales Convolucionales..........................33 2.3.7 Deep Learning y transfer learning..............................................33 10 Capítulo III...............................................................................................35 3 Metodología.........................................................................................35 3.1 Base de datos.............................................................................36 3.2 Investigación de técnicas de inteligencia artificial...............................36 3.3 Procesamiento de imágenes..........................................................37 3.4 Código y selección de software......................................................37 3.5 Selección del diseño de interfaz.....................................................38 3.6 Pruebas de funcionamiento...........................................................38 Capítulo IV..............................................................................................39 4 Resultados y análisis de resultados................................................39 4.1 Selección del software de programación..........................................39 4.2 Creación del modelo desde el cero (from scratch - Students net)...........40 4.2.1 Optimizadores y tasa de aprendizaje....................................40 4.2.2 Optimizador RMSprop......................................................40 4.2.3 Optimizador Sgmd...........................................................45 4.2.4 Optimizador Adam............................................................48 4.2.5 Análisis de selección del modelo creado..............................51 4.3 Creación del modelo con transfer learning........................................55 4.3.1 Análisis de los campeones - transfer learning........................74 4.3.2 Tablas resumen - transfer learning......................................75 4.4 Creación del Modelo desde cero - from scratch Python.......................81 4.5 Interfaz......................................................................................84 4.5.1 Menú de usuario.............................................................88 4.5.2 Explicación de las partes de la interfaz.................................89 Capítulo V..............................................................................................91 5.1 Discusiones................................................................................91 5.2 Conclusiones y recomendaciones...................................................95 5.2 Referencias................................................................................98 5.3 Anexos....................................................................................101 | spa |
| dc.format.mimetype | application/pdf | spa |
| dc.identifier.instname | instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB | spa |
| dc.identifier.reponame | reponame:Repositorio Institucional UNAB | spa |
| dc.identifier.repourl | repourl:https://repository.unab.edu.co | spa |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/20.500.12749/25222 | |
| dc.language.iso | spa | spa |
| dc.publisher.faculty | Facultad Ingeniería | spa |
| dc.publisher.grantor | Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB | spa |
| dc.publisher.program | Pregrado Ingeniería Biomédica | spa |
| dc.publisher.programid | IBM-1788 | |
| dc.relation.references | Datos | Cáncer de Piel - Liga Colombiana contra el Cáncer. (s. f.). Liga Colombiana contra el Cáncer. https://www.ligacancercolombia.org/educacion/datos-cancer-de-piel/#:~:text=Se%20 estima%20sobre%20este%20mismo,4%20por%20100.000%20en%20hombres | spa |
| dc.relation.references | Estadísticas importantes sobre el cáncer de piel tipo melanoma. (s. f.). American Cancer Society | Information and Resources about for Cancer: Breast, Colon, Lung, Prostate, Skin. https://www.cancer.org/es/cancer/cancer-de-piel-tipo-melanoma/acerca/estadisticas- clave.html | spa |
| dc.relation.references | Día mundial del melanoma 2022 | Cuenta de Alto Costo. (s. f.). Cuenta de Alto Costo. https://cuentadealtocosto.org/site/cancer/dia-mundial-del-melanoma-2022/ | spa |
| dc.relation.references | Cáncer. (s. f.). Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/001289.htm#:%7E:text=El%20c%C3%A 1ncer%20se%20origina%20de,c%C3%A9lulas%20crezcan%20%20fuera%20de%2 0control | spa |
| dc.relation.references | Etapas del cáncer de piel tipo melanoma. (s. f.). Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://www.cancer.org/es/cancer/cancer-de-piel-tipo-melanoma/deteccion-diagnosti co-clasificacion-por-etapas/clasificacion-por-etapas-el-cancer-de-piel-tipo-melanoma .html | spa |
| dc.relation.references | Valencia, D. (2022, 6 septiembre). En 30% ha aumentado la mortalidad por melanoma en Colombia. Caracol Radio. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://caracol.com.co/radio/2022/08/09/salud/1660067928_028219.html | spa |
| dc.relation.references | Yifan Yang. 2021. Data Augmentation to Improve the diagnosis of Melanoma using Convolutional Neural Networks. In Proceedings of the 2021 International Conference on Bioinformatics and Intelligent Computing (BIC 2021). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 151–158. https://doi.org/10.1145/3448748.3448773 | spa |
| dc.relation.references | (S/f). Researchgate.net. Recuperado el 21 de septiembre de 2022, de https://www.researchgate.net/publication/355495450_Evaluation_of_Various_Open- Set_Medical_Imaging_Tasks_with_Deep_Neural_Networks | spa |
| dc.relation.references | Gu, Y., Ge, Z., Bonnington, C. P., & Zhou, J. (2020). Progressive Transfer Learning and Adversarial Domain Adaptation for Cross-Domain Skin Disease Classification. IEEE journal of biomedical and health informatics, 24(5), 1379–1393. https://doi.org/10.1109/JBHI.2019.2942429 | spa |
| dc.relation.references | Machine Learning based System for Prediction of Breast Cancer Severity. (2019, 1 octubre). IEEE Conference Publication | IEEE Xplore. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://ieeexplore.ieee.org/document/8942575/ | spa |
| dc.relation.references | Melanoma Skin Cancer Detection Using Deep Learning and Advanced Regularizer. (2020, 17 octubre). IEEE Conference Publication | IEEE Xplore. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://ieeexplore.ieee.org/document/9263118 | spa |
| dc.relation.references | Estadísticas importantes sobre el cáncer de piel tipo melanoma. (2022). Retrieved October 9, 2022, from Cancer.org website: https://www.cancer.org/es/cancer/cancer-de-piel-tipo-melanoma/acerca/estadisticas- clave.html | spa |
| dc.relation.references | Jeffrey Theodore Heaton. (2017, October 29). Ian Goodfellow, Yoshua Bengio, and Aaron Courville: Deep learning: The MIT Press, 2016, 800 pp, ISBN:... Retrieved October 10, 2022, from ResearchGate website: https://www.researchgate.net/publication/320703571_Ian_Goodfellow_Yoshua_Beng io_and_Aaron_Courville_Deep_learning_The_MIT_Press_2016_800_pp_ISBN_026 2035618 | spa |
| dc.relation.references | Lunares. (2021). Retrieved October 9, 2022, from Medlineplus.gov website: https://medlineplus.gov/spanish/moles.html | spa |
| dc.relation.references | Jones, O. T., Ranmuthu, C. K. I., Hall, P. N., Funston, G., & Walter, F. M. (2019). Recognising Skin Cancer in Primary Care. Advances in Therapy, 37(1), 603–616. https://doi.org/10.1007/s12325-019-01130-1 | spa |
| dc.relation.references | Avilés‐Izquierdo, J. A., Ciudad‐Blanco, C., Sánchez‐Herrero, A., Mateos‐Mayo, A., Nieto‐Benito, L. M., & Rodríguez‐Lomba, E. (2019). Dermoscopy of cutaneous melanoma metastases: A color‐based pattern classification. The Journal of Dermatology, 46(7), 564–569. https://doi.org/10.1111/1346-8138.14926 | spa |
| dc.relation.references | A Guide to Convolutional Neural Networks for Computer Vision | Synthesis Lectures on Computer Vision. (2018). Retrieved October 10, 2022, from Morganclaypool.com website: https://www.morganclaypool.com/doi/10.2200/S00822ED1V01Y201712COV015 | spa |
| dc.relation.references | Ley 1581 de 2012 - Gestor Normativo. (2022, 2 marzo). FunciÃ3n PÃoblica. https://www.funcionpublica.gov.co/eva/gestornormativo/norma.php?i=49981 | spa |
| dc.relation.references | Decreto Número 1360 de 1989 (Junio 23) El Presidente de ... - UNAL.EDU.CO (no date). Available at: https://propiedadintelectual.unal.edu.co/fileadmin/recursos/innovacion/docs/normativi dad_pi/decreto1360_1989.pdf (Accessed: October 26, 2022). | spa |
| dc.relation.references | Leyes desde 1992 - Vigencia expresa y control de constitucionalidad [LEY_0044_1993]. (s. f.). SECRETARÍA GENERAL DEL SENADO. http://www.secretariasenado.gov.co/senado/basedoc/ley_0044_1993.html | spa |
| dc.relation.references | De la Ley 1915 de 2018 al Tratado de Libre Comercio entre Colombia y Estados Unidos: algunas implicaciones para la protección del autor y su obra en el entorno 101 digital. (s. f.). Revistas Universidad Externado de Colombia. https://revistas.uexternado.edu.co/index.php/propin/article/view/6072 | spa |
| dc.relation.references | Ley 23 de 1982 - Gestor Normativo. (s. f.). Inicio - Función Pública. https://www.funcionpublica.gov.co/eva/gestornormativo/norma.php?i=3431#:~:text=E sta%20Ley%20protege%20exclusivamente%20la,obras%20literarias,%20científicas %20y%20artísticas. | spa |
| dc.relation.references | Bagazgoitia, D. L. (2019, 30 abril). ¿Los lunares son siempre marrones? Doctora Lorea Bagazgoitia. https://dermatologia-bagazgoitia.com/2019/05/los-lunares-son-siempre-marrones-46 83 | spa |
| dc.relation.references | Troya-Martín, D. M. (2008, 1 febrero). Estudio dermoscópico del melanoma maligno cutáneo: análisis descriptivo de 45 casos | Actas Dermo-Sifiliográficas. https://www.actasdermo.org/es-estudio-dermoscopico-del-melanoma-maligno-articul o-S0001731008746143 | spa |
| dc.relation.references | Cáncer de piel - Melanoma síntomas. (s. f.). Recuperado 26 de octubre de 2022, de https://www.contraelcancer.es/es/todo-sobre-cancer/tipos-cancer/cancer-piel/melano ma/sintomas | spa |
| dc.relation.references | Bibliografía Melanoma. (2023, julio 22). Mayoclinic.org. https://www.mayoclinic.org/es/diseases-conditions/melanoma/symptoms-causes/syc- 20374884 | spa |
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| dc.subject.keywords | Convolutional neural networks | spa |
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| dc.title | Desarrollo de un sistema de detección y evaluación de cáncer tipo melanoma mediante imágenes por inteligencia artificial | spa |
| dc.title.translated | Development of a melanoma cancer detection and evaluation system using artificial intelligence images | spa |
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