Desarrollo de una aplicación para el cálculo del índice de lateralidad por medio del reconocimiento de Regiones de interés en imágenes de resonancia magnética

dc.contributor.advisorFranco Arias, Manuel Hernando
dc.contributor.advisorMorales Salcedo, Angela Patricia
dc.contributor.authorCarvajal Arias, Narlen Daniela
dc.contributor.authorToscano Villamizar, Ricardo Andrés
dc.contributor.cvlacFranco Arias, Manuel Hernando [0001427755]spa
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.coverage.spatialColombiaspa
dc.date.accessioned2021-08-12T14:08:45Z
dc.date.available2021-08-12T14:08:45Z
dc.date.issued2021
dc.degree.nameIngeniero Biomédicospa
dc.description.abstractEl cálculo de la lateralidad hemisférica es un método auxiliar que ha aumentado su utilización por profesionales de la salud y grupos de investigación relacionados al campo de la actividad cerebral funcional. La implementación de este se realiza a través de tecnología guiada al diseño y obtención de las Regiones de interés (ROIs) para el posterior cálculo del Índice de Lateralidad, el cual generalmente se hace de forma manual lo que puede llevar tanto a la distorsión de los datos o a la conclusión errónea de dominancia hemisférica dada por un error humano. Por lo tanto, se diseñó un software de acceso libre para el cálculo del índice de lateralidad por medio de la definición de los ROI en la misma aplicación, utilizo el lenguaje de programación Python y las librerías de OpenCV y PysimpleGUI. Las pruebas del software se realizaron con imágenes binarias para la prueba de funcionamiento realizando el cálculo de extremo a extremo. Posteriormente, para probar su desempeño en el campo, se usaron 14 imágenes de resonancia magnética funcional de la base de datos ADNI, resultados que, al ser comparado con una investigación realizada a la misma base de datos por Hai Lou, permitieron concluir el correcto desempeño al obtener dominancias hemisféricas acordes a los obtenidas en la investigación. Estos resultados permiten validar el funcionamiento de la aplicación.spa
dc.description.abstractenglishThe calculation of hemispheric laterality is an auxiliary method that has increased its use by health professionals and research groups related to the field of functional brain activity. The implementation of this is done through technology guided to design and obtain the Regions of Interest (ROIs) for the subsequent calculation of the Index of Laterality, which is generally done manually, which can lead to both data distortion or the erroneous conclusion of hemispheric dominance given by human error. Therefore, a free access software was designed for the calculation of the laterality index by means of the definition of the ROI in the same application, I use the Python programming language and the OpenCV and PysimpleGUI libraries. The software tests were performed with binary images for the functional test performing the end-to-end calculation. Subsequently, to test its performance in the field, 14 functional magnetic resonance images from the ADNI database were used, results that, when compared with an investigation carried out on the same database by Hai Lou, allowed conclude the correct performance when obtaining hemispheric dominances according to those obtained in the investigation. These results allow to validate the operation of the application.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa
dc.description.tableofcontentsCapítulo I ............................................................................................................................................. 10 Aspectos generales ............................................................................................................................. 10 1.1 Problema u Oportunidad .................................................................................................... 10 1.2 Descripción del problema ................................................................................................... 11 1.3 Justificación ......................................................................................................................... 12 1.4 Pregunta problema ............................................................................................................. 13 1.5 Objetivo general .................................................................................................................. 13 1.6 Objetivos específicos ........................................................................................................... 13 1.7 Limitaciones y Delimitaciones ............................................................................................. 13 Capítulo II ............................................................................................................................................ 15 Marco Teórico y Estado del Arte ......................................................................................................... 15 2.1. Marco teórico...................................................................................................................... 15 2.1.1 Aplicación ........................................................................................................................... 15 2.1.2 Dominancia hemisférica (HD)............................................................................................. 15 2.1.3 Test de Wada ..................................................................................................................... 16 2.14 Imágenes de resonancia magnética funcional (fRMI) ......................................................... 16 2.1.5 Índice de lateralidad (LI) ..................................................................................................... 17 2.1.6 Región de interés (ROI) ...................................................................................................... 18 2.1.7 Mapeo Paramétrico Estadístico (SPM - Statistical Parametric Mapping) ........................... 19 2.1.8 DICOM ................................................................................................................................ 19 2.1.9 Trayecto Histórico .............................................................................................................. 21 2.2 Estado del Arte .......................................................................................................................... 22 Capítulo III ........................................................................................................................................... 29 Metodología ....................................................................................................................................... 29 3.1 Selección de imágenes .............................................................................................................. 30 3.2 Diseño de ROIs .......................................................................................................................... 30 3.3 Índice de lateralidad y Aporte hemisférico ............................................................................... 31 3.4 Diseño de la interfaz ................................................................................................................. 32 3.5 Pruebas del software ................................................................................................................ 33 3.6 Análisis estadístico .................................................................................................................... 34 Capítulo IV .......................................................................................................................................... 36 Resultados y Análisis de Resultados.................................................................................................... 36 4.1 Regiones de Interés ................................................................................................................... 36 4.1.1 Selección de Imágenes ....................................................................................................... 36 4.1.2 Diseño de ROIs ................................................................................................................... 41 4.2 Software de Aplicación ............................................................................................................. 42 4.2.1 Índice de lateralidad........................................................................................................... 42 4.2.2 Diseño de la Interfaz .......................................................................................................... 43 4.3 Pruebas del software ................................................................................................................ 47 4.3.1 Pruebas del Software ......................................................................................................... 47 4.3.2 Análisis estadístico ............................................................................................................. 57 Análisis de Resultados......................................................................................................................... 59 Capítulo V ........................................................................................................................................... 65 Conclusiones y Recomendaciones .................................................................................................. 5.1 Conclusiones ............................................................................................................................. 65 5.2 Recomendaciones ..................................................................................................................... 66 Capítulo VI .......................................................................................................................................... 67 Referencias Bibliográficas ................................................................................................................... 67 Anexo 1 ............................................................................................................................................... 69 Datos del examen de resonancia magnética funcional ................................................................... 69 Anexo 2 ............................................................................................................................................... 69 Prueba del índice de lateralidad según frames ............................................................................... 69 Gráfico frames vs LI ......................................................................................................................... 76 Anexo 3 ............................................................................................................................................... 77 Pruebas del Índice de Lateralidad en Imágenes de Resonancia Magnética Funcional .................... 77spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/13794
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Biomédicaspa
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dc.subject.keywordsHemispheric dominancespa
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dc.subject.lembIngeniería biomédicaspa
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dc.titleDesarrollo de una aplicación para el cálculo del índice de lateralidad por medio del reconocimiento de Regiones de interés en imágenes de resonancia magnéticaspa
dc.title.translatedDevelopment of an application to calculate the laterality index by means of the Recognition of Regions of Interest in Magnetic Resonance Imagingspa
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