Desarrollo de una aplicación para la cuantificación de dosis absorbida por usuarios en el servicio de medicina nuclear

dc.contributor.advisorFranco Arias, Manuel Hernando
dc.contributor.advisorMorales Salcedo, Angela Patricia
dc.contributor.apolounabFranco Arias, Manuel Hernando [manuel-hernando-franco-arias]spa
dc.contributor.authorOvalle Rivera, Juan Sebastian
dc.contributor.authorRueda Cáceres, Valentina
dc.contributor.authorMontero Garzón, Karol Valentina
dc.contributor.cvlacFranco Arias, Manuel Hernando [0001427755]spa
dc.contributor.cvlacMorales Salcedo, Angela Patricia [0001520452]spa
dc.contributor.orcidMorales Salcedo, Angela Patricia [0000-0002-9172-5618]spa
dc.contributor.researchgroupGrupo de Investigación Control y Mecatrónica - GICYMspa
dc.contributor.researchgroupGrupo de Investigaciones Clínicasspa
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.coverage.spatialBucaramanga (Santander, Colombia)spa
dc.coverage.temporal2022-2023spa
dc.date.accessioned2023-06-07T15:44:27Z
dc.date.available2023-06-07T15:44:27Z
dc.date.issued2023-05-19
dc.degree.nameIngeniero Biomédicospa
dc.description.abstractEn terapias dirigidas con radionúclidos el cálculo de dosis absorbida es un factor relevante para el control de tratamientos. Para la determinación de esta dosis existen softwares que adoptan metodologías creadas por entes internacionales, sin embargo, el problema radica en el costo de adquisición de aquellos que son pagos, y que tanto estos como los libres requieren parámetros que deben ser calculados previamente y de manera independiente; a la fecha no se evidencia la existencia de un software que integre el proceso. Para solventar estas necesidades se plantea el desarrollo de una aplicación de software libre para la cuantificación de dosis absorbida implementando un algoritmo con la metodología de la Comisión Internacional de Protección Radiológica y automatizando el tratamiento de imágenes bidimensionales obtenidas por SPECT -Single Photon Emission Computed Tomography- e identificación de la región de interés. La metodología consta de 3 etapas. La etapa de planeación involucra la revisión bibliográfica para encontrar métodos adecuados para el cálculo de la dosis y procesamiento aplicable a imágenes de medicina nuclear bidimensionales. La etapa de diseño funcional y programación abarca el desarrollo, diseño e integración de algoritmos logrando obtener la aplicación funcional. Por último, la etapa de validación comprende la evaluación del funcionamiento por medio de pruebas unitarias e integrales y el análisis estadístico de los resultados obtenidos contrastados con el cálculo del físico médico, garantizando así la veracidad, precisión y exactitud de la aplicación.spa
dc.description.abstractenglishIn targeted therapies with radionuclides, the calculation of absorbed dose is a relevant factor for treatment control. However, the problem lies in the acquisition cost of those that are paid, and that both these and the free ones require parameters that must be calculated previously and independently; to date, there is no evidence of the existence of software that integrates the process. To address these needs, the development of a free software application for quantification of absorbed dose is proposed, implementing an algorithm with the methodology of the International Commission on Radiological Protection and automating the processing of two-dimensional images obtained by SPECT -Single Photon Emission Computed Tomography- and identification of the region of interest. The methodology consists of 3 stages. The planning stage involves a literature review to find suitable methods for dose calculation and processing applicable to two-dimensional nuclear medicine images. The functional design and programming stage involves the development, design, and integration of algorithms to obtain the functional application. Finally, the validation stage comprises the evaluation of performance through unit and integral tests and statistical analysis of the results obtained, compared with the calculation of the medical physicist, thus ensuring the truthfulness, precision, and accuracy of the application.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa
dc.description.tableofcontentsÍNDICE Capítulo I ……………………………………………………………………………...11 Problema u Oportunidad……………………………………………………………..11 1.1 Planteamiento del problema……………………………………………………...11 1.2 Justificación………………………………………………………………………...12 1.3 Pregunta problema……………………………………………………………......13 1.4 Objetivo general……………………………………………………………………13 1.5 Objetivos específicos………………………………………………………………13 1.6 Limitaciones y Delimitaciones…………………………………………………...14 Capítulo II……………………………………………………………………………..15 Marco Teórico y Estado del Arte…………………………………………………….15 2.1 Marco teórico………………………………………………………………………15 2.1.1 Medicina nuclear……………………………………………………….15 2.1.2 SPECT……………………………………………………………………15 2.1.3 Radiofármacos………………………………………………………….16 2.1.4 Radionucleido…………………………………………………………..16 2.1.5 Terapia de yodo radiactivo…………………………………………...16 2.1.6 Dosimetría interna……………………………………………………..17 2.1.7 Dosis absorbida………………………………………………………..17 2.1.8 Dosis equivalente………………………………………………………18 2.1.9 Dosis efectiva…………………………………………………………..19 2.1.10 DICOM………………………………………………………………..20 2.1.11 Región de interés (ROI)……………………………………………..21 2.1.12 Efecto de atenuación………………………………………………...21 2.1.13 Efecto de dispersión…………………………………………………22 2.2 Marco legal………………………………………………………………………..23 2.3 Estado del arte…………………………………………………………………….25 Capítulo III……………………………………………………………………………27 Metodología…………………………………………………………………………...27 3.1 Planeación…………………………………………………………………………28 3.1.1 Revisión bibliográfica de documentos de la ICRP…………….…..........................................................……………….28 3.1.2 Búsqueda de métodos para el procesamiento de imágenes bidimensionales……………………………………………………………….28 3.1.3 Determinación del proceso matemático y técnicas para el procesamiento de imágenes…………………………………………………28 3.2 Diseño funcional y programación………………………………………………29 3.2.1 Desarrollo de algoritmos de procesamiento de imágenes y para el cálculo de la dosis absorbida……………………………………………….29 3.2.2 Diseño de mockups para el desarrollo de la interfaz gráfica……29 3.2.3 Integración de los algoritmos para procesamiento de imágenes, cuantificación de la dosis absorbida y la interfaz gráfica de usuario…30 3.3 Validación………………………………………………………………………….30 3.3.1 Pruebas unitarias e integrales……………………………………….30 3.3.2 Análisis estadístico y comparativo de los resultados……………..31 Capítulo IV……………………………………………………………………………32 Resultados obtenidos…………………………………………………………………32 4.1 Planeación………………………………………………………………………….32 4.1.1 Revisión bibliográfica de documentos de la ICRP………………...32 4.1.2 Búsqueda de métodos para el procesamiento de imágenes bidimensionales………………………………………………………………..35 4.1.3Determinación del proceso matemático y técnicas para el procesamiento de imágenes………………………………………………….38 4.2 Diseño……………………………………………………………………………….41 4.2.1 Desarrollo de algoritmos de procesamiento de imágenes y para el cálculo de la dosis absorbida………………………………………………..41 4.2.2 Diseño de los mockups para el desarrollo de la interfaz gráfica...42 4.2.3 Integración de los algoritmos para procesamiento de imágenes, cuantificación de la dosis absorbida y la interfaz gráfica del usuario..47 4.3 Validación…………………………………………………………………………..56 4.3.1 Pruebas unitarias e integrales………………………………………..56 4.3.2 Análisis estadístico y comparativo de los resultados………………58 Capítulo V……………………………………………………………………………..82 Análisis de resultados…………………………………………………………………82 5.1 Planeación………………………………………………………………………….82 5.2 Diseño y programación…………………………………………………………...83 5.3 Validación…………………………………………………………………………..85 Capítulo VI…………………………………………………………………………….89 Conclusiones y recomendaciones…………………………………………………….89 6.1 Conclusiones……………………………………………………………………….89 6.2 Recomendaciones………………………………………………………………….91 Capítulo VII…………………………………………………………………………...93 Bibliografía…………………………………………………………………………….93spa
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/20.500.12749/20238
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Biomédicaspa
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