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Desarrollo de sistemas activos con bandas espectrales específicas para detección
precoz del cáncer de piel
Presentación • Grupo de Diseño de Instrumentación Electrónica a la medida para
Medioambiente y Salud (Universidad Europea de Madrid) – Línea de desarrollo para la salud:
• Desarrollo de sistemas de control de la dosificación en las terapias con radiaciones en el infrarrojo, ultravioleta y visible. Terapias personalizadas.
• Fotodiagnóstico.
– Equipo formado por: – Marta F. Ugarte Suárez
– Leticia Chávarri del Hoyo
– Susana Briz Pacheco
– Enrique García López
– Ana Laura Villaverde Valmaseda
– Víctor Manuel Padrón Nápoles
– Mª Antonia Cid Torres
– Mª Reyes Gil Montaño
– Mohammad Alanbari
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Presentación Universidad Europea de Madrid
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Objetivo
• Presentar un sistema para la detección precoz de enfermedades dermatológicas entre ellas el melanoma maligno.
• Características:
– bajo coste
– fácil manejo
– reducidas dimensiones
– portable
– Aporte información en tiempo real
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Metodología
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1. Estudio espectral de la piel - Selección
bandas de interés
2. Diseño Hardware
3. Diseño Software
ABSS (Active Band Spectral System)
FASE II
FASE I
FASE I
Estudio espectral de la piel - Selección bandas de interés-
Barcelona 2012 6
Barcelona 2012 7
Composición bioquímica y estructura celular de la piel varía
en cada individuo
1. Estudio espectral de la piel y selección bandas de interés
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Las propiedades ópticas de los tejidos difieren entre sanos
y enfermos. Firma espectral.
Composición bioquímica y
estructura celular de la piel
Intensidad Reflejada y Absorbida
1. Estudio espectral de la piel y selección bandas de interés
Composición bioquímica y estructura celular de la piel varía
en cada individuo
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1. Estudio espectral de la piel y selección bandas de interés
Espectrometría de Imagen
Cámara Hiperespectral
Las propiedades ópticas de los tejidos difieren entre sanos
y enfermos. Firma espectral.
Composición bioquímica y estructura celular de la piel varía
en cada individuo
Intensidad Reflejada y Absorbida
Ejemplo 1 Cámara Hiperespectral +
Procesado ENVI
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1. Estudio espectral de la piel y selección bandas de interés
Ejemplo 2 Cámara Hiperespectral + Procesado ENVI
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1. Estudio espectral de la piel y selección bandas de interés
Placa de Psoriasis en visible
Melanoma Maligno
DANIEL L. FARKAS Carnegie Mellon University.
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1. Estudio espectral de la piel y selección bandas de interés
Melanina
Fase de crecimiento radial (RGP)
Fase de metástica (MGP)
Fase de crecimiento vertical (VGP)
CONSECUENCIA DEL ESTUDIO
λ1 Barcelona 2012 13
1. Estudio espectral de la piel y selección bandas de interés
El comportamiento selectivo de algunas longitudes de
onda permite realizar diagnósticos fiables
λ2 λ3
Un sistema diseñado ‘ad hoc’ para la patología concreta, puede permite el diagnóstico en tiempo real. < complejidad < coste
FASE II
Desarrollo del Sistema Espectral con Bandas Activas -ABSS-
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• Módulo de detección
•Emisores Selección de las bandas: emiten radiación en las bandas espectrales de interés para la patología que se quiere estudiar
•Sensor de Imagen: Cámara en banda visible e Infrarrojo cercano
•Electrónica de Control
•Interfaz de Usuario
Sistema Espectral con Bandas Activas (ABSS - Active Band Spectral System)
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Selección de las bandas
• Los emisores son configurados y controlados en:
– Banda espectral específica
– Intensidad
Cámara con Detección Activa
(emisores intercambiables) Cámaras Pasivas
2. Sistema Espectral con Bandas Activas Hardware
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Para el caso del estudio del melanoma se utilizarían dos fuentes emisoras centradas
en 337 y 445 nm
•Análisis espectral en niveles de RGB (Figura a) •Estudio de contornos en 2D y 3D (Figura b) •Estudios de la correlación, entre una zona enferma y el resto de la imagen. (Figura c) •Análisis de texturas (Figura d) •Estudio estadístico ofreciendo datos de uniformidad en base a la desviación estándar y datos de intensidad en relación al valor medio de unidades RGB (Figura e).
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3. Sistema Espectral con Bandas Activas Software de adquisición y procesado de imagen
Conclusiones
• En este trabajo se ha presentado la metodología y el desarrollo de un sistema de diagnóstico de enfermedades dermatológicas.
• Características: – Cámara activa espectral con emisores intercambiables según
patología a detectar. – Reducidas dimensiones (15 x 8 x 4,5 cm). – Bajo peso (175 gramos). – Portable. – Económica (< 1000€).
– El software funciona en tiempo real. – No necesita personal cualificado para su utilización. – Representar datos de distintas formas para su mejor
interpretación.
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Gracias por su atención
X Congreso SEEIC - Barcelona 2012
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