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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

3 Barcelona 2012

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

Barcelona 2012 5

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

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Composición bioquímica y estructura celular de la piel varía

en cada individuo

1. Estudio espectral de la piel y selección bandas de interés

Barcelona 2012 8

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

Barcelona 2012 9

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

10 Barcelona 2012

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-

Barcelona 2012 14

• 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)

15 Barcelona 2012

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

16 Barcelona 2012

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).

17 Barcelona 2012

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

marta.ugarte@uem.es

leticia.chavarri@uem.es

X Congreso SEEIC - Barcelona 2012

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