Diseño de un sistema CAD en colonoscopia basado en aprendizaje automático

• Autores: Rubén Domínguez Carbajales
• Directores de la Tesis: Hugo López Fernández (dir. tes.) , Miguel Reboiro Jato (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidade de Vigo ( España ) en 2024
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Iván Rodríguez Conde (presid.) , María Reyes Pavón Rial (secret.) , Luisa Fernanda Sánchez Peralta (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Investigo
• Resumen

  • El cáncer colorrectal es el cáncer con mayor incidencia en España, con 44.294 nuevos casos estimados en el año 2024 y con 15.198 muertes en 2022. Esta patología se suele iniciar a partir de lesiones neoplásicas, conocidas como pólipos, con distinto grado de malignidad, cuyo diagnóstico y manejo se basa fundamentalmente en la detección, localización y, en ciertos casos, la resección de la lesión durante la exploración de colonoscopia, seguido de un diagnóstico histológico del tejido extirpado, lo que constituye el gold-standard en el proceso diagnóstico. Un diagnóstico óptico y en tiempo real suficientemente preciso permitiría evitar la extirpación y el análisis histológico de las lesiones diminutas, reducir los costes asociados al diagnóstico histológico, reducir los riesgos para el paciente asociados a la resección endoscópica o reducir la mortalidad derivada de pólipos no detectados, como consecuencia de la mejora de la tasa de detección de adenomas.

    El objetivo principal de esta tesis es el modelado del proceso de desarrollo de un sistema CAD (Computer-Aided Diagnosis) en tiempo real de pólipos colorrectales a partir de imagen endoscópica, que permita la detección y clasificación de estas lesiones, llegando a disponer de un prototipo funcional para el ámbito clínico. Los tres objetivos secundarios identificados han sido: (i) modelado del proceso de creación de un repositorio de vídeos e imágenes anotados de exploraciones de colonoscopia, (ii) modelado del proceso de creación de un sistema CAD basado en técnicas de DL (Deep Learning) para su uso en el entorno clínico y (iii) modelado del proceso de integración del sistema CAD con el equipamiento de adquisición de imagen instalado en las salas de exploración endoscópica de un centro sanitario.

    En esta tesis doctoral se ha hecho un análisis del estado del arte de los distintos ámbitos relacionados con el desarrollo del sistema CAD, en base al cual se ha modelado un proceso de desarrollo empleando la notación BPMN (Business Process Model and Notation). El modelo de referencia desarrollado, diseñado para ser extensible y generalizado a otros ámbitos, ha sido validado en el marco del proyecto PolyDeep, dando lugar a un sistema CAD que ha sido sometido a un riguroso proceso de validación clínica y a la elaboración de un plan de acceso al mercado en el marco del proyecto PolyDeepAdvance.