Browsing by Degree "Graduado o Graduada en Ingeniería Biomédica por la Universidad Pública de Navarra"
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Publication Open Access Deep-learning based prediction of clinical outcomes in FSHD patients from muscle ultrasound images acquired at multiple locations(2022) Paz Arbaizar, Leire; Serrano Arriezu, Luis Javier; Meiburger, Kristen M.; Marzola, Franzesco; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaEste proyecto se centra en el diagnóstico de la distrofia muscular facioescapulohumeral (FSHD) a través de las características de imagen extraídas de imágenes de ultrasonografía muscular. En la primera parte de la memoria se revisa la etiología, los síntomas, el diagnóstico clínico y el tratamiento de la FSHD. También se describe la situación actual y la fiabilidad del diagnóstico por imagen, analizando especialmente la resonancia magnética y el ultrasonido como principales técnicas de imagen en el campo de los trastornos musculares. En el campo de imagen, se revisan las técnicas de segmentación de imagen, así como las posibilidades de procesado previo a la extracción de características. Del mismo modo, se hace un análisis de los avances en los métodos de aprendizaje automático para el diagnóstico de la FSHD. La primera parte del estudio consiste en la definición de los parámetros para la extracción de características y la selección de estas tras la extracción de las características radiómicas. Esta selección de rasgos se lleva a cabo mediante diferentes métodos, por lo que los distintos conjuntos de datos resultantes se comparan para encontrar la mejor combinación. En segundo lugar, los conjuntos de datos de características obtenidos se utilizan para predecir la puntuación de Heckmatt mediante diferentes métodos de aprendizaje automático. Posteriormente, se eligen y optimizan los mejores clasificadores, al mismo tiempo que se busca la mejor combinación de características. Por otro lado, se comprueba la predicción de otras puntuaciones de marcadores de riesgo de la FSHD. Para ello, se entrenan los modelos de regresión lineal y XGBoost con conjuntos de datos de características simples y múltiples, con el fin de averiguar el poder de predicción de las características y el mejor modelo capaz de predecir los datos clínicos de la FSHD. Con los resultados obtenidos, se puede llevar a cabo un análisis sobre si las características radiómicas obtenidas a partir de la ecografía muscular son precisas y eficaces para el diagnóstico de la FSHD. Este análisis puede determinar si la ecografía muscular es un soporte fiable para el diagnóstico de la FSHD, ayudando a objetivar y automatizar el diagnóstico clínico.Publication Embargo Desarrollo de compuestos con nanopartículas de plata para la detección de radiación ionizante(2024) Lizarraga Arteta, José Ángel; Socorro Leránoz, Abián Bentor; Urrutia Azcona, Aitor; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaEn este trabajo se estudia el comportamiento de los polímeros PAA, PVA y PSS como agentes encapsulantes en disoluciones acuosas con AgNO3 y agente reductor DMAB para la detección de radiación ionizante mediante la formación de nanopartículas de plata (AgNPs). Las concentraciones empleadas fueron 3 M para AgNO3, 60 mM los polímeros encapsulantes y 0,1 N para DMAB. Las muestras fueron irradiadas con dosis comprendidas entre 20 y 160 Gy por el acelerador lineal (LINAC) Versa HD de Elekta, en las instalaciones de radiología de la Clínica Universidad de Navarra (CUN). Posteriormente, se realizaron mediciones de espectroscopía UV-VIS con el espectrofotómetro Jasco V-630 para la estimación de dosis y la caracterización dosimétrica de los polímeros encapsulantes. Los resultados varían para cada polímero, siendo los más favorables aquellos en ausencia de DMAB para PAA y PSS y con poco volumen de DMAB (7,5 μl) para PVA.Publication Open Access Desarrollo de recubrimientos sol-gel para el control de la corrosión en aleaciones de magnesio de uso biomédico(2022) Arraiza Shakirova, Carla; Rodríguez Trías, Rafael; García Lorente, José Antonio; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaEl presente trabajo expone un estudio experimental acerca de la aplicación de recubrimientos creados mediante la técnica sol-gel sobre el magnesio. El propósito es determinar cuál es el recubrimiento que permite ralentizar la alta velocidad de degradación del metal en contacto con el organismo humano, pudiendo de este modo emplearse en aplicaciones biomédicas. En primer lugar, se presenta una introducción teórica que recopila los aspectos generales del material empleado y de las técnicas llevadas a cabo. A continuación, se procede a la explicación detallada de los ensayos llevados a cabo y fundamentalmente de los parámetros estudiados, pues son los que permiten decidir qué recubrimiento cumple el objetivo establecido. Finalmente, se extraen las conclusiones en base a los resultados obtenidos.Publication Open Access Desarrollo de un sistema de control de potencia para electrocirugía basado en modelos de bioimpedancia y equipos comerciales: descripción y caso práctico(2024) Oroz Caballero, Rubén; Rodríguez Falces, Javier; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaMotivación, objetivos y contextualización. Los electrobisturíes son dispositivos esenciales en la medicina moderna que aparecen en diversas especialidades quirúrgicas. El estudio minucioso y la modelización de la bioimpedancia de los tejidos pueden servir para conocer sus propiedades eléctricas y ayudar a mejorar las tecnologías actuales de electrocirugía. Los dos objetivos principales del presente trabajo son, por un lado, la caracterización de esta bioimpedancia en forma de circuitos eléctricos y, por otro lado, el diseño y simulación de un sistema de control de potencia. Este trabajo se enmarca en la necesidad de mejorar las características de los electrobisturíes comerciales actuales, aportando una solución novedosa y eficaz. Las pruebas y mediciones de la última parte del trabajo se han realizado durante un período de prácticas en la empresa gestora de dispositivos electromédicos del Servicio de Electromedicina del Hospital Universitario de Navarra. Introducción. Se presenta una revisión histórica y tecnológica de los electrobisturíes, conociendo sus avances más importantes desde su invención hasta la actualidad, y sus principales riesgos y defectos a mejorar. Además, se describen las diferentes variantes y modos de operación que existen, centrándose únicamente en la electrocirugía por radiofrecuencia. Se explican en qué consisten la electrocirugía convencional, la electrocirugía por ultrasonidos o la electrocirugía de sellado de vasos; para posteriormente describir los principios básicos de funcionamiento del electrobisturí en modo monopolar. Metodología. La estructura de la metodología contiene tres partes. Primero, se estudian las propiedades eléctricas de los tejidos, con conceptos como la conductividad, la permitividad o la electrólisis, y se caracteriza la bioimpedancia mediante los modelos específicos de Cole-Cole y de FrickeMorse. Segundo, para ilustrar todo lo anterior, se utiliza un electrobisturí Olympus SonoSurg UES-40, al que se le realizan varias pruebas de funcionamiento y del que se registran señales de corte, coagulación y corte mixto. Tercero, en la parte más importante del trabajo, se diseñan y simulan diferentes configuraciones de un sistema de control de potencia en la extensión Simulink de MATLAB, desarrollando los modelos de bioimpedancia propuestos y un método comparativo propio. Resultados. Utilizando el sistema de control implementado, se describen las gráficas de potencia obtenidas para diferentes parámetros de entrada al sistema y se explica por qué se han escogido esos valores, aportando una justificación razonable basada en datos experimentales y una discusión. Conclusiones. Como demuestran los resultados, el funcionamiento del sistema de control diseñado es el deseado, y la potencia de salida del electrobisturí se adapta a la bioimpedancia variable con éxito. Se concluye así que el control de potencia basado en bioimpedancia tisular, simulada mediante circuitos equivalentes, es una aproximación apropiada para el diseño de futuros equipos, dentro o incluso fuera del campo de la electrocirugía.Publication Open Access Desarrollo y caracterización de recubrimientos biocidas basados en nanopartículas de plata depositadas mediante electrospraying(2022) Murillo Larrey, Leire; Rodríguez Trías, Rafael; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaLas infecciones y las enfermedades infecciosas son una amenaza para la salud humana. La transmisión y propagación de microorganismos en instalaciones hospitalarias es un gran problema de salud a nivel mundial, agravado por la resistencia a los antibióticos que están desarrollando las bacterias. Por todo ello, en el presente trabajo se plantea una estrategia para desarrollar una superficie autodesinfectante, capaz de matar agentes patógenos al entrar en contacto con ella. Para ello, se han depositado nanopartículas de plata sobre superficies de acero inoxidable mediante Electrospraying, una técnica de electropulverización que permite realizar una deposición homogénea de las nanopartículas.Publication Open Access Desarrollo y puesta a punto de ensayos de corrosión específicos para aleaciones de MG de uso biomédico(2022) Sáenz Muñoz, Ángela; Rodríguez Trías, Rafael; García Lorente, José Antonio; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaEl objetivo del Trabajo Fin de Grado es, en primer lugar, el estudio y análisis de los materiales metálicos más empleados en la fabricación de implantes biomédicos, prestando especial atención al Magnesio. Se comentan los ensayos de corrosión más utilizados para analizar la tasa corrosiva de estos elementos y se llevan a cabo parte de estos experimentos en el laboratorio para muestras de aleaciones de Magnesio. Se cuenta con muestras que presentan recubrimiento mediante PVD para hacer un análisis comparativo con aquellas que no están recubiertas. Se explica cuál ha sido el proceso llevado a cabo para realizar los ensayos de corrosión, especificando los valores utilizados para los diferentes parámetros de ensayo y generando tablas y graficas que muestran los resultados de estos. El objetivo de esta parte experimentar es valorar cuáles son los mejores parámetros de ensayo en función de los resultados obtenidos, así como ver las diferencias que se pueden dar si se aplica el recubrimiento a las muestras.Publication Open Access Diseño de una librería de segmentación de tejidos en imágenes de resonancia magnética(2022) Sandonís Fernández, Marina; Cabeza Laguna, Rafael; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaEn el mundo de la medicina, las imágenes médicas brindan una gran cantidad de información que facilita el diagnóstico de enfermedades y lesiones. Existe una gran cantidad de técnicas de adquisición de imagen como es la ecografía, la tomografía computarizada (TC) o la resonancia magnética (MR). Los profesionales hacen uso de estas imágenes médicas para realizar diagnósticos, el problema es que cada vez se cuenta con mayor cantidad de información, haciendo que los profesionales tengan que invertir mucho tiempo en interpretarla. Ante esta situación el desarrollo de herramientas que faciliten y reduzcan el tiempo de interpretación a los profesionales es de gran utilidad. El objetivo de este trabajo es desarrollar una librería de segmentación de los diferentes tejidos del abdomen y del muslo utilizando para ello imágenes de resonancia magnética. Además, esta librería se ha utilizado para el desarrollo de una extensión de 3D Slicer que permita la realización de las segmentaciones de forma sencilla a los profesionales y que además permite la obtención de parámetros cuantitativos de interés para el diagnóstico o el seguimiento de una enfermedad. En primer lugar, se hace un pequeño análisis de los diferentes tipos de grasa existentes, ya que este es el tejido que mayor interés tiene en la segmentación y de los materiales que se van a utilizar para realizar la segmentación. En segundo lugar, se explica el proceso de segmentación. A continuación, se realiza un análisis de los resultados obtenidos, comparándolos como unas segmentaciones realizadas manualmente. Finalmente, se exponen las conclusiones generales obtenidas tras la implementación de la librería de segmentación.Publication Open Access Diseño y desarrollo de un sistema visual de seguimiento longitudinal de lesiones tumorales ayudado por IA basado en el visor de código abierto OHIF(2024) Nieto Fernández, Eduardo; Cabeza Laguna, Rafael; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaIntroducción: en la era actual en el campo médico de oncología, la selección de estudios y su anotación debe ser realizada por radiólogos para asegurar su calidad. Sin embargo, dichos expertos habitualmente carecen del tiempo suficiente para hacerlo debido a su carga asistencial. Los recientes avances en modelos de segmentación automáticos de inteligencia artificial (IA) y en concreto su compatibilidad con ciertos visores de imágenes médicas, suponen una buena base para encontrar una solución. En este trabajo, se desarrolla una extensión para OHIF (Open Health Image Foundation) Viewer, un visor de código abierto compatible con modelos MONAI (Medical Open Network for IA), con la idea de que resulte más fácil y rápido realizar un seguimiento de lesiones tumorales. Objetivos: el objetivo es desarrollar una extensión que agilice el proceso de anotación de estudios médicos oncológicos a través de modelos de segmentación asistidos por IA Métodos: para el desarrollo de la extensión se ha modificado el código del visor aprovechando su arquitectura modular y extensible, que permite modificar y crear componentes de forma independiente. Con este enfoque, se ha modificado la interfaz inicial y la herramienta de medidas para que sea más cómodo comparar y realizar anotaciones en varios estudios simultáneamente. Además, se han implementado nuevas funcionalidades relacionados con el seguimiento automático de lesiones tumorales, empleando para ello modelos de segmentación automáticos basados en IA y unos criterios médicos denominados RECIST (Response Evalutation Criteria in Solid Tumours). De esta manera, se ha creado un sistema capaz de generar anotaciones correspondientes al diámetro máximo de lesiones tumorales presentes en un paciente. A partir de estas medidas se pueden generar y almacenar informes en formato DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) donde se evalúa el estado global de la enfermedad y su evolución a lo largo del tiempo. Resultados: se ha comprobado que la extensión permite realizar proyectos de anotación de forma mucho más rápida en comparación con el tiempo que tomaría hacerlos manualmente. Además, la extensión es capaz de generar correctamente documentos que analicen el estado global de una enfermedad tumoral a través de las anotaciones realizadas y con el formato de archivos que actualmente se maneja en medicina. Conclusiones: la extensión creada plantea una forma más cómoda y sencilla de comparar estudios y permite analizar de forma automática lesiones tumorales presentes en ellos. En consecuencia, su uso reduce el tiempo que debe dedicar un radiólogo a la realización y valoración de proyectos de anotación. No obstante, es una herramienta cuyos resultados deben ser revisados y que presenta funcionalidades que todavía se pueden mejorar y ampliar.Publication Embargo Efectos del ejercicio físico en los lípidos en pacientes con COVID-19 persistente(2024) Magdaleno Humayor, Laura; Ramírez Vélez, Robinson; Izquierdo Redín, Mikel; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaIntroducción La enfermedad por coronavirus (COVID-19) es una enfermedad infecciosa causada por el virus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2). Su aparición ha tenido un impacto significativo en la salud global, dejando secuelas en un número considerable de personas, que experimentan efectos tardíos conocidos como COVID-19 persistente o “Long COVID”. Entre los síntomas más destacados del COVID-19 persistente se encuentran la fatiga, la dificultad respiratoria y la disfunción cognitiva, afectando considerablemente la calidad de vida y la funcionalidad de los afectados. Se ha demostrado que el ejercicio físico es la medida más efectiva para mejorar la utilización periférica del oxígeno gracias a una mejora en las funciones metabólica y neuromuscular. Otros estudios contemplan que la práctica del ejercicio físico fortalece el sistema inmunológico lo que facilita la defensa contra los virus, incluidos aquellos que causan infecciones como la COVID-19. Objetivos Este estudio tiene como objetivo analizar el perfil lipidómico en sangre de pacientes con COVID19 persistente y cómo este se ve influido por la realización de ejercicio físico. Dicho análisis permitirá la posible identificación de biomarcadores relacionados con el efecto del ejercicio físico en el metabolismo de estos pacientes. Metodología Para el desarrollo del presente trabajo se analizó el perfil lipidómico en sangre de un total de 43 pacientes con COVID-19 persistente antes y después de un programa de ejercicio físico estructurado. Utilizando diversas metodologías y parámetros estadísticos, como limma, KruskalWallis y Fold Change en el software estadístico R, se compararon los diferentes grupos de estudio e identificaron los cambios en el perfil lipidómico debido al ejercicio. Resultados Los análisis revelaron tendencias en el perfil lipidómico de los pacientes con Covid-19 persistente posiblemente debidas a los efectos del ejercicio físico. La subclase de glicerofosfolípidos fue la fracción de lípidos que mostró mayores cambios tras la intervención. Sin embargo, se necesitan más pacientes para obtener resultados concluyentes y significativos. Conclusiones Este estudio proporciona resultados exploratorios y preliminares sobre los efectos del ejercicio físico en pacientes con COVID-19 persistente. Es interesante explorar nuevos métodos de análisis de expresión diferencial más robustos o específicos que puedan ofrecer resultados que se relacionen con los cambios observados en el estado de salud y clínico de los pacientes. Se hace imprescindible abandonar la perspectiva exclusivamente clínica, y continuar investigando en otras áreas con la búsqueda de nuevos biomarcadores para mejorar la calidad de vida de estos pacientes.Publication Open Access Electrospinning vs Electrospraying para la optimización de los parámetros de deposición en el diseño de recubrimientos nanoestructurados de uso biomédico(2022) Sánchez Fuertes, Ainhoa; Rivero Fuente, Pedro J.; Rodríguez Trías, Rafael; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaUno de los retos de la ingeniería de superficies es el desarrollo de recubrimientos con un alto grado de adherencia superficie-sustrato que presenten funcionalidad y durabilidad. En este trabajo, se plantea un estudio comparativo en función de los parámetros operacionales (voltaje, caudal, distancia) y de disolución ( concentración, disolvente) para la obtención de recubrimientos poliméricos con técnicas por vía húmeda (electrospinning y electrospraying). El principal objetivo es comparar ambos tratamientos y optimizarlos con el objetivo de dotar a las superficies de una adecuada mojabilidad , resistencia al desgaste y actividad fotocatalítica. La actividad fotocatalítica del recubrimiento permite la eliminación de infecciones víricas y bacterianas hecho de interés mundial en los últimos años ante la aparición del virus SARS-CoV-2 (Covid -19) .Asimismo, la utilización de estos recubrimientos permanentes sobre diversos componentes de uso habitual reduce la necesidad de desinfección de estas superficies mediante productos químicos, minimizando el impacto ambiental resultante.Publication Embargo Estudio del efecto de protocolos de estimulación eléctrica en variables electromiográficas y de fuerza del cuádriceps(2024) Prieto Barros, Sofía inés; Rodríguez Falces, Javier; Setuain Chourraut, Igor; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaIntroducción. La lesión del Ligamento Cruzado Anterior (LCA) de rodilla es una de las lesiones más frecuentes en deportistas. Este ligamento cumple una función crítica en la estabilidad y demandas biomecánicas del cuerpo, por lo que es crucial asegurar la correcta rehabilitación de estos pacientes. La lesión tiene asociada un proceso neurofisiológico denominado Inhibición Muscular Artrogénica (IMA). Se trata de un mecanismo de defensa que actúa por inhibición refleja presináptica de los músculos que rodean la articulación lesionada y se produce por un daño en los mecanorreceptores articulares. Esta condición retarda el proceso de rehabilitación, al provocar debilidad muscular, fallo en la activación y afectar a la propiocepción. La Estimulación Eléctrica Neuromuscular (EENM) y la Neuromodulación se plantean como un posible tratamiento a esta patología, debido a la capacidad de modular la actividad del sistema nervioso. No obstante, los mecanismos de actuación que subyacen estos procesos no están claros y es necesaria una investigación más profunda en este ámbito. Objetivos. Este trabajo tiene un objetivo doble. Por un lado, se realiza una revisión bibliográfica sobre la influencia de la EENM como tratamiento para la IMA, en sujetos con lesión del LCA de rodilla. A continuación, se lleva a cabo un estudio comparativo del efecto entre dos protocolos de Estimulación Eléctrica (EE) en variables electromiográficas (EMG) y de fuerza del cuádriceps. Metodología. Revisión Bibliográfica. Se consultan plataformas como PubMed, Scielo o Dialnet para la revisión de publicaciones de artículos científicos por entidades académicas reconocidas, así como Tesis y Trabajos de Fin de Estudios. Se incluyen artículos posteriores a 2010, relacionados con la IMA y la EENM, superficial y percutánea, en sujetos con lesiones articulares, preferiblemente de LCA. Ensayo Experimental. Se reclutan 18 sujetos sanos y se asignan aleatoriamente a uno de los 3 grupos: Control (tratamiento placebo), EENM (tratamiento fortalecimiento) y Neuromodulación (tratamiento endorfínico). Se miden 4 variables: la amplitud del M-wave, el RMS del registro EMG, la amplitud del twitch y el valor de la fuerza voluntaria máxima. Resultados. Revisión Bibliográfica. Se analizan los mecanismos de adaptación del Sistema Nervioso y los músculos frente a la IMA y la EENM, además de analizar los protocolos de EENM revisados y las variables de estudio para cuantificar la IMA. Ensayo Experimental. La amplitud del Twitch y la Fuerza máxima tienen una tendencia general descendente. La amplitud del RMS disminuye en los grupos Control y EENM, pero aumenta para el de Neuromodulación. La amplitud del M-wave no varía significativamente. Conclusiones. Revisión Bibliográfica. Esta revisión compara los protocolos de EE de estudios publicados en la última década. Asimismo, resume los hallazgos y conclusiones extraídas más relevantes para diseñar un protocolo de tratamiento con EE adecuado a la patología. Ensayo Experimental. El grupo de Neuromodulación se diferencia del resto en la amplitud del M-wave y el RMS, obteniendo una mayor diferencia porcentual con tendencia positiva. En el grupo EENM, el descenso en el RMS puede estar relacionado con una menor capacidad de reclutamiento de UM.Publication Open Access Herramienta de analítica visual para datos de microbioma intestinal(2024) Pérez Martínez de Icaya, Leire; Malanda Trigueros, Armando; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaINTRODUCCIÓN: El estudio del microbioma humano emerge como un campo de investigación esencial para comprender mejor diversos aspectos de la salud humana. La composición y diversidad de microorganismos en el intestino tienen un impacto significativo en la salud general, y se ha demostrado que están relacionados con una variedad de enfermedades. La medicina personalizada, está aprovechando cada vez más la información del microbioma para desarrollar estrategias preventivas y terapéuticas más precisas y efectivas. Sin embargo, el análisis del microbioma enfrenta desafíos significativos debido a la gran cantidad de datos generados y la complejidad en su interpretación. La analítica visual es una valiosa herramienta en este contexto, permitiendo a los investigadores explorar y comprender mejor las complejas interacciones microbianas y su relación con la salud humana. OBJETIVOS: El objetivo principal del proyecto es crear una plataforma web interactiva para el análisis visual de datos metagenómicos, facilitando la exploración intuitiva y adaptándose a las necesidades específicas de cada estudio que se realice. METODOLOGÍA: Se ha desarrollado un pipeline de procesado, comprendiendo los pasos más importantes de un análisis de microbioma, basado en el software QIIME2. Posteriormente se ha desarrollado un módulo para generar distintas representaciones gráficas, utilizando la biblioteca Plotly. Por último, se ha implementado una página web utilizando Streamlit para representar todas las gráficas en forma de panel de visualización interactivo. RESULTADOS: El resultado del proyecto es una plataforma web localmente alojada, en la que se puede navegar entre diversas pestañas y visualizar distintos gráficos, cada pestaña dedicada a un parámetro relevante en la investigación del microbioma. Todas las representaciones gráficas son altamente interactivas, lo que permite a los usuarios modificar tanto la información visualizada como su presentación, facilitando un análisis exhaustivo y adaptable a las necesidades específicas. CONCLUSIONES: Se ha desarrollado con éxito una plataforma web interactiva para la visualización y análisis de datos de microbioma intestinal, cumpliendo todos los objetivos planteados. A pesar de la falta de experiencia previa en desarrollo web, se ha conseguido una herramienta intuitiva que permite generar y explorar gráficos de analítica visual basados en un set de datos real. La plataforma no solo demuestra su capacidad y utilidad en esta prueba de concepto, sino que también está preparada para integrar fácilmente módulos adicionales de procesado en el futuro, ampliando su aplicabilidad a nuevos conjuntos de datos y proyectos de investigación. Los resultados obtenidos son coherentes con estudios previos, destacando su fiabilidad.Publication Open Access Implementación de una prueba de concepto con Galaxy en un entorno open-source colaborativo para el procesamiento distribuido de ficheros protegidos(2024) Mendiluce de Orte, Fernando; Rodríguez Falces, Javier; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaIntroducción: En las últimas dos décadas, la explosión en la generación de datos ha dado lugar al fenómeno del Big Data, caracterizado por la producción masiva de datos no estructurados que requieren análisis en tiempo real. El proyecto europeo HE RAISE (Research Analysis Identifier SystEm) surge como respuesta a estos desafíos, proponiendo una infraestructura distribuida para el procesamiento colaborativo de datos científicos. RAISE se basa en los Principios Guía FAIR para garantizar la accesibilidad, interoperabilidad y reutilización de los datos. Galaxy, una plataforma reconocida en la gestión de datos científicos, se integra con RAISE para explorar su capacidad en el procesamiento y análisis distribuido de datos a gran escala, ofreciendo una solución escalable y eficiente para la comunidad científica. Objetivos: Implementación de una red de Galaxy que permita la ejecución distribuida de procesos sin comprometer la privacidad de los datos, siguiendo el diseño y caso de uso de RAISE. Como objetivos secundarios se incluyen el despliegue local y personalización de la aplicación, la adaptación de la librería Total-Perspective-Vortex al entorno Galaxy, así como el despliegue de una instancia de MinIO para el manejo de las bases de datos. Metodología: Se utilizó un primer repositorio para la personalización de la aplicación y para la implementación de la autenticación por correo y por Google. Además, se añadió una instancia de Minio para el almacenamiento de bases de datos y una extensión TPV para la distribución de trabajos. Finalmente, se cambió de repositorio para el despliegue de una instancia de pulsar que actuara como nodo en la red creada y se terminó usando un archivo Python para la distribución de trabajos según el dataset a utilizar. Este archivo siguió un criterio de distribución en base a una tabla adjuntada con la información de las bases de datos y su ubicación en los nodos. Resultados: En cuanto a la autenticación por correo, se recibió un correo del administrador para la verificación del usuario. Por otra parte, se comprobó el funcionamiento de la red de distribución de trabajos mediante la ejecución de una herramienta de prueba y se observó que se ejecutaba en el nodo correcto. Conclusiones: En general, el proyecto logró simular eficazmente el caso de uso de RAISE a pequeña escala, cumpliendo los objetivos propuestos. Se concluyó que mediante Pulsar y TPV es posible crear una red de distribución de trabajos de manera eficiente.Publication Open Access Implementación y evaluación de modelos para la generación sintética de señales espectrales para el balanceo de datos de perfiles metabólicos(2024) Martín Asiáin, María; Malanda Trigueros, Armando; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaIntroducción Aunque el avance de la Inteligencia Artificial (IA) en la medicina es significativo, su impacto potencial depende del acceso a datos médicos, su calidad y su disponibilidad. Un desafío particular es el desbalance de clases en conjuntos de datos médicos. Este desbalance puede introducir sesgos en los modelos de IA que reducen su capacidad para identificar y/o diagnosticar con precisión las condiciones de salud menos comunes. Para abordar este problema, las técnicas de generación sintética de datos han surgido como una solución prometedora. En este proyecto, se propone balancear una base de datos con perfiles metabólicos de sujetos con y sin condiciones asociadas al Síndrome Metabólico, mediante la generación sintética de datos. Objetivos El objetivo principal es la generación sintética de señales espectrales de resonancia magnética nuclear (RMN) que permitan balancear las clases de una base de datos con perfiles metabólicos. Metodología Se han implementado tres modelos de aprendizaje profundo (CTGGAN, GAN y VAE) para la generación de señales espectrales de RMN sintéticas. Las señales sintéticas se han sometido a un análisis utilizando diversas métricas para evaluar la similitud con las señales reales de muestras de sangre y orina. Posteriormente se ha aplicado un proceso de filtrado para garantizar la validez de los datos generados. Las métricas utilizadas incluyen el coeficiente de correlación de Pearson, Dynamic Time Warping (DTW) y mapa de calor. Estas se han empleado tanto para comparar la forma y tendencia de las señales, como para examinar las correlaciones entre los metabolitos. Además, se ha realizado una clasificación binaria utilizando una Red Neuronal Convolucional para evaluar si la inclusión de señales sintéticas mejora la clasificación. Resultados Las mejores señales espectrales sintéticas se han conseguido con un Autocodificador Variacional (VAE), adaptando el modelo para replicar la forma y distribución de las señales reales. Se ha conseguido que aproximadamente el 50% de las señales generadas sean consideradas válidas para equilibrar el conjunto de datos original. Los resultados de correlación entre las señales reales y sintéticas han sido consistentemente altos, y el análisis de DTW ha mostrado una similitud significativa entre las señales en términos de forma. A diferencia de las señales sintéticas generadas a partir de muestras de sangre, los resultados obtenidos con las muestras de orina han sido más difíciles de evaluar debido a la alta variabilidad presente en las señales reales. Por último, los resultados de la clasificación han mostrado un aumento en la sensibilidad tras añadir los espectros sintéticos. Conclusiones Se ha demostrado que la generación sintética de señales se puede utilizar para el balanceo de bases de datos. Se ha implementado un modelo de aprendizaje profundo para generar señales espectrales de RMN sintéticas, mostrando similitud con las originales en forma y distribución de picos. Finalmente, se ha comprobado que la inclusión de datos sintéticos de la clase minoritaria puede mejorar la detección de casos positivos en conjuntos de datos desbalanceados, aunque es esencial explorar estrategias para equilibrar la sensibilidad y la precisión.Publication Open Access Integración de señales de dispositivos de rehabilitación en un programa customizado para TDN Clínica(2024) Manero García, Lara; Rodríguez Falces, Javier; Setuain Chourraut, Igor; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaIntroducción: En el ámbito del rendimiento deportivo y la mejora de la capacidad física, la integración de tecnología avanzada y pruebas específicas es crucial para evaluar y optimizar diversos aspectos físicos y biomecánicos de los atletas. En este proyecto, se propone el desarrollo de un programa automatizado que gestione, unifique y organice los datos obtenidos de diferentes sensores. Este sistema busca mejorar la eficiencia operativa y la calidad del servicio al generar informes personalizados automáticamente, reduciendo el tiempo y el riesgo de errores, y permitiendo una intervención más precisa y efectiva en el entrenamiento y rehabilitación de los pacientes Objetivos: El objetivo principal es desarrollar un programa que unifique los datos recogidos de todas las pruebas realizadas a un paciente en un día y genere automáticamente un informe personalizado conteniendo los resultados de esas pruebas. Metodología: Para conseguir estos objetivos, se llevaron a cabo dos etapas. En la primera etapa, se creó una plantilla para los informes que incluía las pruebas más comunes en una evaluación física y las variables más importantes de cada una de estas pruebas. En la segunda etapa, se utilizó un programa en Python que leyera los datos exportados por cada software utilizado al realizar las pruebas y los introdujera en una plantilla específica según el paciente y la fecha. Resultados: Se utilizó el programa en una evaluación física para dos pacientes, realizándoles diferentes pruebas según las necesidades de cada uno, y se observó que la mayoría de las variables incluidas en la plantilla del informe se completaban automáticamente a medida que se realizaban las diferentes pruebas. Además, se comprobó que los resultados coincidían con los calculados por los softwares correspondientes, asegurando así la integridad de los datos en los informes finales. Conclusiones: Se ha conseguido agilizar el trabajo en la clínica al evitar que los profesionales tengan que realizar todos los informes manualmente. Con el programa, la mayor parte de los datos se rellenan automáticamente, y solo una mínima parte debe introducirse manualmente. Además, se facilita la organización de los datos al almacenar automáticamente los informes en carpetas clasificadas por paciente y, dentro de cada una, nombrándolos por la fecha de realización.Publication Embargo Mejora de la interfaz de usuario para enfermeras en entornos críticos quirúrgicos(2024) Esparza Esparza, Ione; Malanda Trigueros, Armando; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaIntroducción. En el ámbito médico y quirúrgico, la eficiencia y rapidez son elementos fundamentales para garantizar la seguridad del paciente y la efectividad de los procedimientos quirúrgicos. Dentro de este contexto, las enfermeras instrumentistas desempeñan un papel crucial durante las intervenciones quirúrgicas. El proyecto que se presenta en este trabajo se encuentra ya en uso en el Hospital Universitario de Navarra. Consiste en una aplicación web que recoge, almacena y muestra una gran cantidad de información útil para las enfermeras instrumentistas. Durante este Trabajo de Fin de Grado se aplicarán cambios para mejorar la experiencia de usuario y, por ende, la eficiencia en el ámbito quirúrgico. Objetivos. El principal objetivo es mejorar la interfaz de usuario de la aplicación web. Para ello se van a realizar diversos cambios, siendo el punto central de este trabajo el desarrollo de un ChatBot para resolver preguntas sobre los documentos presentes en la plataforma. Metodología: diseño y desarrollo. Se ha llevado a cabo un cambio estético en la aplicación web para conseguir que se adapte mejor a las condiciones de un quirófano. Para realizar estos cambios se han vuelto a escribir todas las plantillas HTML que luego se renderizan. Por otro lado, para el desarrollo del ChatBotse ha tenido en primer lugar que comprobar la viabilidad del proyecto. Una vez comprobado, se ha realizado una exhaustiva investigación para entender cuales son los pasos que hay que seguir. Se tiene que hacer un procesamiento previo del texto para que pueda ser comprendido desde el punto de vista computacional y a continuación se utilizará inteligencia artificial (IA) para generar una respuesta a la pregunta. Durante todo este proceso se irán seleccionando los mejores modelos para conseguir un resultado óptimo. Resultados. Se ha logrado cumplir el principal objetivo de mejorar la experiencia de las enfermeras al usar la aplicación web. Se ha logrado cambiar la estética y resolver ciertos fallos reportados por las propias enfermeras. El ChatBot ha sido desarrollado e implementado, sin embargo, no ha sido capaz de cumplir con las expectativas expuestas. El tiempo de respuesta es demasiado elevado como para que a las enfermeras instrumentistas les resulte útil. Conclusiones. Se ha mejorado la interfaz de usuario de una aplicación web para profesionales en quirófano mediante el cambio estético y se plantea un ChatBot capaz de responder preguntas sobre un PDF.Publication Open Access Phase synchrony modulations in preterm infants(2022) Herrero Vidaurre, Íñigo; Arnulfo, Grabiele; Roascio, Monica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaPhase synchrony analysis has been developed since years ago to test and measure the statistical connectivity of two regions. Specifically, in this thesis, a code to get one metric of phase synchrony is developed, the Phase Locking Value or PLV. This metric allows us to quantify the connectivity of two regions of the brain. Which could have an immense impact if correlated with clinical outcomes, with the potential of predicting the outcomes of preterm neonates. Being a preterm neonate, is still in 2022, the major cause of mortality for children under five years old around the world. Hence, learning about the connections of these patients will help understand their neural development while helping them in the near future. Here, by analyzing the PLV and iPLV for preterm and term patients, we learn how those populations relate to each other.Publication Open Access Sistema de cribado de fármacos con Inteligencia Artificial e implementación en GPU(2024) Vázquez Santesteban, Sergio; Rodríguez Falces, Javier; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola TeknikoaIntroducción: Los fármacos son moléculas que se unen a una proteína objetivo cambiando su estructura y, por tanto, su funcionalidad. La viabilidad de los fármacos se puede evaluar calculando la afinidad de unión, la cual depende de su compatibilidad estructural. El descubrimiento de estas moléculas es un proceso que consume mucho tiempo y dinero que, además, se ve impulsado por el enorme espectro de moléculas existentes. Para hacer frente a este reto surge la aproximación conocida como Virtual Screening (VS), que es un método que intenta reducir el campo de búsqueda mediante métodos in silico. Una de estas aproximaciones de VS es el Docking, que consiste en determinar computacionalmente una pose de la molécula, o ligando, que optimice la fuerza de unión en el pocket de la proteína, es decir, que genere el complejo más estable posible. Posteriormente, se puntúa la afinidad entre esta pose y la proteína objetivo, prediciendo así su actividad biológica. A pesar de la existencia de funciones de puntuación de diferente naturaleza, las últimas tendencias se inclinan por las basadas en Inteligencia Artificial. Objetivos: Reducir el número de moléculas que entren en las fases experimentales del descubrimiento de fármacos diseñando un sistema de Virtual Screening basado en metodología Deep Learning, concretamente Redes Neuronales Convolucionales. Metodología: Para el desarrollo de esta tesis se plantea una metodología dividida en tres fases: Primero se desarrolló una metodología Benchmarking que habilite la captura, preprocesado, ejecución de modelos de Docking más populares (Smina, RF-Score-VS y CNN-Score) y su evaluación. Segundo, se desarrolló una aproximación de captura adicional de datos existentes en la literatura y la generación de datos adicionales usando metodología de Deep Learning generativa. Finalmente se implementó un modelo de Deep Learning basado en redes de convolución. Para ello, se desarrolló diferentes estrategias de representación de datos de entrada basada en la generación de matrices tridimensionales que representen las uniones entre fármaco y diana. Posteriormente se entrenó la Red de Convolución en GPU y se evalúo utilizando el área bajo la curva de Precisión contra Sensibilidad y el factor de Enriquecimiento al 1%. Resultado: El rendimiento obtenido del método de Virtual Screening diseñado supera ampliamente en ambas métricas a sus competidores cuando se evalúa con ligandos candidatos de la misma proteína con la que se ha entrenado. Al realizar la evaluación con moléculas de otras proteínas se obtienen peores rendimientos, sin lograr superar el umbral establecido por los métodos del estado del arte. Conclusiones: Se ha diseñado un nuevo método de Virtual Screening basado en una idea de representación de datos original, que consigue batir a los métodos que otorgan mejores resultados cuando se evalúa con ligandos candidatos de la misma proteína que con los que ha sido entrenada la Red Neuronal Convolucional implementada.