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Plataforma para el despliegue y evaluación de modelos de aprendizaje profundo para la clasificación de imágenes histológicas completas a baja magnificación

Resumen

La patología es una rama de la medicina que se enfoca en el estudio de las enfermedades a nivel microscópico, investigando sus causas, desarrollo, mecanismos y efectos en los organismos vivos. Con el apoyo de sistemas computacionales, surge la patología digital, que utiliza entornos digitales para el estudio microscópico de la anatomía, los tejidos y sus enfermedades. La utilización de herramientas computacionales en la patología ofrece ventajas como el almacenamiento virtual de muestras, acceso global a ellas y la capacidad de utilizar diversas herramientas de análisis para el soporte diagnóstico. Esto permite identificar patrones en el tejido asociados a enfermedades como el cáncer, infecciones, trastornos inflamatorios y genéticos. La inspección visual de biopsias es una técnica diagnóstica utilizada para examinar pacientes afectados por el cáncer, la cual ofrece resultados determinantes al permitir la observación directa del tejido a nivel microscópico. Las muestras de biopsias pueden ser digitalizadas completamente a alta magnificación utilizando escáneres, como se hace en países desarrollados, con los que se crean bases de datos abiertas para diferentes tipos de cáncer, como cáncer de próstata, cáncer de mama, cáncer cervical, entre otros. Estas bases de datos contienen miles de imágenes digitalizadas a alta magnificación que facilitan la creación y entrenamiento de modelos de aprendizaje profundo. En Colombia, los patólogos suelen examinar la muestra directamente bajo el microscopio para identificar tejido canceroso. En ocasiones se digitalizan las imágenes individuales del campo microscópico, pero esto se limita exclusivamente a las áreas de interés identificadas por el profesional, lo que puede causar sesgos en caso de requerirse una segunda opinión de otro patólogo que no posea acceso a la muestra completa. A la biopsia le es asignado un puntaje histológico que determina su grado de cáncer y que sigue protocolos específicos establecidos para el estudio de cada tipo de cáncer. El propósito de este proyecto es desplegar modelos de clasificación entrenados en imágenes histológicas completas y evaluar estrategias para adaptar esos modelos a imágenes histológicas de baja magnificación que se puedan digitalizar fácilmente a través de un microscopio óptico, mejorando así el soporte de la decisión del grado de cáncer de la muestra en países en vías de desarrollo.