Clasificación de imágenes de resonancia magnética cerebral mediante redes neuronales para el diagnóstico médico

Abstract

[ES] El problema que se aborda en este trabajo es el de usar técnicas de aprendizaje profundo para etiquetar imágenes de resonancia magnética cerebral en distintos grados de la enfermedad de Alzheimer: deterioro cognitivo leve, deterioro cognitivo medio, deterioro cognitivo grave y finalmente Alzheimer; además de detectar el caso de no enfermedad. Es importante detectar las primeras fases del deterioro cognitivo ya que el Alzheimer es una enfermedad sin cura por el momento y lo único que se puede hacer es diagnosticarla lo antes posible para poder disminuir al máximo su impacto a largo plazo mediante algunos tratamientos. Para ello, primero se estudiarán las herramientas y técnicas de preprocesado utilizadas actualmente para sacar el mayor partido a las imágenes. Seguidamente se revisarán los modelos y estrategias seguidos por el estado del arte. Para finalmente proponer algunas topologías de redes neuronales nuevas que aborden el problema desde un nuevo punto de vista.

[CA] El problema que s’aborda en este treball és el d’usar tècniques de aprenentatge profund per a etiquetar imatges de ressonància magnètica cerebral en distints graus de la malaltia d’Alzheimer: deteriorament cognitiu lleu, deteriorament cognitiu mig, deteriorament cognitiu greu i finalment Alzheimer; a més de detectar el cas de no malaltia. És important detectar les primeres fases del deteriorament cognitiu ja que l’Alzheimer és una malaltia sense cura de moment i l’única cosa que es pot fer és diagnosticar-la com més prompte millor per a poder disminuir al màxim el seu impacte a llarg termini per mitjà d’alguns tractaments. Per a això, primer s’estudiaran les ferramentes i tècniques de preprocessat utilitzades actualment per a traure el major partit a les imatges. A continuació es revisaran els models i estratègies seguits per l’estat de l’art. Per a finalment proposar algunes topologies de xarxes neuronals noves que aborden el problema des d’un nou punt de vista.

[EN] The problem addressed in this work is to use deep learning techniques to label brain magnetic resonance images in different degrees of Alzheimer’s disease: mild cognitive impairment, medium cognitive impairment, severe cognitive impairment and finally Alzheimer; besides detecting the case of no disease. It is important to detect the first phases of cognitive deterioration since Alzheimer is a disease without cure at the moment and the only thing that can be done is to diagnose it as soon as possible in order to minimize its long-term impact through some treatments. For this purpose, first, the preprocessing tools and techniques currently used will be studied to get the most out of the images. Then we will review the models and strategies followed by the state of the art. To finally propose some new neural network topologies that approach the problem from a new point of view.