Clinical Decision Support Systems for Brain Tumour Diagnosis: Classification and Evaluation Approaches

Abstract

A lo largo de las últimas décadas, la disponibilidad cada vez mayor de grandes cantidades de información biomédica ha potenciado el desarrollo de herramientas que permiten extraer e inferir conocimiento. El aumento de tecnologías biomédicas que asisten a los expertos médicos en sus decisiones ha contribuido a la incorporación de un paradigma de medicina basada en la evidencia centrada en el paciente. Las contribuciones de esta Tesis se centran en el desarrollo de herramientas que asisten al médico en su proceso de toma de decisiones en el diagnóstico de tumores cerebrales (TC) mediante Espectros de Resonancia Magnética (ERM). En esta Tesis se contribuye con el desarrollo de clasificadores basados en Reconocimiento de Patrones (RP) entrenados con ERM de pacientes pediátricos y adultos para establecer el tipo y grado del tumor. Estos clasificadores especializados son capaces de aprovechar las diferencias bioquímicas existentes entre los TC infantiles y de adultos. Una de las principales contribuciones de esta Tesis consiste en el desarrollo de modelos de clasificación enfocados a discriminar los tres tipos de tumores cerebrales pediátricos más prevalentes. El cerebelo suele ser una localización habitual de estos tumores, resultando muy difícil distinguir el tipo mediante el uso de Imagen de Resonancia Magnética. Por lo tanto, obtener un alto acierto en la discriminación de astrocitomas pilocíticos, ependimomas y meduloblastomas mediante ERM resulta crucial para establecer una estrategia de cirugía, ya que cada tipo de tumor requiere de unas acciones diferentes si se quiere obtener un buen pronóstico del paciente. Asimismo, esta Tesis contribuye en la extracción de características para ERM mediante el estudio de la combinación de señales de ERM adquiridas en dos tiempos de eco: tiempo de eco corto y tiempo de eco largo; concluyendo que dicha combinación mejora la clasificación de tumores cerebrales pediátricos frente al hecho de usar únicamente los ERM de un