Sistema inteligente con Ensemble Learning para la identificación de Cáncer de Piel en Imágenes Clínicas en IREN NORTE 2024

Descripción del Articulo

La presente investigación aborda la problemática de la detección del cáncer de piel, una condición cuya incidencia ha aumentado significativamente en las últimas tres décadas, particularmente en poblaciones de piel clara. El objetivo principal fue desarrollar un modelo de diagnóstico automatizado ba...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores: Mendoza Roncal, Edward Joel, Piedra Fernández, Gabriel Harahel
Formato: tesis de grado
Fecha de Publicación:2025
Institución:Universidad Privada Antenor Orrego
Repositorio:UPAO-Tesis
Lenguaje:español
OAI Identifier:oai:repositorio.upao.edu.pe:20.500.12759/99652
Enlace del recurso:https://hdl.handle.net/20.500.12759/99652
Nivel de acceso:acceso abierto
Materia:Cancer de Piel
Aprendizaje Profundo
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description La presente investigación aborda la problemática de la detección del cáncer de piel, una condición cuya incidencia ha aumentado significativamente en las últimas tres décadas, particularmente en poblaciones de piel clara. El objetivo principal fue desarrollar un modelo de diagnóstico automatizado basado en técnicas de aprendizaje profundo para la clasificación multiclase de tipos específicos de cáncer cutáneo: melanoma, carcinoma basocelular y carcinoma escamocelular. La metodología implementada se fundamentó en un enfoque de Ensemble Learning con la técnica de stacking, utilizando imágenes dermatoscópicas y clínicas, sometidas a un riguroso preprocesamiento para optimizar su calidad. Se integraron múltiples arquitecturas de redes neuronales preentrenadas, incluyendo EfficientNetV2B0, DenseNet121, ResNet50, InceptionV3, Xception y MobileNet complementadas con la técnica Grad-CAM para la visualización e interpretación de patrones diagnósticos relevantes. Los resultados obtenidos demuestran la efectividad del modelo propuesto, alcanzando una precisión del 90.7%, con un F1-score de 0.9041 y un coeficiente cohen kappa de 0.8353, superando significativamente el rendimiento de los modelos individuales y los métodos convencionales de diagnóstico basados en la regla ABCD. Como contribución práctica, se desarrolló una interfaz gráfica en Python para la versión de escritorio y una interfaz web desarrollada con React, lo que facilita la implementación clínica del modelo, permitiendo a los profesionales médicos realizar análisis diagnósticos de manera intuitiva y eficiente.
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Se integraron múltiples arquitecturas de redes neuronales preentrenadas, incluyendo EfficientNetV2B0, DenseNet121, ResNet50, InceptionV3, Xception y MobileNet complementadas con la técnica Grad-CAM para la visualización e interpretación de patrones diagnósticos relevantes. Los resultados obtenidos demuestran la efectividad del modelo propuesto, alcanzando una precisión del 90.7%, con un F1-score de 0.9041 y un coeficiente cohen kappa de 0.8353, superando significativamente el rendimiento de los modelos individuales y los métodos convencionales de diagnóstico basados en la regla ABCD. Como contribución práctica, se desarrolló una interfaz gráfica en Python para la versión de escritorio y una interfaz web desarrollada con React, lo que facilita la implementación clínica del modelo, permitiendo a los profesionales médicos realizar análisis diagnósticos de manera intuitiva y eficiente.This research addresses the detection of skin cancer, a condition whose incidence has increased significantly over the last three decades, particularly among fair-skinned populations. The main objective was to develop an automated diagnostic model based on deep learning techniques for multiclass classification of specific types of skin cancer: melanoma, basal cell carcinoma, and squamous cell carcinoma. The methodology was based on an Ensemble Learning approach using stacking techniques, utilizing both dermatoscopic and clinical images subjected to rigorous preprocessing to optimize their quality. Multiple pre-trained neural network architectures were integrated, including EfficientNetV2B0, DenseNet121, ResNet50, InceptionV3, Xception, and MobileNet, complemented with the Grad-CAM technique for visualization and interpretation of relevant diagnostic patterns. The results demonstrate the effectiveness of the proposed model, achieving an accuracy of 90.7%, with an F1-score of 0.9041 and a Cohen kappa coefficient of 0.8353, significantly outperforming individual models and conventional diagnostic methods based on the ABCD rule. As a practical contribution, a Python-based graphical interface was developed for the desktop version, along with a React-based web interface, facilitating the clinical implementation of the model and allowing medical professionals to perform diagnostic analyses intuitively and efficiently.application/pdfspaUniversidad Privada Antenor OrregoPET_SIST_1565SUNEDUinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Cancer de PielAprendizaje Profundohttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.02.04Sistema inteligente con Ensemble Learning para la identificación de Cáncer de Piel en Imágenes Clínicas en IREN NORTE 2024info:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrujilloreponame:UPAO-Tesisinstname:Universidad Privada Antenor Orregoinstacron:UPAOUniversidad Privada Antenor Orrego - Facultad de IngenieríaIngeniero de Computación y SistemasIngeniería de Computación y Sistemashttps:// orcid.org/0000-0003-1523-2640400102197383049474217973https://purl.org/pe-repo/renati/type#tesishttps://purl.org/pe-repo/renati/level#tituloProfesional611066Abanto Cabrera, Heber GersonCalderon Sedano, Jose AntonioChávez Fernandez, Edilberto CesarORIGINALREP_EDWARD.MENDOZA_GABRIEL.PIEDRA_SISTEMA.INTELIGENTE.pdfREP_EDWARD.MENDOZA_GABRIEL.PIEDRA_SISTEMA.INTELIGENTE.pdfapplication/pdf2978925https://repositorio.upao.edu.pe/backend/api/core/bitstreams/f99be7b6-8a3a-4032-a9f3-c5d69532db69/content02d34759f072eeb0c01ab3ebd96de104MD51TURNITIN_MENDOZA_PIEDRA.pdfapplication/pdf8640043https://repositorio.upao.edu.pe/backend/api/core/bitstreams/299e70bf-eba9-476c-b30c-71620618a7c1/contente75b925a16236f92e7d690ad084a469bMD53AUTORIZACION_MENDOZA_PIEDRA.pdfapplication/pdf512355https://repositorio.upao.edu.pe/backend/api/core/bitstreams/21ad6e9d-12e1-4d82-8752-225e2aaf0056/contentbbb23a38a4341b33c12f875cc76251ceMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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