A Colour Wheel to Rule them All: Analysing Colour & Geometry in Medical Microscopy

Personalized medicine is a rapidly growing field in healthcare that aims to customize medical treatments and preventive measures based on each patient’s unique characteristics, such as their genes, environment, and lifestyle factors. This approach acknowledges that people with the same medical condition may respond differently to therapies and seeks to optimize patient outcomes while minimizing the risk of adverse effects. To achieve these goals, personalized medicine relies on advanced technologies, such as genomics, proteomics, metabolomics, and medical imaging. Digital histopathology, a crucial aspect of medical imaging, provides clinicians with valuable insights into tissue structure and function at the cellular and molecular levels. By analyzing small tissue samples obtained through minimally invasive techniques, such as biopsy or aspirate, doctors can gather extensive data to evaluate potential diagnoses and clinical decisions. However, digital analysis of histology images presents unique challenges, including the loss of 3D information and stain variability, which is further complicated by sample variability. Limited access to data exacerbates these challenges, making it difficult to develop accurate computational models for research and clinical use in digital histology. Deep learning (DL) algorithms have shown significant potential for improving the accuracy of Computer-Aided Diagnosis (CAD) and personalized treatment models, particularly in medical microscopy. However, factors such as limited generability, lack of interpretability, and bias sometimes hinder their clinical impact. Furthermore, the inherent variability of histology images complicates the development of robust DL methods. Thus, this thesis focuses on developing new tools to address these issues. Our essential objective is to create transparent, accessible, and efficient methods based on classical principles from various disciplines, including histology, medical imaging, mathematics, and art, to tackle microscopy image registration and colour analysis successfully. These methods can contribute significantly to the advancement of personalized medicine, particularly in studying the tumour microenvironment for diagnosis and therapy research. First, we introduce a novel automatic method for colour analysis and non-rigid histology registration, enabling the study of heterogeneity morphology in tumour biopsies. This method achieves accurate tissue cut registration, drastically reducing landmark distance and excellent border overlap. Second, we introduce ABANICCO, a novel colour analysis method that combines geometric analysis, colour theory, fuzzy colour spaces, and multi-label systems for automatically classifying pixels into a set of conventional colour categories. ABANICCO outperforms benchmark methods in accuracy and simplicity. It is computationally straightforward, making it useful in scenarios involving changing objects, limited data, unclear boundaries, or when users lack prior knowledge of the image or colour theory. Moreover, results can be modified to match each particular task. Third, we apply the acquired knowledge to create a novel pipeline of rigid histology registration and ABANICCO colour analysis for the in-depth study of triple-negative breast cancer biopsies. The resulting heterogeneity map and tumour score provide valuable insights into the composition and behaviour of the tumour, informing clinical decision-making and guiding treatment strategies. Finally, we consolidate the developed ideas into an efficient pipeline for tissue reconstruction and multi-modality data integration on Tuberculosis infection data. This enables accurate element distribution analysis to understand better interactions between bacteria, host cells, and the immune system during the course of infection. The methods proposed in this thesis represent a transparent approach to computational pathology, addressing the needs of medical microscopy registration and colour analysis while bridging the gap between clinical practice and computational research. Moreover, our contributions can help develop and train better, more robust DL methods.En una época en la que la medicina personalizada está revolucionando la asistencia sanitaria, cada vez es más importante adaptar los tratamientos y las medidas preventivas a la composición genética, el entorno y el estilo de vida de cada paciente. Mediante el empleo de tecnologías avanzadas, como la genómica, la proteómica, la metabolómica y la imagen médica, la medicina personalizada se esfuerza por racionalizar el tratamiento para mejorar los resultados y reducir los efectos secundarios. La microscopía médica, un aspecto crucial de la medicina personalizada, permite a los médicos recopilar y analizar grandes cantidades de datos a partir de pequeñas muestras de tejido. Esto es especialmente relevante en oncología, donde las terapias contra el cáncer se pueden optimizar en función de la apariencia tisular específica de cada tumor. La patología computacional, un subcampo de la visión por ordenador, trata de crear algoritmos para el análisis digital de biopsias. Sin embargo, antes de que un ordenador pueda analizar imágenes de microscopía médica, hay que seguir varios pasos para conseguir las imágenes de las muestras. La primera etapa consiste en recoger y preparar una muestra de tejido del paciente. Para que esta pueda observarse fácilmente al microscopio, se corta en secciones ultrafinas. Sin embargo, este delicado procedimiento no está exento de dificultades. Los frágiles tejidos pueden distorsionarse, desgarrarse o agujerearse, poniendo en peligro la integridad general de la muestra. Una vez que el tejido está debidamente preparado, suele tratarse con tintes de colores característicos. Estos tintes acentúan diferentes tipos de células y tejidos con colores específicos, lo que facilita a los profesionales médicos la identificación de características particulares. Sin embargo, esta mejora en visualización tiene un alto coste. En ocasiones, los tintes pueden dificultar el análisis informático de las imágenes al mezclarse de forma inadecuada, traspasarse al fondo o alterar el contraste entre los distintos elementos. El último paso del proceso consiste en digitalizar la muestra. Se toman imágenes de alta resolución del tejido con distintos aumentos, lo que permite su análisis por ordenador. Esta etapa también tiene sus obstáculos. Factores como una calibración incorrecta de la cámara o unas condiciones de iluminación inadecuadas pueden distorsionar o hacer borrosas las imágenes. Además, las imágenes de porta completo obtenidas so de tamaño considerable, complicando aún más el análisis. En general, si bien la preparación, la tinción y la digitalización de las muestras de microscopía médica son fundamentales para el análisis digital, cada uno de estos pasos puede introducir retos adicionales que deben abordarse para garantizar un análisis preciso. Además, convertir un volumen de tejido completo en unas pocas secciones teñidas reduce drásticamente la información 3D disponible e introduce una gran incertidumbre. Las soluciones de aprendizaje profundo (deep learning, DL) son muy prometedoras en el ámbito de la medicina personalizada, pero su impacto clínico a veces se ve obstaculizado por factores como la limitada generalizabilidad, el sobreajuste, la opacidad y la falta de interpretabilidad, además de las preocupaciones éticas y en algunos casos, los incentivos privados. Por otro lado, la variabilidad de las imágenes histológicas complica el desarrollo de métodos robustos de DL. Para superar estos retos, esta tesis presenta una serie de métodos altamente robustos e interpretables basados en principios clásicos de histología, imagen médica, matemáticas y arte, para alinear secciones de microscopía y analizar sus colores. Nuestra primera contribución es ABANICCO, un innovador método de análisis de color que ofrece una segmentación de colores objectiva y no supervisada y permite su posterior refinamiento mediante herramientas fáciles de usar. Se ha demostrado que la precisión y la eficacia de ABANICCO son superiores a las de los métodos existentes de clasificación y segmentación del color, e incluso destaca en la detección y segmentación de objetos completos. ABANICCO puede aplicarse a imágenes de microscopía para detectar áreas teñidas para la cuantificación de biopsias, un aspecto crucial de la investigación de cáncer. La segunda contribución es un método automático y no supervisado de segmentación de tejidos que identifica y elimina el fondo y los artefactos de las imágenes de microscopía, mejorando así el rendimiento de técnicas más sofisticadas de análisis de imagen. Este método es robusto frente a diversas imágenes, tinciones y protocolos de adquisición, y no requiere entrenamiento. La tercera contribución consiste en el desarrollo de métodos novedosos para registrar imágenes histopatológicas de forma eficaz, logrando el equilibrio adecuado entre un registro preciso y la preservación de la morfología local, en función de la aplicación prevista. Como cuarta contribución, los tres métodos mencionados se combinan para crear procedimientos eficientes para la integración completa de datos volumétricos, creando visualizaciones altamente interpretables de toda la información presente en secciones consecutivas de biopsia de tejidos. Esta integración de datos puede tener una gran repercusión en el diagnóstico y el tratamiento de diversas enfermedades, en particular el cáncer de mama, al permitir la detección precoz, la realización de pruebas clínicas precisas, la selección eficaz de tratamientos y la mejora en la comunicación el compromiso con los pacientes. Por último, aplicamos nuestros hallazgos a la integración multimodal de datos y la reconstrucción de tejidos para el análisis preciso de la distribución de elementos químicos en tuberculosis, lo que arroja luz sobre las complejas interacciones entre las bacterias, las células huésped y el sistema inmunitario durante la infección tuberculosa. Este método también aborda problemas como el daño por adquisición, típico de muchas modalidades de imagen. En resumen, esta tesis muestra la aplicación de métodos clásicos de visión por ordenador en el registro de microscopía médica y el análisis de color para abordar los retos únicos de este campo, haciendo hincapié en la visualización eficaz y fácil de datos complejos. Aspiramos a seguir perfeccionando nuestro trabajo con una amplia validación técnica y un mejor análisis de los datos. Los métodos presentados en esta tesis se caracterizan por su claridad, accesibilidad, visualización eficaz de los datos, objetividad y transparencia. Estas características los hacen perfectos para tender puentes robustos entre los investigadores de inteligencia artificial y los clínicos e impulsar así la patología computacional en la práctica y la investigación médicas.Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología Biomédica por la Universidad Carlos III de MadridPresidenta: María Jesús Ledesma Carbayo.- Secretario: Gonzalo Ricardo Ríos Muñoz.- Vocal: Estíbaliz Gómez de Marisca

Análisis de dinámica térmica en las palmas de las manos usando termografía pasiva y activa – estudio piloto

La termografía infrarroja está siendo cada vez más usada en la ingeniería biomédica, ya que ha permitido mejorar las técnicas de visualización de los patrones de distintas distribuciones de temperaturas provenientes de la piel, de esta manera ha permitido diagnosticar problemas vasculares o nerviosos y particularmente trastornos en la termorregulación como el fenómeno de Raynaud, el cual consiste en episodios de cambios de color en los dedos de las manos y los pies durante la exposición al frío o en respuesta al estrés emocional. La palma de la mano es una región del cuerpo que ofrece información valiosa para el estudio de patologías por medio de la termografía infrarroja, sin embargo, una desventaja del estudio termográfico radica en que factores externos simples como la temperatura ambiental o humedad relativa, entre otros, afectan las medidas obtenidas y el indebido uso o mal diseño de un protocolo experimental lleva muchos estudios a conclusiones erradas, por lo tanto, en este trabajo de grado se llevó a cabo el diseño e implementación de un protocolo experimental para un posterior análisis de una serie de imágenes termográficas de la palma de las manos, esto se hizo con el fin de identificar el proceso de termorregulación de temperatura en dicha zona frente a un estímulo externo caliente. El resultado expuso una termorregulación más rápida en el centro de la palma de la mano y una lenta termorregulación en las falanges distales de la misma. Este proyecto es de gran importancia debido a la necesidad de implementar un protocolo experimental que permita la válida adquisición de imágenes termográficas, ya que estas no se deben ver influenciadas por factores externos de tipo ambientales o metodológicos

Implementación del proceso vía slurry y concentrado de pigmentos en fórmulas de pintura tipo látex. Desafíos y oportunidades para la planificación

Los cambios en la producción de productos se ven limitadas por los altos costos en infraestructura, procedimientos, reformulaciones y/o sustitución de materias primas. Por ello, resulta necesario desarrollar e innovar tecnologías que minimicen los impactos, sin perjudicar los estándares de calidad del producto. En las formulaciones de pinturas el proceso de dispersión es de vital importancia por lo que la investigación evaluó la posibilidad de implementar la técnica vía slurry y concentrado de pigmentos en el proceso vía tradicional de fabricación de pinturas tipo látex de la línea premium (satinada y exterior) y eliminar parcialmente la etapa de dispersión, manteniendo las características fisicoquímicas de acuerdo con las normas venezolanas COVENIN. Para ello se usaron tres tipos de slurrys; I: Dispersión acuosa de Carbonato de calcio (CaCO3), silicato de magnesio (MgSiO3) y Caolín (Al2Si2O5(OH)4), II: Dispersión acuosa de CaCO3, III: Dispersión acuosa de CaCO3 y Caolín. Asimismo, en los concentrados de pigmentos se utilizó dos tipos de dispersión acuosa de dióxido de titanio (TiO2) de mediana y alta dispersabilidad. Como resultado se observó que no hubo variaciones significativas en cuanto a las características de calidad de las pinturas obtenidas mediante el proceso vía slurry y concentrado de pigmento con respecto al proceso de fabricación vía tradicional. Además, se alcanzó una disminución de 102 minutos sobre el tiempo global de fabricación, ya que se aprovechó la previa dispersión de los pigmentos y extenders presentes en los concentrados de pigmentos y slurrys, logrando así eliminar una de las cuatro etapas del proceso de fabricación de las líneas (etapa de dispersión). Con el uso de los slurrys y concentrados de pigmentos se logró incrementar en un 31,20 % de la productividad convirtiéndose en una alternativa para los fabricantes de pinturas, sin realizar una inversión en nuevos equipos.  Changes in product production are limited by high costs in infrastructure, procedures, reformulations and / or substitution of raw materials. Therefore, it is necessary to develop and innovate technologies that minimize impacts, without damaging product quality standards. In paint formulations, the dispersion process is of vital importance, which is why this research evaluated the possibility of implementing the technique slurry and pigment concentrate in the traditional way of manufacturing latex-type paints of the premium line (satin and exterior), and partially eliminate the dispersion stage, maintaining the physicochemical characteristics according to Venezuelan COVENIN standards. For this, three types of slurries were used; I: Aqueous dispersion of calcium carbonate (CaCO3), magnesium silicate (MgSiO3) and Kaolin (Al2Si2O5 (OH)4), II: Aqueous dispersion of CaCO3, III: Aqueous dispersion of CaCO3 and Kaolin. Likewise, in the pigment concentrates, two types of aqueous dispersion of titanium dioxide (TiO2) of medium and high dispersibility were used. As a result, there were no significant variations in terms of the quality characteristics of the paints obtained through the process by slurry and pigment concentrate with respect to the traditional manufacturing process. In addition, a reduction of 102 minutes was achieved on the global manufacturing time, since the previous dispersion of the pigments and extenders present in the pigment concentrates and slurries was used, thus eliminating one of the four stages of the manufacturing process of the lines (scattering stage). With the use of slurries and pigment concentrates, it was possible to increase productivity by 31.20 %, becoming an alternative for paint manufacturers, without investing in new equipment

Una Aplicación de la Metodología de Redes Sociales a la Investigación Etnográfica

En este trabajo nos proponemos utilizar la metodología de redes sociales como estrategia para el análisis de información relativa al dominio de las actividades de subsistencia -caza, recolección, horticultura, producción de artesanías y otras- en una comunidad aborigen Mbyá-Guaraní, integrada actualmente por 157 personas, en la Reserva de Usos Múltiples del "Valle del Cuñapirú", Misiones, Argentina. El estudio comenzó con el diseño de una encuesta etnográfica cuyos ítem permitieron obtener datos sobre todas las actividades que transectan las unidades domésticas y que definen vínculos entre los actores involucrados en las diferentes tareas y sus etapas de desarrollo, tanto dentro como fuera de la comunidad. De este modo iniciamos el análisis de redes sociales, aplicando las medidas de centralidad, con el propósito de visualizar los patrones de interacción emergentes del modo de subsistencia Mbyá- Guaraní

The economically dependent self-employed worker

Resumen: Este Trabajo de Fin de Grado (TFG) ha sido realizado en la titulación Administración y Dirección de empresas en la Universidad de Cantabria. En el voy a realizar un detallado y específico análisis, que va a tratar sobre el Trabajador Autónomo económicamente dependiente. La definición de los TRADE tiene únicamente un cliente, del que depende con el 75% de los ingresos que recibe de este, sin poder tener contratados a su cargo. Esta figura ha ido evolucionando a lo largo del tiempo, logrando conseguir mejoras en las condiciones, además de mayor protección de la que tenían que no era mucha.Abstract: This Final Degree Project (TFG) has been carried out in the Business Administration and Management degree at the University of Cantabria. In it I will carry out a detailed and specific analysis, which will deal with the economically dependent Self-Employed Worker. The definition of TRADE has only one client, on whom it depends with 75% of the income it receives from this, without being able to have contracted at its own expense. This figure has evolved over time, achieving improvements in conditions, in addition to greater protection than they had, which was not much.Grado en Administración y Dirección de Empresa

Capacidad reguladora de la secuencia PMP22h-SE. ¿Una diana terapéutica para la enfermedad Charcot Marie Tooth tipo 1A?

[ES] La neuropatía hereditaria denominada enfermedad de Charcot-Marie-Tooth Tipo 1A es un trastorno heredable que afecta a al sistema nervioso periférico. La causa genética más frecuente de este trastorno es la duplicación en tándem de una secuencia de 1.4 Mb, en el cromosoma 17, la cual incluye el gen que codifica para la proteína de la mielina periférica 22 (PMP22). El exceso de proteína PMP22 perjudica la formación de la mielina que rodea los axones del sistema periférico y altera otras funciones de las células de Schwann. Un reciente estudio realizado en un modelo de cultivo celular de células de Schwann de rata, ha identificado una secuencia intensificadora denominada Pmp22-SE, aguas arriba del gen Pmp22, caracterizada como súper-intensificador, porque controla aproximadamente la mitad de la expresión del gen Pmp22. Estudios realizados en otros organismos vertebrados apuntan hacia la existencia de secuencias reguladores evolutivamente conservadas, ubicadas aguas arriba del gen Pmp22, que mantienen la cromatina abierta y que afectan directamente a su expresión. En la presente memoria se propone un proyecto de investigación que permitiría conocer si una secuencia reguladora del gen PMP22 humano, que comparte algunas características con la secuencia de rata Pmp22-SE, controla la mayor parte de los niveles de expresión de la proteína PMP22 humana. Para ello, se propone analizar la potencialidad reguladora de esta secuencia, a la que hemos denominado PMP22h-SE, analizando si alteraciones en su secuencia inducen cambios en la expresión transcripcional y traduccional del gen PMP22. La caracterización de esta secuencia y de su potencial capacidad reguladora del gen PMP22, permitiría conocer detalles moleculares relevantes para el desarrollo de potenciales moléculas terapéuticas dirigidas a reducir la cantidad de la proteína PMP22 y, por tanto, a mejorar la sintomatología de CMT1A.[EN] Hereditary neuropathy called Charcot-Marie-Tooth disease Type 1A is a heritable disorder that affects the peripheral nervous system. The most frequent genetic cause of this disorder is the duplication in a sequence of 1.4 Mb, on chromosome 17, which includes the gene that codes for the protein of peripheral myelin 22 (PMP22). An excess of PMP22 protein damage the formation of myelin surrounding the axons of the peripheral system and other functions of Schwann cells. A recent study conducted in a cell culture model of rat Schwann cells, has identified an intensifying sequence called Pmp22-SE, upstream of the Pmp22 gene, characterized as a super-enhancer, because it controls approximately half of the expression of the Pmp22 gene. Studies carried out in other vertebrate organisms point towards the existence of evolutionarily conserved regulatory sequences, located upstream of the Pmp22 gene, which keep the chromatin open and affects its expression. In the present assignment a research project is proposed that would allow to know if a regulatory sequence of the human PMP22 gene, which shares some characteristics with the rat sequence Pmp22-SE, controls most of the expression levels of the human PMP22 protein. Therefore, we propose to analyze the regulatory potential of this sequence, which we have named PMP22h-SE, analyzing whether alterations in its sequence induce changes in the transcriptional and translational expression of the PMP22 gene. The characterization of this sequence and its potential regulatory capacity of the PMP22 gene would allow us to know relevant molecular details for the development of potential therapeutic molecules aimed at reducing the amount of the PMP22 protein and, therefore, to improve the CMT1A symptomatology

The Programmatic Dimension of Political Communication on Twitter: The Case of Costa Rica’s 2022 General Elections

This research seeks to analyze the use of the social network Twitter by presidential candidacies in the context of the first round of the 2022 electoral campaign in Costa Rica. This is a proposal that is articulated under an exploratory and descriptive scope, so that in the first place it tries to understand the characteristics under which politicians exercise a presence in digital environments and make general use of Twitter in the context of an electoral campaign, Secondly, it seeks to identify the programmatic dimension in the publications shared by the profiles of the candidacies with the highest voting intentions. The work makes a contribution based on the methodological background of the Manifesto Research on Political Representation (MARPOR), to inquire about electoral communication exercised through a social network, from a multimodal approach. The findings prove the existence of a clear programmatic dimension within the activity of the candidacies on the platform that is articulated not only with government plans, but also with conjunctural elements of the campaign such as debates. Likewise, the work explores some non-programmatic uses and offers new lines of research within the field of political communication in Costa Rica

Nanny Kids creación de una empresa virtual de cuidado de niños a domicilio

Cada día son más los padres que necesitan dejar sus hijos al cuidado de otras personas para llevar a cabo actividades cotidianas como el trabajo o bien sea la recreación y conscientes de esta necesidad pero también de la dificultad para encontrar a la persona ideal para cuidar de los hijos por la desconfianza y preocupación que esto genera, se ha determinado la creación de una empresa que brinde el servicio personalizado y confiable para el cuidado niños, a cargo de personal especializado en áreas de pedagogía; una agencia que garantiza a los padres de familia o tutores altos estándares de calidad, confiabilidad, puntualidad, responsabilidad e higiene, de manera que el niño sea el receptor de un beneficio directo para su formación y desarrollo integral y que el padre quede satisfecho con la inversión que realizó. El desarrollo de esta empresa surge como respuesta a necesidades de mercados potenciales y crecientes con una gran demanda Nanny Kids S.A.S. es una agencia de niñeras cuyos servicios van enfocados a las familias con hijos residentes en Cartagena y al sector Turístico y hotelero. (Apartes del texto)Every day more parents need to leave their children in the care of others people to carry out daily activities such as work or recreation and aware of this need but also of the difficulty to find the ideal person to take care of the children due to mistrust and concern that this generates, it has been determined the creation of a company that provide personalized and reliable service for childcare, in charge of staff specialized in pedagogy areas; an agency that guarantees parents or guardians high standards of quality, reliability, punctuality, responsibility and hygiene, so that the child is the recipient of a benefit direct for their formation and integral development and that the father is satisfied with the investment you made. The development of this company arises in response to market needs potential and growing with a great demand Nanny Kids S.A.S. is an agency babysitters whose services are focused on families with children residing in Cartagena and the tourist and hotel sector.Fundación Universitaria Los Libertadore