Trabajos Finales de Graduación

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Análisis comparativo de estudios sobre adquisición de imagen, segmentación y diseño de modelos 3D utilizados en procedimientos prequirúrgicos: Avances, métodos y precisión clínica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2025) Herbacio Zacarías, Juan Chester; Chacón Obando, David
Resumen. Este Trabajo Final de Graduación presenta una revisión comparativa de estudios sobre la generación de modelos 3D prequirúrgicos a partir de datos de imagen médica, con el objetivo de evaluar métodos, avances tecnológicos y precisión clínica. Tras aplicar un protocolo PRISMA a 1 235 registros, se incluyeron 30 estudios publicados entre 2014 y 2025. Se analizaron cuatro fases clave: adquisición de imagen (TC, RM, US), segmentación (manual, semiautomática, IA), modelado e impresión (FDM, SLA, SLS, Micro-SLA, bioprinting 4D) y validación clínica (Dice, Hausdorff, errores volumétricos, validación subjetiva). Los resultados expuestos por otros autores revelan que la segmentación basada en IA (U-Net 3D, Swin-UNet) reduce el tiempo a < 1 h y alcanza Dice de 0.92–0.97, superando ampliamente a métodos manuales (4–6 h; Dice 0.80–0.88). En impresión, SLA, SLS y Micro-SLA ofrecen la mayor precisión (Dice ≥ 0.90) y mejoras clínicas —incluida una reducción de hasta 30 % en tiempo quirúrgico—, aunque a un costo de USD 500–2 000 por modelo. Por su parte, FDM resulta costo-efectivo (USD 50–300) con precisión aceptable (Dice ≈ 0.85) para entornos de recursos limitados. Se identificó una heterogeneidad en la validación clínica: cerca del 40 % de los estudios no cuantifica impactos clínicos, lo que subraya la necesidad de protocolos estandarizados. En respuesta, se propone el Protocolo EV-3D, que unifica criterios de calidad desde la adquisición DICOM hasta la validación clínica, con métricas mínimas (Dice ≥ 0.90, desviación dimensional ≤ 1 %, puntuación de utilidad ≥ 4/5) y registro sistemático de tiempos, costos y satisfacción del cirujano. Este protocolo facilita la implementación de modelos 3D seguros y eficientes, promueve la formación multidisciplinaria y sienta las bases para futuros estudios prospectivos en física médica.
Comparación y transición de protocolos para la verificación de los parámetros para el buen funcionamiento de los equipos de tomografía computarizada -guía anterior del Ministerio de Salud hacia el “IAEA-tecdoc-1958”- y las implicaciones que conlleva para la labor del físico médico
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2025) Montero Mora, Angie María; Chacón Obando, David
La tomografía computarizada (TC) corresponde a una técnica avanzada de diagnóstico por imagen que combina el uso de rayos X con sistemas computacionales de alta precisión para generar imágenes detalladas y de alta resolución del interior del cuerpo humano. Este procedimiento permite la obtención de cortes transversales en distintos planos, así como reconstrucciones tridimensionales de órganos, tejidos y estructuras óseas, facilitando la localización y el análisis de posibles anomalías al obtener imágenes de mayor calidad respecto a otras técnicas de imagen convencionales. Durante el estudio, el equipo de TC realiza un giro continuo alrededor del paciente, capturando imágenes desde múltiples ángulos y procesándolas a través de logaritmos computacionales avanzados. Esto posibilita la evaluación precisa y efectiva de diversas afecciones y contribuye significativamente a la calidad diagnóstica, ya que permite la observación tanto de estructuras anatómicas como de anomalías patológicas con un grado de alta precisión [Bushberg, J.T. et al., 2013]. Una de las principales ventajas de la TC radica en su capacidad para detectar enfermedades en etapas tempranas, lo que resulta crucial en el diagnóstico y tratamiento oportuno de diversas patologías, entre las que se incluyen: tumores, infecciones, fracturas óseas, enfermedades cardiovasculares como aneurismas, enfermedades pulmonares, así como lesiones internas que puedan pasar desapercibidas con otras técnicas de estudio. La TC, al ser una técnica no invasiva, minimiza los riesgos asociados a procedimientos diagnósticos más agresivos, como por ejemplo una biopsia quirúrgica o un procedimiento de angiografía convencional, lo cual, beneficia la seguridad y confortabilidad del paciente, mientras que se obtiene información esencial para generar los resultados diagnósticos o de seguimiento [Bushberg, J.T., et al., 2013].

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Examinando Trabajos Finales de Graduación por Autor "Chacón Obando, David"