Revista Cubana de Informática Médica

ELAM Institutional repository of educational content

Con el propósito de implementar el servicio de repositorio que facilite su gestión, preservación y reutilización de los recursos educativos, así como el establecimiento de políticas de auto archivo y acceso libre en la Escuela Latinoamericana de Medicina. Se ejecutó un proyecto de desarrollo tecnológico para el cual se realizó un estudio descriptivo y transversal, durante los meses septiembre de 2012 a enero del 2013. Se utilizó un grupo de Informantes clave constituido por 13 individuos. Fueron utilizados como métodos el análisis histórico-lógico, el análisis documental, el análisis y la síntesis de la información y la entrevista al grupo de Informantes clave para identificar los requerimientos en cuanto a contenido, formato de archivos y organización del contenido. Como resultados se obtuvo que el repositorio, es creado con Eprints, almacena recursos educativos, en diferentes formatos, proyectos de investigación, informes y presentaciones, además de tesis de maestría y doctorales, organizado por índices de contenido, permite el autoarchivo y establece como modalidad de publicación el depósito semimediado. El servicio está disponible para los usuarios de la Intranet en la dirección electrónica: http://archivoelam.sld.cu. Se concluyó que para el diseño del repositorio se determinó utilizar la aplicación Eprints tiene como modalidad de publicación el depósito semimediado y permite el archivo de recursos educativos, tesis de maestría y doctorales en cualquier formato, organizados por índices, está disponible para usuarios de la Intranet.

To implement the repository service that facilitates its management, preservation and reutilization of educational resources, as well as the establishment of selfsafe policies and free access in the Latin American School of Medicine (LASM). A descriptive transverse study was performed for carrying out a project of technological development, from September 2012 to January 2013. A group of 13 key informants were used. The historical-logical analysis, the documentary analysis, the analysis and synthesis of the information and the interview, made to the group of key informants, were the methods used to identify the content requirements, format of files and organization of the content. The repository is made with Eprints, it stores educational resources, in different formats, research projects, reports and presentations, also papers of Masters and Doctors' degrees, organized by content indexes, itallows selfsaving and establish the semimediated storage as publishing modality. Service is available for the Intranet users in: http://archivoelam.sld.cu. For designing the repository, the application of Eprints was determined which has the semimediated storage as publishing modality and permits saving educational resources, papers of Masters and Doctors' degrees in any formats, arranged by indexes. It is available for Intranet users.

Molecular similarity using Hybrid Indices

Se presenta un método para la detección de semejanza entre moléculas basado en macheo inexacto de grafos. Se parte del grafo molecular completo ponderado en sus vértices por propiedades químico-físicas particionadas sobre los mismos, se reduce el grafo por el procedimiento CALEDE que define Centros Descriptores o fragmentos de primer orden, los cuales son subgrafos ponderados por la suma de los valores de los vértices ponderados individualmente a su vez, y se construyen fragmentos denominados de segundo orden que incluyen la distancia entre los centros de masas de ambos centros descriptores. Se presenta el método de búsqueda aplicado a una base de datos de más de 300 moléculas con sus respectivas estructuras en tres dimensiones. Esos compuestos se encuentran evaluados como anticancerígenos en la base de datos de compuestos del NCBI-USA. En el experimento computacional se encuentra que, en dependencia de la función de similitud empleada, es posible detectar compuestos que a pesar de poseer diferente topología, poseen valores de las propiedades empleadas para el macheo lo cual sugiere la presencia de potenciales farmacóforos como hallazgo relevante, lo cual constituiría un novedoso enfoque para el diseño computacional de fármacos.

A method for detecting similarity between molecules based on inexact matching graph is presented. We start from a complete molecular graph vertices weighted by several hybrid indices. The molecular graph is reduced by CALEDE procedure, which define descriptors centers or first order fragments. These fragments are subgraphs weighted with the sum of values of the vertices weighted with the hybrid indices. It also define second order fragments by including the distance between the centers of mass of both descriptors centers. The search method applied to a database of over 300 molecules with their respective threedimensional structures is presented. These compounds are reported in the NCBI-USA database of compounds whish were evaluated in anticancer tests. In the computational experiment, depending on the similarity function used, is possible to detect compounds that despite having different topology have property values suggesting the presence of potential pharmacophore. It suggest the possibility to use this approach as a novel approach for computational drug design.

Red Blood cell classification with hidden Markov models

Se realiza un estudio del desempeño de los modelos ocultos de Márkov (HMM) en la clasificación morfológica supervisada de eritrocitos en muestras de sangre periférica de pacientes con anemia drepanocítica. Los contornos se representan de forma novedosa considerando las diferencias angulares en la curvatura de los puntos del mismo. El entrenamiento de cada modelo se realiza tanto con la descripción normal de los contornos como con la representación de la rotación de los mismos, para garantizar una mayor estabilidad en los parámetros estimados. Se desarrolla un proceso de validación cruzada de 5x1 para estimación del error. Se obtienen las medidas de sensibilidad, precisión y especificidad de la clasificación. Los mejores resultados en cuanto a sensibilidad se obtienen al clasificar eritrocitos pertenecientes a dos clases: normales (96%) y elongados (99%). Al considerar además una clase de eritrocitos con otras deformaciones los mejores resultados se obtienen realizando el entrenamiento de los modelos con la rotación de todos los contornos, que alcanzó sensibilidades de normales (94%), elongados (82%) y con otras deformaciones (76%).

A study of the performance of Hidden Markov Models (HMM) in morphologic supervised classification of erythrocytes in peripheral blood smears of patients with sickle cell disease is realized. Contours are represented in original way considering the angular differences in the curvature of the points of the same. The training of every model comes true with the normal description of the contours and with the representation of the rotation of the same, in order to guarantee a bigger stability in the esteemed parameters. A process of validation crossed of 5x1 for estimate of the error is developed. The measures of sensibility, precision and specificity of classification are obtained. The best results obtain when classifying erythrocytes in two classes, with sensibility values in normal of 96 % and elongated 99 %. In the classification of erythrocytes considering the class of other deformations better results obtain accomplishing the training of the models with the rotation of all the contours, that it attained sensibilities of normal (94 %), elongated (82 %) and with other deformations (76 %).

Methodology for stability analysis in N-Dimensional equations systems

El análisis de la estabilidad que presentan los sistemas al estar frente a determinadas variaciones de las condiciones iniciales y de los parámetros que lo caracterizan, es hoy uno de los importantes estudios que se realizan a los sistemas dinámicos. Los métodos existentes hasta el momento no permiten hacer dicho análisis en más de una serie temporal a la vez, pues por lo general anulan la facultad de reunir en un mismo estudio la posibilidad de verificar cómo influyen las variaciones. Es por ello que el presente trabajo tiene la finalidad de poner en manos de los investigadores una metodología que permite estudiar la estabilidad de los Sistemas de Ecuaciones Diferenciales n-dimensionales, respecto a la variación de los parámetros del mismo e interpretar los resultados obtenidos. Específicamente como parte esencial de la metodología se utilizó la función lyapunov desarrollada dentro del asistente matemático Matlab y para el análisis de esos resultados se incluyó la técnica de Minería de Datos: Árboles de Decisión, además deseando tener resultados en el menor tiempo posible, se trabajó con la Plataforma de Tareas Distribuidas T-arenal. Se aplicó la metodología a un caso de estudio reportado en la literatura y se comprobó que se obtenía la misma clasificación de estabilidad o inestabilidad. Por otro lado al realizar el análisis en una cantidad de series temporales, el tiempo en que se obtuvo el resultado fue considerablemente pequeño, teniendo en cuenta su complejidad.

The analysis of the stability that present the systems when being in front of certain variations of the initial conditions and the parameters that it characterize, it is today one of the important studies that carried out to the dynamic systems. The existent methods until the moment don't allow making this analysis in more than a time series at the same time, because in general they annul the ability to gather in oneself study the possibility to verify how they influence the variations. That´s the reason why the present work has the purpose of to put in the investigator's hands a methodology that allows to study the stability of the Systems of n-dimensional Differential Equations, regarding the variation of the parameters of the same one and to interpret the obtained results. Specifically like essential part of the methodology was used the function lyapunov developed inside the mathematical assistant Matlab and for the analysis of those results the technique of Datamining was included: Trees of Decision, also wanting to have results in the smallest possible time, one worked with the Platform of Tasks Distributed T-arenal. The methodology was applied to a case of study reported in the literature and one was proven that it was obtained the same classification of stability or uncertainty. On the other hand, when carrying out the analysis in a quantity of time series, the time in that the result was obtained was considerably small, concerning its complexity.

Experience in deploying of pilot galen clínicas laboratories in the institute of hematology and immunology

SOFTEL, es la empresa encargada por el Ministerio de las Comunicaciones de informatizar las entidades de Salud Pública. Para ello se han desarrollado varias aplicaciones, para ser desplegadas en hospitales, clínicas, policlínicos y bancos de sangre, fundamentalmente. Específicamente los laboratorios constituyen un área muy sensible debido a que en ellos se realizan todos los medios diagnósticos, que resultan de gran utilidad el almacenamiento de esta información para futuros estudios de los pacientes. Este trabajo expone la experiencia obtenida en el despliegue de dicho módulo, como una primera experiencia, conocida como despliegue de piloto o prueba beta. Esta experiencia sirve de base para las futuras instalaciones en otros clientes, reportó una serie de inconformidades que se resolvieron antes de concluir el mismo y finalmente quedo concluido el despliegue. Este tuvo complicaciones relacionadas con la existencia de laboratorios fuera del área de cobertura del Instituto y la preparación de las interfaces con los diferentes auto analizadores.

SOFTEL is the enterprise commissioned by the Ministry of Communications to computerize public health institutions. For that has been developed several applications to be deployed in hospitals, clinics and blood banks, basically. Specifically, laboratories are a very sensitive area because in them all the diagnostic tools are used, so it is useful storage of this information for future studies of patients. This paper describes the experience gained in the deployment of the module, as a first experience, known as pilot or deployment of beta testing. This experience, which forms the basis for future installations on other customers, reported a series of disagrees which were resolved before the end of the same and finally the deployment was completed. This had complications related to the existence of laboratories outside the coverage area of the Institute and the preparation of the interfaces with the different analyzers.

System for support clinical decisions related to the early diagnosis of diseases

La reducción de inconvenientes y morosidades que existen en el proceso de atención al paciente es prioridad para el Sistema Nacional de Salud de Cuba. En este sentido la utilización de los Sistemas de Soporte para la Toma de Decisiones (CDSS), actúan como componente fundamental en la informatización de la capa clínica, en aras de reducir el error médico y mejorar los procesos de salud. La presente investigación está enfocada en implementar un sistema de soporte a las decisiones clínicas relacionadas con el diagnóstico precoz de enfermedades, que funcione como componente horizontal del módulo Consulta Externa del Sistema de Información Hospitalaria. Con el desarrollo del sistema se proveerá al personal facultativo de información oportuna y precisa, útil para garantizar la calidad en la atención médica. Para la realización del mismo se utilizaron las herramientas OpenCDS como servicio de soporte a la decisión y Drools Guvnor para la creación de las reglas que conforman el módulo de conocimiento, además se garantizó que el intercambio y mensajería de los datos estuviese basado en estándares. Como resultado final se obtuvo un servicio de soporte a las decisiones clínicas relacionadas con el diagnóstico precoz del cáncer de mama, que brinda recomendaciones al personal facultativo que interactúa con el módulo de Consulta Externa, en cuanto a la realización de exámenes clínicos a los pacientes en el tiempo adecuado.

The reduction of disadvantages and delays existing in the patient care process is a priority for the National Health System of Cuba. In this regard the use of Clinical Desicions Support Systems (CDSS), act as the key component in the informatization of the clinical layer, in order to reduce medical error and improve health processes. This research is focused on implementing a clinical decisions support system related to the early diagnosis of diseases, functioning as a horizontal component of the Outpatient Service module in the Hospital Information System. The development of the system will provide the medical staff of timely and accurate information, useful for quality assurance in health care. The system was developed using the OpenCDS tools as decision support service and Drools Guvnor for creating the rules used by the knowledge module, in addition it was ensured that exchange and messaging data were based on standards. The end result was a service for support clinical decisions related to the early diagnosis of breast cancer that provides recommendations to the medical staff that interacts with the Outpatient Service module, regarding the conduct of clinical tests to patients in the right time.

Aplication of a case-based system for the identification of opacity in the posterior capsule using pentacam images

La opacidad de la cápsula posterior (OCP) es actualmente uno de los aspectos más importantes en la cirugía de catarata de los tiempos modernos. Sigue siendo la complicación posoperatoria tardía más frecuente tras la cirugía de catarata asociada con disminución de la agudeza visual, deterioro de la sensibilidad al contraste y problemas de deslumbramiento que conllevan importantes repercusiones sociales, médicas y económicas. El software PANDOC provee al oftalmólogo de una herramienta por medio de la cual este es capaz de cuantificar numéricamente y detectar diferencias de opacidad (a veces imperceptibles para el ojo humano), logrando así una evaluación objetiva del grado de opacidad y de esta forma minimizar el sesgo de observación entre un médico y otro. Por ello surge la necesidad de identificar automáticamente la OCP en estas imágenes, para lo cual se diseña un sistema basado en casos. La presente investigación se enmarca en la aplicación de un sistema basado en casos integrado al software PANDOC, para identificar y cuantificar objetivamente OCP mediante el uso de las imágenes resultantes de la cámara Scheimpflug del Pentacam.

The posterior capsule opacity (PCO) is nowadays one of the most important aspects in cataract surgery of modern times. It´s still the most frequent post operatory complication associated with visual acuity diminution, deterioration of contrast sensitivity and blinding problems that lead to social, medical and economic repercussions.PANDOC software is a tool for numerical quantification and detection of opacity differences (sometimes imperceptible for human eyes), reaching an objective evaluation of opacity degree and minimizing the observation bias between one doctor and another. For that reason is necessary to identify automatically PCO in these images, for which is designed a case-based system. The present research is oriented to the application of a case-based system for the PANDOC software, to identify and quantify objectively PCO using the resulting images of the Pentacam´sScheimpflug camera.

Machine learning algorithms for classification of pyramidal neurons affected by aging

Una caracterización morfológica precisa de las múltiples clases neuronales del cerebro facilitaría la elucidación de la función cerebral y los cambios funcionales que subyacen a los trastornos neurológicos tales como enfermedades de Parkinson o la Esquizofrenia. El análisis morfológico manual es muy lento y sufre de falta de exactitud porque algunas características de las células no se cuantifican fácilmente. Este artículo presenta una investigación en la clasificación automática de un conjunto de neuronas piramidales de monos jóvenes y adultos, las cuales degradan su estructura morfológica con el envejecimiento. Un conjunto de 21 características se utilizaron para describir su morfología con el fin de identificar las diferencias entre las neuronas. En este trabajo se evalúa el desempeño de cuatro métodos de aprendizaje automático populares en la clasificación de árboles neuronales. Los métodos de aprendizaje de máquinas utilizadas son: máquinas de vectores soporte (SVM), k-vecinos más cercanos (KNN), regresión logística multinomial (MLR) y la red neuronal de propagación hacia atrás (BPNN). Los resultados mostraron las ventajas de MLR y BPNN con respecto a los demás para estos fines. Estos algoritmos de clasificación automáticaofrecen ventajas sobre la clasificación manualbasada en expertos.Mientras que la neurociencia está pasando rápidamente a datos digitales, los principios detrás de los algoritmos de clasificación automática permanecen a menudo inaccesibles para los neurocientíficos, lo que limita las posibilidades de avances.

Accurate morphological characterization of the multiple neuronal classes of the brain would facilitate the elucidation of brain function and the functional changes that underlie neurological disorders such as Parkinson's diseases or Schizophrenia. Manual morphological analysis is very time-consuming and suffers from a lack of accuracy because some cell characteristics are not readily quantified. This paper presents an investigation in the automatic classification of a data set of pyramidal neurons of young and adult monkeys, which degrade his morphologic structure with the aging. A set of 21 features were used to describe their morphology in order to identify differences between neurons. Thispaper evaluates the performance of four popular machine learning methods, in the classification of neural trees. The machine learning methods used are: support vector machines (SVMs), k-nearest neighbors (KNN), multinomial logistic regression (MLR) and back propagation neural network (BPNN). The results showed the advantages of MLR and BPNN with respect to others for this purposes. These automatic classification algorithms offer advantages over manual expert based classification. While neuroscience is rapidly transitioning to digital data, the principles behind automatic classification algorithms remain often inaccessible to neuroscientists, limiting the potential for breakthroughs.

Optimization of the surgical programming in cardiocentro "Ernesto Che Guevara" through a mathematical model

La Informática en la salud ha experimentado un vertiginoso avance en los últimos años, puede afirmarse que la mayoría de los servicios de salud precisan de software y modelos matemáticos para su adecuado funcionamiento; ejemplo de ello es la planificación de las cirugías cardiovasculares. El artículo trata acerca del mejoramiento y adaptación del método propuesto por Pradenas y Matamala a las condiciones del Cardiocentro "Ernesto Che Guevara" de Villa Clara, Cuba. Con el modelo obtenido se logra que se prioricen los pacientes con mayor gravedad de su enfermedad y que el total de cirugías tenga una distribución proporcional por provincias, ajustada al número de habitantes de cada una de ellas. Este modelo matemático permite resolver una difícil situación en la que se ha estado trabajando desde hace algunos años.

Health informatics has experienced a great progress in recent years, that is why most of these services require software and mathematical models for its proper functioning; for example, in planning cardiovascular surgeries. This article is about improving and adaptation of the method proposed by Pradenas and Matamala to the conditions of Cardiocentro "Ernesto Che Guevara" from Villa Clara, Cuba. The obtained model guaranties the prioritization of those patients with greater severity of their illness; thus, total number of surgeries will have a proportional distribution for each provinces, according to the number of inhabitants. This mathematical model allows resolving the difficult situation in which it has been working for some years.

Computer aided mass detection in mammograms

En este trabajo se presenta una herramienta de Diagnóstico Asistido por Computadora (CAD) para la detección de masas en mamografías digitales. Desarrollada en Matlab, aplica sobre las mamografías distintas técnicas de Procesamiento Digital de Imágenes para detectar la presencia de lesiones y aislarlas del resto de las estructuras propias del seno. Binarización, Labeling, crecimiento de regiones, Filtro Iris, entre otras; dan como resultado una imagen en la que se destaca la anomalía presente, facilitando un diagnóstico libre de errores. Se validaron los resultados mediante el uso de mamografías reales previamente diagnosticadas por especialistas y se obtuvieron valores de efectividad acorde con los esperados. El resultado de esta investigación constituye un aporte al diagnóstico temprano de lesiones mamarias que podrían ser mortales en caso de una tardía detección; así como una herramienta útil para el entrenamiento de médicos radiólogos en fase de aprendizaje.

In this work a Computer Aided Diagnosis (CAD) tool is presented for mass screening in digital mammograms. Developed in Matlab, it applies different techniques of Digital Image Processing to mammograms to detect the presence of lesions and isolate them from the rest of the structures of the breast. Binarization, Labeling, Seeded Region Growing, Iris filter, among others; result in an image in which the abnormality occurring stands facilitating free fault diagnosis. The results were validated using real mammograms previously diagnosed by specialists and effectiveness values were obtained in line with the expected. The result of this research is a contribution to the early diagnosis of breast lesions which could be fatal in case of late detection; as well as a useful tool for training radiologists in the learning phase.