Diseñan algoritmo que localiza focos epilépticos en pacientes con epilepsia refractaria
Diseñan algoritmo que localiza focos epilépticos en pacientes con epilepsia refractaria
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Desde hace cinco años, Juan David Martínez, Doctor en Ingeniería Automática de la Universidad Nacional de Colombia (UNC), sede Manizales, trabaja en la idea de qué tan posible es encontrar el foco epiléptico utilizando registros electroencefalográficos (EEG, por su sigla en inglés), no invasivos.
El algoritmo para hallar el lugar del cerebro en el que se genera el ataque en pacientes resistentes a fármacos, “funciona a partir de la imagen de resonancia magnética estructural (MRI, por su sigla en inglés), de la persona, que permite generar un modelo de conductividad de las estructuras del órgano en la cabeza. Con esta guía, y con los registros EEG tomados durante un evento epiléptico, se realiza una reconstrucción que muestra las partes en donde se ocasionan las convulsiones. Por último, como puede haber varias zonas activas vinculadas con la descarga, se selecciona cuál de ellas es la que origina el trastorno, lo que se conoce como foco epiléptico”, señaló Martínez en entrevista para El Hospital.
El software desarrollado en la UNC, se estructuró en dos etapas: la primera permitió encontrar las áreas epilépticas y la segunda detectar las que originaban la descarga. La herramienta identifica con precisión el lugar del cerebro que ocasiona el ataque gracias a la combinación de diferentes técnicas de neuroimagen (MRI y EEG) de cada paciente. Según el investigador, uno de los problemas es que la enfermedad es una que produce una red de actividad, es decir, que se crea en un punto específico y se propaga a otras regiones, aunque estas no son las que generan las convulsiones.
El programa no se confunde, “utilizando algo se conoce como medidas de causalidad. La actividad epiléptica se origina en una zona a la que se llama foco y se propaga hacia los demás nodos de la red de epilepsia. Las medidas de causalidad permiten encontrar en este tipo de redes el punto que prolifera la acción hacia los demás nodos o ‘focos’”, aseguró el ingeniero a El Hospital.
Uno de los tratamientos para la epilepsia es la operación por medio de la cual se remueve el tejido de la corteza cerebral que está generando los ataques. Martínez explica que “la cirugía resectiva se usa para eliminar la parte del cerebro que provoca las crisis. Lo más común es realizar el proceso de identificación de la zona en diferentes etapas. Primero, el neurólogo, dependiendo de los síntomas del paciente, reconoce una posible franja. Segundo, se implanta una malla de electrodos intracraneales para acotarla. Entre más grande la región que se va a remover, mayor probabilidad de afectar funciones indispensables, por eso, encontrar el foco es importante. Para finalizar, se efectúa el procedimiento quirúrgico. Los algoritmos que se proponen tienen como finalidad evitar la segunda etapa”, precisó.
Para validar la herramienta, el investigador utilizó una base de datos de tres pacientes suministrada por el Laboratorio de Neurofisiología Clínica y Experimental, Neurobiología y Neuropsicología del Hospital Universitario de Gante, en Bélgica. Los datos tenían registros EEG en los ataques de epilepsia de las tres personas estudiadas, una con tres, otra con dos y la última con uno. También, proporcionaron las resonancias magnéticas de los sujetos antes y después de que el médico los tratara, además de la segmentación a mano del área removida por el especialista.
“Con la resonancia magnética se creó el modelo del cerebro de cada uno de los pacientes. Después, con los registros EEG y el modelo, se mapeó la actividad registrada en la corteza cerebral durante el ataque de epilepsia. De ahí, se identificó cuál era el foco de la actividad epiléptica de todas las regiones del órgano activas durante el ataque”, afirmó Martínez.
La tecnología que utiliza el software es la de procesamiento digital de señales y algoritmos de Machine Learning. El siguiente paso será validar el método con más datos, que para el caso, se tomaron del Neurocentro y aplicarlo en pacientes colombianos.
El ingeniero electrónico, quien desarrolló el software a partir de su tesis doctoral, trabajó la idea con el Grupo de Control y Procesamiento Digital de Señales de la UNC, sede Manizales, con el Neurocentro del Eje Cafetero, y hace un par de años, con Gregor Strobbe y Pieter van Mierlo, quienes son del Minds Medical IT Department, de la Universidad de Gante, de Bélgica, y trabajaron en el tema también.
Yo estuve en el laboratorio durante dos meses, unimos la experiencia que ellos tenían en epilepsia y el conocimiento del grupo de investigación en procesamiento de EEG y así resultó la herramienta”, finalizó el investigador.
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