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Ciencia & Tecnología

Software localiza focos epilépticos

Mar. 18 de 2017

Por: Juan David Martínez Pérez, Unimedios Manizales

A partir de registros electroencefalográficos (EEG) tomados del cuero cabelludo, el sistema encuentra el área del cerebro en la que se genera el trastorno neurológico crónico. Su alto nivel de precisión ayudaría en la planificación de la cirugía de pacientes con esta enfermedad.

La epilepsia no ha conseguido derrotar a Mónica Márquez Cuartas, una mujer de 46 años que en 2014 superó un estado de coma que la mantuvo postrada en cama por tres meses, y quien además, a consecuencia de las convulsiones tónico-clónicas (pérdida de conocimiento), ha presentado fracturas en sus maxilares y dientes.

Hace 14 años la epilepsia se convirtió en una compañía desafortunada para esta madre de tres mujeres. Aunque hasta el momento ha aprendido a “domarla” con medicamentos, cada día desea que sus hijas, quienes heredaron la enfermedad, tengan una mejor calidad de vida a pesar de padecerla.

Mónica y sus hijas forman parte de los 50 millones de personas de todas las edades que en el mundo padecen este trastorno crónico, lo que convierte la epilepsia en la causa neurológica de defunción más común, según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS).

Yuli Osorio Laserna, neuróloga del Hospital de Caldas, recomienda realizar tomografías –o resonancias magnéticas– y electroencefalogramas con el fin de obtener un diagnóstico precoz y comenzar de inmediato un tratamiento, al que responde aproximadamente un 70 % de los pacientes, indican estimaciones de la OMS.

Uno de los tratamientos consiste en una cirugía, por medio de la cual se remueve el tejido de la corteza cerebral que está generando los ataques. Juan David Martínez Vargas, doctorando en Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia (UN) Sede Manizales, explica que se realiza en diferentes etapas.

Lo primero que hace el neurólogo es apoyarse en la historia clínica del paciente, luego toma registros EEG y le pregunta por lo que siente antes de sufrir el ataque. Una vez establecidas las primeras características, se implanta una malla de electrodos intracraneales directamente en la superficie del cerebro. La información obtenida del procedimiento sirve para identificar cuál es la parte del cerebro que está originando la especie de “corto circuito”, y que se debe extirpar.

“El riesgo de la cirugía es que todas las partes del cerebro tienen actividad neuronal asociada, es decir que si se remueve una parte, la actividad relacionada con esa área puede verse afectada, por lo que quizás el paciente pierda el movimiento de un brazo o de una pierna, o su capacidad de hablar”, señala.

Esta situación motivó al doctorando Martínez Vargas a diseñar un software que identifica con precisión la zona del cerebro que provoca el ataque de epilepsia, sin recurrir a la cirugía intermedia, es decir al implante de la malla de electrodos.

Sustento del diagnóstico

Para validar la herramienta, el investigador utilizó una base de datos de tres pacientes suministrada por el Laboratory for Clinical and Experimental Neurophysiology, Neurobiology and Neuropsychology, del Hospital Universitario de Gante (Bélgica).

Los datos tenían registros EEG en los ataques de epilepsia de las tres personas estudiadas, una con tres ataques, otra con dos y la última con uno. Igualmente 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 este modelo del cerebro, 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 cerebro activas durante el ataque”, precisa el doctorando.

El software desarrollado en la UN Sede Manizales se estructuró en dos etapas: la primera permitió encontrar las áreas con actividad epiléptica, y la segunda detectar las áreas que originaban el ataque.

Según el investigador, uno de los problemas es que la epilepsia es una enfermedad que produce una red de actividad en el cerebro, es decir que se crea en un punto específico y se propaga a otras áreas, aunque estas no son las que realmente generan los ataques.

“Los métodos propuestos por el Grupo de Investigación de Procesamiento de Señales, de la un, identifican en toda la información recogida el área exacta en la que se genera la epilepsia dentro de la zona que el médico removió”, asegura el estudiante. Sin embargo es necesario hacer una validación más rigurosa de los algoritmos propuestos.

El sistema ayudará a planificar la cirugía de pacientes con la enfermedad, porque le indicará al neurocirujano la región del cerebro que produce los ataques para extraerla y así curar al paciente.

La siguiente tarea del grupo de investigación es validar el método con más datos y aplicarlo en pacientes colombianos.



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