En la actualidad se estima que aproximadamente el 1 por ciento de la población general padece epilepsia. El 20 por ciento de esa porción es refractario a la terapéutica farmacológica clásica, lo que significa un deterioro significativo en la calidad de vida de estos pacientes, altos niveles de morbimortalidad asociada y muy elevado gasto del sistema de salud tanto público como privado. Una alternativa terapéutica para este último grupo de pacientes refractarios es la cirugía de epilepsia, que tiene como propósito realizar la disección del foco epileptógeno o sus vías de propagación.
La investigación, financiada por la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (Convocatoria PICT2006), se lleva a cabo por investigadores y becarios del Gabinete de Tecnología Médica del Departamento de Electrónica y Automática de la Universidad Nacional de San Juan, con la colaboración de médicos especialistas del Hospital Humberto Notti y de la Fundación Escuela de Medicina Nuclear, ambas instituciones de la provincia de Mendoza.
Como señalan los investigadores del proyecto, los procedimientos quirúrgicos para el tratamiento de la epilepsia requieren una correcta localización del foco de descarga. Para ello, los equipos multidisciplinarios de cirugía de epilepsia se valen de diversas técnicas de exploración y evaluación funcional del sistema nervioso, tales como semiología de las crisis epilépticas, evaluación neuropsicológica, registro de señales electroencefalográficas (EEG), adquisición de diferentes modalidades de imágenes biomédicas (RMN, TAC, PET y/o SPECT), electrocorticografía y otras. Toda la información brindada por las técnicas de diagnóstico mencionadas son combinadas entre sí y analizadas manualmente por médicos neurofisiólogos para estimar, con un cierto margen de error, la localización del foco y sus vías de propagación. Los resultados obtenidos con esa metodología manual están lejos de ser ideales, lo cual obliga a realizar resecciones más amplias, limitando la efectividad de la cirugía.

Superación del método manual

Para subsanar precisamente las deficiencias del método manual, este proyecto tiene como objetivo general el desarrollo de diversos algoritmos de procesamiento de señales EEG e imágenes biomédicas multimodales para localizar espacial y temporalmente en forma automática el foco eléctrico de descarga en pacientes epilépticos. Para ello, se utiliza un casquete especial de 128 electrodos colocado en la cabeza del paciente (ver Figura A)
A la fecha, los investigadores involucrados en el proyecto han desarrollado técnicas para detectar automáticamente las crisis ictales en señales EEG y se han implementado métodos de procesamiento de imágenes para localizar e identificar los electrodos en diferentes modalidades diagnósticas (RMN y TAC).

Hacia un método matemático de detección

Ya existe un importante avance en el procesado de las señales que permite detectar con precisión el momento en el cual ocurren las crisis (ver Figura B). Esto facilita al médico el análisis de registros electroencefalográficos (EEG) que se realizan durante 72 horas aproximadamente. Además se han podido extraer las componentes más relevantes de la señal que influyen en cada crisis para localizar los electrodos más próximos a la zona generadora. Por otro lado, se han procesado las imágenes de tomografía (ver Figura C) y resonancia para poder entregar al médico un estudio que tenga las imágenes de las estructuras cerebrales y la ubicación exacta de cada electrodo junto a su etiqueta identificadora (ver Figura D).
El proyecto ya está desarrollado en un 60 por ciento de su ejecución. Las actividades futuras se centrarán en la generación de modelos matemáticos que permitan ubicar automáticamente el foco. Esto permitirá presentar al médico la ubicación del mismo sin tener que procesar manualmente un gran volumen de datos. Dichos algoritmos requerirán a su vez la validación clínica por parte del equipo médico.

En síntesis, con la investigación realizada hasta ahora se puede entregar al médico los intervalos de crisis detectados en las señales de EEG junto a la localización precisa de cada electrodo en imágenes anatómicas.