Software reducirá riesgo en cirugía de Parkinson

El Parkinson ha sido catalogado como la segunda enfermedad neurodegenerativa más frecuente en Colombia. Altera el control de los movimientos musculares y normalmente se manifiesta en temblor de manos, brazos y piernas, así como en problemas de equililibrio y coordinación. Afecta tanto a hombres como a mujeres a partir de los 60 años, sin embargo se han presentado casos donde se manifiesta a los 40.

Según estadísticas, en el país por cada 100 mil habitantes, 270 pueden padecer la enfermedad, que suele ser más común en personas de raza blanca.

Desde la década del 60, el tratamiento clínico se ha basado en la administración de medicamentos que controlan los temblores y la descoordinación, pero que no generan retroceso en el desarrollo de la enfermedad. De igual manera, algunos pacientes son sometidos a una operación quirúrgica que mejora, a veces de manera notable, los movimientos involuntarios y la rigidez del lado opuesto a la lesión, pero no altera tampoco el curso progresivo de la enfermedad.

Teniendo en cuenta la necesidad que hay de contar con un manejo clínico óptimo y de disminuir los índices de mortalidad por causa de este trastorno, investigadores del grupo Control y Procesamiento Digital de Señales, de la UN en Manizales, crearon un software que, a través de algoritmos matemáticos, permite precisar la cirugía cerebral y obtener mejores resultados.

Herramienta de apoyo quirúrgico
"El Parkinson tradicionalmente se ha visto como una enfermedad incurable, sin embargo, estudios médicos han demostrado que hay una zona en el cerebro conocida como núcleo subtalámico, que puede ser cauterizada para eliminar los síntomas", argumenta Luis David Avendaño Valencia, magíster en Automatización Industrial y estudiante del Doctorado en Ingeniería"Línea Automática de la UN en Manizales.

Con base en este estudio se diseñó la cirugía estereotáctica, que consiste en realizar una perforación del tamaño de una moneda en una parte del cráneo, para introducir una sonda con electrodos en la punta. La sonda se encaja hasta llegar al núcleo subtalámico, donde se realiza la cauterización del tejido.

El aporte del grupo de investigación de la UN ha sido diseñar una metodología de reconocimiento de patrones, que sirve de apoyo al neurocirujano para la ubicación inmediata del núcleo subtalámico durante la cirugía.

"Las señales medidas en la punta de la sonda son caracterizadas y clasificadas utilizando metodologías de proceso de señales variantes en el tiempo. De esta forma, hemos podido ubicar con gran precisión la zona en la cual se encuentra la punta de la sonda", aseguró Avendaño Valencia.

Según el neurocirujano Hans Carmona Villada, "en este caso el software busca automáticamente cambios clínicos durante la cirugía y nos informa el momento en que entramos al ducto, sus condiciones y posición en comparación con un espacio tridimensional".

Cooperación científica
Además de los expertos de la UN, en el desarrollo del software y el estudio de la enfermedad desde diferentes perspectivas participan profesionales de la Universidad Tecnológica de Pereira (UTP) y el Neurocentro para Epilepsia y Parkinson del Eje Cafetero.

"Se trata de un trabajo en biomedicina (investigación médica complementada por varias disciplinas) que tiene gran impacto en nuestra comunidad, en donde hay cerca de 6 mil casos registrados de personas que padecen la enfermedad. Las técnicas de informática y producción del software facilitarán los procesos de diagnóstico y aumentarán la exactitud y seguridad en los procedimientos quirúrgicos", explicó Carmona Villada, también especialista en Neurocirugía Funcional y Estereotaxi (técnica de manipulación que permite localizar el sitio de la biopsia mediante el análisis externo de coordenadas).

Para Luis David Avendaño, "el desarrollo en ingeniería que realizan las universidades Nacional y Tecnológica de Pereira beneficia directamente el Neurocentro. Esta institución, a su vez, nos facilita los registros electroencefalográficos con los cuales entrenamos y validamos nuestros algoritmos, y nos asesora en temas relacionados con la parte médica del proyecto".

Gracias a esta cooperación institucional ha surgido el diseño y construcción de equipos tan sofisticados y avanzados como los que se elaboran en países desarrollados, cuyo costo comercial es de $ 500 millones, mientras los ciento por ciento colombianos no superan los $ 35 millones. Así, la reducción de gastos es de casi un 70%.

El software de reconocimiento de señales cerebrales ha arrojado resultados prometedores durante las pruebas. "Además de precisar la ubicación del núcleo subtalámico, ofrece la opción de explorar nuevos campos investigativos para mejorar los algoritmos. Una vez terminada esta fase de prueba, se realizará la validación con los gold standard médicos (reglas de oro de la medicina) para proceder con la elaboración de los prototipos, que serán entregados al Neurocentro", ratificó el estudiante de doctorado de la UN en Manizales.

Investigaciones paralelas
Otro tema de investigación en el cual se encuentra trabajando el grupo Control y Procesamiento Digital de Señales es el de la localización de focos epileptogénicos. Lo que buscan ahora es eliminar el tejido cerebral que da origen a las crisis de los ataques de epilepsia.

"Este tipo de aplicaciones en medicina redundan en un mejor tratamiento para los pacientes y benefician, sobre todo, a sectores económicos de bajos recursos, ya que se pueden obtener procedimientos de punta a costos reducidos", concluyó el ingeniero electrónico.