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Desarrollo de un sistema de Cómputo Inteligente basado en Redes Neuronales para la detección temprana de Esclerosis Lateral Amiotrófica
Investigador Responsable:
Dr. Mauricio Alberto Martínez García
mauricio.martinez@lasallistas.org.mx
Universidad La Salle México
Objetivo:
Desarrollar un sistema de cómputo capaz de detectar de manera temprana la Esclerosis Lateral Amiotrófica.
Resultados Esperados:
– A largo plazo se busca la divulgación del sistema de cómputo en un congreso internacional y en una revista indexada para la futura implementación como apoyo al diagnóstico de ELA por la comunidad médica.
– A mediano plazo se propone la utilización del prototipo del sistema de diagnóstico entrenado a partir del banco de señales previamente generada, así como la validación de su funcionamiento en casos reales con ELA.
– Se espera lograr el desarrollo de un sistema de cómputo para la detección de la esclerosis lateral amiotrófica. Como efecto de este producto se pretende desarrollar un prototipo de sistema de cómputo inteligente capaz de detectar de manera temprana esta enfermedad a partir de muestras de voz de los pacientes.
¿A quién va dirigido?
Las enfermedades neurodegenerativas suponen una crisis sanitaria mundial. Se estima que 47 millones de personas sufren demencia en todo el mundo y representan un gasto de más de $800 mil millones por año (Prince et al., 2016). Una de estas enfermedades es la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) que presenta una prevalencia mundial que oscila entre 3.4 y 12.3 por cada 100.000 personas (Pateri, et al., 2023). La ELA es un trastorno neurodegenerativo que se caracteriza por el deterioro de las neuronas motoras superiores e inferiores del cerebro y la médula espinal, que afecta a funciones motoras bulbares como el habla y la producción de voz. La afectación de los nervios bulbares (trigémino, facial, hipogloso, glosofaríngeo y vago) es progresiva y afecta de forma diferencial a los subsistemas del habla (Maffei et al., 2013) produciendo cambios neuro inflamatorios, metabólicos y reactivos en las regiones del tronco encefálico. Los primeros síntomas de la disartria son cambios en la voz, disfunción velofaríngea, articulación imprecisa y fasciculaciones de la lengua. Por lo que, de no tratarse, la enfermedad progresa hasta afectar a más regiones, los pacientes suelen mostrar características tanto espásticas como flácidas.
Problematica:
El diagnóstico actual de la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) se basa en los criterios de la Federación Mundial de Neurología, es decir, los criterios de El Escorial. A pesar de ser establecido para estudios clínicos, se utilizan debido a que facilitan el diagnóstico estandarizado de ELA. Los criterios para un diagnóstico adecuado requieren la presencia de tres elementos fundamentales: el primero de ellos es la evidencia de degeneración de la neurona motora inferior (NMI) obtenida a través de hallazgos clínicos, electrofisiológicos o neuropatológicos; además la evidencia de la degeneración de la neurona motora superior (NMS) basada en exámenes clínicos; por último, la progresión de síntomas y signos hacia una o más regiones corporales. Estos elementos aseguran una identificación precisa y progresiva de la enfermedad (Costa & de Carvalho, 2012).
Del mismo modo, es indispensable la ausencia de hallazgos electrofisiológicos, patológicos o neuroimágenes que puedan explicar los signos degenerativos observados, descartando otras posibles causas. Esta exclusión de diagnósticos alternativos garantiza que los síntomas no sean atribuibles a otras enfermedades que puedan simular los efectos de la degeneración de las neuronas motoras superior e inferior (Costa & de Carvalho, 2012).
Sin embargo, se propusieron las recomendaciones de Awaji-Shima para facilitar un diagnóstico más temprano de la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA), enfatizando el uso de estudios de electrodiagnóstico. Estas recomendaciones incluyen evidencia de pérdida de neurona motora inferior (NMI), manifestada por un patrón interferencial reducido en contracción completa y un aumento en la tasa de disparo; evidencia de reinervación, observada como unidades motoras de gran amplitud y mayor duración; y la presencia de fibrilación y ondas agudas o potenciales de fasciculación, siendo necesarias estas últimas en músculos debilitados de las extremidades (Bucheli et al., 2015).
Duración del Proyecto
Inicio: 1 / agosto / 2025
Final: 1 / agosto / 2026
Área de Conocimiento
Ingeniería, manufacturas y construcción
ODS
9 – Industria, Innovación e Infraestructura
Resumen de Divulgación:
El proyecto contribuye al diagnóstico no invasivo mediante la detección temprana de Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA), enfermedad neurodegenerativa que supone una crisis sanitaria mundial. La prevalencia oscila entre 3.4 y 12.3 por cada 100.000 habitantes y según la Secretaría de Salud, en México supone alrededor de 7000 habitantes.
Esta enfermedad provoca un deterioro neurológico progresivo afectando funciones motoras cerebrales y espinales, causando un daño inicial en la producción del habla y de la voz. Por ello, se propone utilizar estos síntomas para el entrenamiento y validación de un sistema de cómputo inteligente basado en redes neuronales.
