INVESTIGADOR(ES) PRINCIPAL(ES):

Eduardo Giraldo Suarez

13 horas

CODIGO CIE

6-18-5

Yohan Ricardo Céspedes Villar

Coinvestigador

40 Horas

Pablo Andrés Muñoz Gutiérrez

Estudiante

20 Horas

Hans Carmona Villada

Coinvestigador

2 Horas

Felipe Rendón Castrillón

Coinvestigador

40 Horas

Juan David Martínez Vargas

Coinvestigador

4 Horas

Andrés Felipe Soler Guevara

Estudiante

40 Horas

Genaro Daza Santacoloma

Coinvestigador

3 Horas

Alvaro Angel Orozco Gutiérrez

Coinvestigador

2 Horas

Cesar German Castellanos Dominguez

Coinvestigador

2 Horas

TIPO DE CONVOCATORIA

2017. Convocatoria 777 Para Proyectos De Ciencia, Tecnología E Innovación En Salud 2017

TIPO DE PROYECTO

Investigación Aplicada

OBJETIVO(S)

OBJETIVO GENERAL: Desarrollar un sistema de identificación de fuentes epileptogénicas a partir de registros EEG y sMRI, basado en técnicas de mapeo y conectividad cerebral, que permita apoyar y mejorar la planeación de la cirugía resectiva en pacientes con epilepsia refractaria. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 1) Generar un modelo realista y personalizado de la geometría y conductividad de las estructuras cerebrales de cada paciente (materia gris, materia blanca, cráneo, líquido encefalorraquídeo, cuero cabelludo) a partir de las sMRI que permita una estimación precisa de la actividad cerebral, incluyendo fuentes profundas. 2) Desarrollar un sistema automatizado de mapeo cerebral a partir del modelo de geometría y conductividad de cada paciente y de su registro EEG que permita identificar las áreas en la corteza cerebral relacionadas con la actividad ictal, i.e., nodos de la red epiléptica. 3) Desarrollar una metodología que permita identificar la zona epileptogénica entre los nodos de la red generada por la actividad ictal, utilizando medidas de conectividad funcional.

RESUMEN

La epilepsia es uno de los desórdenes neurológicos con mayor incidencia afectando al 1% de la población mundial. En Colombia, se estima que 10,5 de cada 1000 personas padecen esta enfermedad y a pesar de los continuos desarrollos en nuevos medicamentos para su tratamiento, alrededor del 30% de los casos epilépticos son fármaco resistivos (Epilepsia Refractaria). Los principales efectos de la epilepsia refractaria se dan cuando las crisis epilépticas son tan frecuentes que limitan la habilidad del paciente para vivir plenamente acorde con sus deseos y capacidad mental y física, o cuando cuando los efectos secundarios del tratamiento anticonvulsivante son limitantes para un desarrollo normal de la persona. Consecuentemente, en los casos de epilepsia refractaria se debe realizar un estudio minucioso multidisciplinario con el fin de localizar los focos de actividad epiléptica y las zonas comprometidas, para después bajo criterio médico decidir si el área afectada puede ser removida mediante cirugía. En la etapa de planeación de la cirugía de epilepsia es de vital importancia delimitar, de la forma más acertada posible, la zona del cerebro que genera la actividad epiléptica, comúnmente conocida como foco epileptogénico. En este sentido, las combinaciones de técnicas de neuroimagen como el electroencefalograma (EEG) y las imágenes de resonancia magnética estructural (sMRI), presentan un alto potencial para ayudar en la planeación de la cirugía de epilepsia. Así, la combinación de la información estructural de la conductividad y geometría del cerebro que provee la sMRI, con la información espacio-temporal de la actividad cerebral que provee el EEG, puede ayudar a encontrar de forma precisa las zonas del cerebro que generan en los ataques epilépticos. Con este objetivo se utilizan métodos de mapeo cerebral, que permiten localizar los generadores epilépticos sobre la superficie cortical de cada paciente. No obstante, encontrar focos de actividad epiléptica utilizando métodos de mapeo tiene varias limitaciones, por ejemplo, realizar mapeo de actividad epiléptica es complejo dado a los artefactos musculares y de movimiento que se dan durante un ataque convulsivo. Adicionalmente, la principal limitante de los métodos que sugieren encontrar zonas epileptogénicas utilizando métodos de mapeo cerebral, se da debido a que estos no consideran que la epilepsia es una enfermedad que genera una red. Así, avances recientes en neurociencias sugieren que la actividad que se genera en el foco epiléptico se propaga a diferentes regiones distantes de la corteza cerebral, generando una red de epilepsia. Bajo esta premisa, se propone encontrar focos epileptogénicos utilizando una combinación de métodos de mapeo y conectividad cerebral. De esta forma, primero, con los métodos de mapeo cerebral se encuentran los nodos de la red de epilepsia, i.e., todas las regiones distantes del cerebro relacionadas con la actividad epiléptica. Después, basado en técnicas de conectividad cerebral, se determinará cuál de los nodos de la red es la que está generando el ataque de epilepsia, es decir, el foco epileptogénico. En particular, el sistema propuesto ayudará a mejorar los servicios de planeación de cirugía de epilepsia prestados por el instituto de Epilepsia y Parkinson del eje cafetero Neurocentro del café y será probado en pacientes de la zona centro occidente del país.

ESTADO

Concluido

FECHA DE INICIO

11/01/2018

FECHA DE FINALIZACION

11/01/2020

PRODUCTOS

An Adaptive Nonlinear Regularized Observer for Neural Activity Reconstruction

Ponencia en evento especializado

URL

Analysis of Epileptic Activity based on Brain Mapping of EEG adaptive time-frequency decomposition

Ponencia en evento especializado

URL

Assessment of Source Connectivity for Emotional States Discrimination

Ponencia en evento especializado

URL

CHARACTERIZATION OF FAULTS IN ROTATING MACHINES USING MULTIVARIATE COMPONENT ANALYSIS

Maestría o Especialidad clínica

Comparative Analysis of Parallel Brain Activity Mapping Algorithms for High Resolution Brain Models

Artículos publicados en Revistas B, C ó D

URL

DISEÑO DE UN OBSERVADOR DE ESTADOS REGULARIZADO PARA ESTIMACIÓN EN SISTEMAS A GRAN ESCALA: RECONSTRUCCIÓN DE FUENTES A PARTIR DE EEG

Maestría o Especialidad clínica

URL

DYNAMIC CHARACTERIZATION OF NON-STATIONARY SIGNALS USING ENTROPY-BASED RELEVANCE ANALYSIS

Maestría o Especialidad clínica

Dynamic Inverse Problem Solution Considering Non-Homogeneous Source Distribution with Frequency-Spatio-Temporal Constraints Applied to Brain Activity Reconstruction

Doctorado

EEG based brain mapping by using Frequency-Spatio-Temporal constraints

Ponencia en evento especializado

URL

Electroencephalographic Source Localization based on Enhanced Empirical Mode Decomposition

Artículos en revista A1 ó A2

URL

ENHANCED AND INTERPRETABLE DEEP LEARNING FRAMEWORK

Doctorado

Enhanced Data Covariance Estimation Using Weighted Combination of Multiple Gaussian Kernels for Improved M/EEG Source Localization

Artículos en revista A1 ó A2

URL

Enhanced Spatio-Temporal Resolution using Dynamic Sparse Coding for EEG Inverse Problem Solutions

Artículos en revista A1 ó A2

URL

HIGH RESOLUTION BRAIN MAPPING / MAPEO CEREBRAL DE ALTA RESOLUCION

Software

knowledge network NTNU

Red de conocimiento especializado

Localization of Active Brain Sources From EEG Signals Using Empirical Mode Decomposition: A Comparative Study

Artículos en revista A1 ó A2

URL

Localizing the Focal Origin of Epileptic Activity using EEG Brain Mapping based on Empirical Mode Decomposition

Ponencia en evento especializado

Low-Density EEG for Neural Activity Reconstruction Using Multivariate Empirical Mode Decomposition

Artículos en revista A1 ó A2

URL

Modeling, State Estimation and Control of Large Scale Sparse Systems

Doctorado

Non-Linear Iterative Regularization Algorithm for Neural Activity Reconstruction from EEG Data

Ponencia en evento especializado

URL

Regularized State Observers for Source Activity Estimation

Ponencia en evento especializado

URL

Sub-band brain mapping based on a Multivariate Wavelet Packet Decomposition

Ponencia en evento especializado

The Mode Mixing Problem and its Influence in the Neural Activity Reconstruction

Artículos en revista A1 ó A2

URL