“Sistema wearable de diagnóstico cuantitativo de trastornos del movimiento”
Sistema de prendas tecnológicas (wearable devices) para diagnóstico cuantitativo y seguimiento clínico de pacientes con trastornos del movimiento. Este sistema permite cuantificar escalas clínicas de uso en la actualidad para la evaluación de: enfermedad de Parkinson, corea de Huntington y ataxia de Friedreich. El sistema tecnológico permite objetivar la medición de las escalas de evaluación motora (reduciendo el error subjetivo) y mejorar el acceso a recursos de salud, logrando que el paciente pueda obtener una evaluación de su estado motor en un centro médico menos especializado y transmitir los resultados a distancia para su consideración por un grupo de expertos o especialistas.
Software “LabNIng Spike Sorting”
Software para análisis de actividad neuronal y señales biomédicas en tiempo real. Software para análisis de señales clínicas basado en transformada wavelet y algoritmos genéticos. Este software permite el análisis automático de señales electrofisiológicas, de origen tanto cardíaco como neuronal, para detectar alteraciones típicas y clasificarlas. Mostrar al médico las alteraciones detectadas de manera organizada y digital permite lograr un análisis rápido y automático de largos segmentos de señales. El objetivo es mejorar el rendimiento de equipos de microregistro neuronal, electrocardiograma y electroencefalograma, los cuales utilizan señales electrofisiológicas para diagnóstico en distintas especialidades: neurocirugía funcional, cardiología y neurología.
Propiedades complejas del código neuronal
Objetivo: Comprender y caracterizar de manera cuantitativa y formal la codificación de información en el sistema nervioso. Modelar la actividad neuronal y la transmisión de información en el tejido nervioso en el dominio espacio-temporal. Utilizar este conocimiento para desarrollar aplicaciones y tecnología de base científica que ofrezca soluciones en neurología y neurofisiología.
Neurocultivo de mini-cerebros
Usando distintos sistemas de cultivos neuronales con distintos grados de complejidad, como neuronas puras en cultivos planos, neuronas + feeder layer de glía, neuroesferas y organoides cerebrales intentamos obtener información sobre propiedades que emergen del número de células que integran el cultivo, teniendo en cuenta sus patrones de expresión de canales y receptores.
Usaremos microelectrodos de superficie y genetically-encoded Ca++ imaging para registrar y caracterizar actividad neuronal. También usaremos fotoliberación de Caged-Compounds desarrollados en el laboratorio de Roberto Etchenique, FCEN, UBA (www.neuro.qi.fcen.uba.ar) para estimular o inhibir actividad con alta precisión espacial y temporal.
Diagnóstico cuantitativo en cardiología
Detección automática de isquemia a partir de un canal único de ecg
La isquemia de miocardio es la patología por falta de oxígeno en el tejido cardíaco, cuya expresión más grave es el infarto de miocardio. Utilizando la base de datos pública Physionet revisamos y clasificamos electrocardiogramas para obtener ciclos cardíacos aislados representativos de casos sanos y con isquemia. Aplicamos nuestro propio algoritmo de detección de ciclo cardíaco, y utilizamos los mismos para entrenar una red neuronal capaz de detectar isquemia a partir de un único ciclo de ecg. Obtuvimos una precisión del 86%. Este tipo de análisis puede aplicarse a la detección precoz de isquemia, en etapas en que el infarto de miocardio puede ser prevenido o tratado sin dejar secuelas.
Cuantificación de turbulencia en Doppler color de vasos de cuello
Los estudios de ecoDoppler vascular fueron obtenidos con un equipo de ultrasonido Philips ClearVue 650 y transductor lineal L12-4 Philips Active Array 12-4 MHz, bajo el preset arterial carotídeo. Se tomaron imágenes de 50 pacientes con una mediana de edad de 63 [60-67] años, la mayoría siendo de sexo masculino (65%) y presentando placas ateroescleróticas carotídeas (72%). A partir de la imagen entregada por el equipo se extrajo y procesó la referencia de color, descomponiéndose en sus valores RGB. El color se umbralizó para extraer la región de la imagen correspondiente a señal Doppler. Las áreas con turbulencia se definieron a partir de la presencia de aliasing, entendido como aquellas regiones en las cuales se observa un aparente cambio en la dirección del flujo de la sangre en áreas de alta velocidad. Estas áreas aparecen con valores en los límites superiores de las escalas de velocidad anterógrada y retrógrada. Para delimitarlas y definir las áreas turbulentas se analizó el gráfico de dispersión de colores de cada cuadro, en coordenadas cilíndricas HSV. Las regiones de interés se encontraron optimizando el ángulo (correspondiente al matiz o hue) capaz de captar la densidad adecuada de zonas de aliasing. Este ángulo funciona como un parámetro crítico del algoritmo.
Una vez definidas las zonas turbulentas se implementó un método de box-counting para medir la dimensión fractal de las mismas cuadro por cuadro, es decir, para medir la cobertura del plano por zonas turbulentas. El método de box-counting es un método tradicional y robusto para calcular la dimensión fractal a partir de imágenes. La dimensión D se calcula como la pendiente de una regresión lineal en escala doble logarítmica de la relación entre el número de cajas ocupadas N, y la escala s, es decir, entre masa y escala (dimensión de Haudorff-Besicovitch):
log〖(N)∝-D∙log(s)〗. (1)
El coeficiente R2 de la regresión lineal funciona como segundo parámetro crítico del algoritmo, permitiendo decidir cuáles regresiones son aceptadas y cuáles descartadas, concluyendo cuáles cuadros presentan o no dimensión fractal cuantificable.
Nuestro análisis permitió obtener imágenes con zonas turbulentas con dimensión D en alrededor de 400 cuadros por estudio. La geometría de estas regiones turbulentas resultó ser monofractal, es decir D=constante. En la Figura 1 se muestran los resultados obtenidos para un paciente representativo con placa ateroesclerótica obstructiva y un paciente representativo con ecoDoppler normal. D fluctúa entre 0 y 1, oscilando de manera suave con el ciclo cardíaco, con valores más elevados en el paciente con placa ateroesclerótica obstructiva.
Start-Up Ideas Médicas
Start-Up nacido en el LabNIng dedicado al desarrollo de tecnología médica de base electrónica.
