Ingenieros de telecomunicaciones, informáticos y médicos componen un equipo
multidisciplinar que se dedica a aplicar tecnología a la resolución de problemas
sanitarios, especialmente en la ayuda al diagnóstico. Es el Grupo de
Investigación Reconocido ‘Grupo de Ingeniería Biomédica’ de la Universidad de
Valladolid (UVa) (España), que fue reconocido por el Consejo Social de la UVa en
los Premios de Investigación 2016.
Cuatro profesores del área de Telecomunicaciones, seis médicos que desarrollan
su labor en el Hospital Universitario Río Hortega o en el Hospital Clínico
Universitario de Valladolid y otros 10 científicos contratados por proyectos de
investigación forman este equipo, coordinado por el catedrático Roberto Hornero
Sánchez.
Uno de sus principales objetivos es desarrollar métodos de análisis de señales
biomédicas y este trabajo se divide en dos líneas. Una de ellas es el estudio de
la actividad cerebral a través de las señales de electroencefalogramas y
magnetoencefalogramas, que pueden ayudar a diagnosticar patologías
neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer. La otra línea es el estudio
de la saturación del oxígeno en sangre para simplificar el diagnóstico de la
apnea obstructiva del sueño.
En el primer caso, el problema actual es que los médicos sólo detectan cambios
en el electroencefalograma de una persona si padece la enfermedad de Alzheimer
ya avanzada. “Nuestra idea es desarrollar técnicas novedosas de procesado de
señal para detectar el deterioro cognitivo leve y un estado precoz de la
enfermedad a través de un método matemático”, comenta Roberto Hornero.
Hoy en día se aplican test neuropsicológicos y distintas modalidades de
neuroimagen para intentar diagnosticar las demencias de forma precoz, pero sería
deseable contar con un método más fiable, basado en técnicas matemáticas que se
aplican en procesado de señales. Los investigadores del grupo trabajan en ello,
tratando de desarrollar un software más eficiente para interpretar las señales.
Un usuario utiliza la aplicación desarrollada por el Grupo de Ingeniería
Biomédica. (Foto: Grupo de Ingeniería Biomédica)
En el caso de la apnea, hoy en día se realiza el diagnóstico por polisomnografía.
“El paciente necesita pasar una noche entera en la unidad del sueño para que le
puedan medir hasta 32 señales biomédicas de forma simultánea, así que se trata
de una prueba compleja y de coste elevado”, explica Hornero. Los especialistas
médicos tienen que revisar ocho horas completas de sueño a través de multitud de
señales.
La idea del Grupo de Ingeniería Biomédica de la UVa es bien diferente. “Nuestro
objetivo es simplificar la prueba de tal modo que se pueda realizar en casa del
paciente y con una sola señal, la pulsioximetría, que mide el nivel de oxígeno
en sangre”, comenta el investigador. En colaboración con el Servicio de
Neumología del Hospital Universitario Río Hortega de Valladolid realizaron un
amplio estudio que involucró a 450 pacientes y los resultados fueron muy
positivos, ya que la precisión en el diagnóstico superaba el 90%.
“Cuando tienes apnea del sueño dejas de respirar en intervalos de tiempo, lo
cual se traduce en que los niveles de oxígeno en sangre bajan
considerablemente”, de manera que “esta prueba puede ser apta para realizar un
cribado de pacientes y que sólo en caso de duda se tenga que realizar la
polisomnografía”. Este método resulta mucho más cómodo para el paciente y reduce
los costes sanitarios.
Estas señales biomédicas son clave para el diagnóstico de muchas enfermedades,
mientras que en otros casos el factor fundamental es obtener buenas imágenes
médicas, por ejemplo, en el campo de la oftalmología. Junto con el Instituto
Universitario de Oftalmobiología Aplicada (IOBA), estos investigadores han
intentado mejorar la detección de la retinopatía diabética, una complicación
ocular de los pacientes con diabetes causada por el deterioro de los vasos
sanguíneos de la retina. El diagnóstico temprano permite intervenir para
resolver el problema, pero si pasa demasiado tiempo puede llevar a la ceguera.
Un programa de software desarrollado por el Grupo de Ingeniería Biomédica
permite analizar de forma automática los fondos de ojo. La precisión que ha
conseguido es muy elevada a la hora de identificar lesiones como los exudados
duros o hemorragias. Para los oftalmólogos, supone una gran ayuda a la hora de
revisar a sus pacientes e incluso podría ser una gran herramienta para médicos
no especializados.
Esta idea entronca perfectamente con los proyectos de telemedicina en
oftalmología, la posibilidad de ofrecer un servicio a distancia, sobre todo
pensando en las zonas rurales. En este sentido, ha resultado muy positiva una
experiencia piloto en la localidad abulense de El Barco de Ávila, en cuyo centro
de salud se instaló un retinógrafo. Tras enseñar a los médicos de Atención
Primaria a obtener fondos de ojo de pacientes diabéticos, ellos mismos
transmitían los datos a través de una aplicación web y un especialista del IOBA
emitía un informe en 24 horas. La iniciativa ya se ha extendido a otros
municipios, como Peñafiel y Medina de Rioseco.
Otro aspecto muy diferente del trabajo de este equipo de investigación es el
desarrollo de los sistemas Brain Computer Interface (BCI), que permiten utilizar
la actividad cerebral para controlar dispositivos. El grupo de Roberto Hornero
los ha orientado a ayudar a personas con grave discapacidad, en colaboración con
el Centro de Referencia Estatal (CRE) Discapacidad y Dependencia de San Andrés
de Rabanedo (León). Manejar el televisor, el equipo de música, el DVD, las luces
y hasta navegar por la web ya es posible con esta tecnología.
Han aplicado dos tipos de sistemas BCI. Uno de ellos se basa en los ritmos
sensoriomotores. “Cuando un usuario imagina el movimiento de su mano izquierda,
genera actividad en el hemisferio derecho del cerebro y viceversa”, señala
Roberto Hornero. Al detectarse esa actividad cerebral, se pueden ejecutar
tareas, aunque requiere cierto entrenamiento y, aunque en el laboratorio
funciona bien, a la hora de aplicarlo con usuarios con grave discapacidad en el
CRE, los resultados han sido poco fiables.
El otro sistema son los potenciales evocados y se basa en las respuestas a
estímulos sensoriales, en concreto, los investigadores analizan la onda cerebral
P300, que se registra mediante electroencefalografía. “Por ejemplo, si tenemos
un menú con 10 iconos, donde cada uno de ellos representa un dispositivo, el
usuario sólo tiene que mirar al icono del dispositivo que quiere controlar. Los
iconos se iluminan de forma aleatoria, y cuando lo hace el que el usuario está
observando, se genera el P300, el sistema tiene que detectar el pico en la señal
del cerebro y se introduce, por ejemplo, en un nuevo menú del televisor”,
explica el investigador.
Mientras que el primer sistema requiere mucha concentración, el segundo es más
sencillo y de gran precisión, así que los científicos de la UVa desarrollaron
con éxito un navegador web controlado por estas ondas cerebrales para los
usuarios del CRE.
Posteriormente, de esta experiencia también salió una plataforma de
entrenamiento cognitivo para personas mayores sin patología con el objetivo de
combatir los efectos del envejecimiento. Un estudio demostró que el
entrenamiento a través de este sistema aumentaba las capacidades cognitivas en
edades superiores a los 60 años medidas con test neuropsicológicos.
Toda esta potente actividad investigadores del grupo no se queda solo en los
laboratorios. En los últimos años, este grupo ha publicado 116 artículos en
revistas indexadas en el Journal Citation Reports (JCR), el índice de revistas
científicas más prestigioso del mundo ha presentado más de 150 comunicaciones en
congresos internacionales y 140 en nacionales, además de firmar 16 capítulos de
libros. Asimismo, ha firmado 48 contratos de transferencia con empresas y
administraciones públicas y ha participado en 44 proyectos de convocatorias
públicas competitivas. En el aspecto de la transferencia tecnológica, la línea
más fructífera está siendo el estudio de la apnea del sueño, gracias a la que el
equipo ha conseguido dos patentes en Estados Unidos.
A pesar de los numerosos premios que acumulan estos investigadores, el
reconocimiento por parte del Consejo Social de la Universidad de Valladolid ha
sido muy especial, precisamente, por ser más próximo. “Nos da fuerzas para
seguir en este camino”, asegura Roberto Hornero, “queremos continuar con las
líneas que ya trabajamos y mantener el grupo”.
(Fuente: UVA/DICYT)
Foto: LA NACION
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