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Se propone un procedimiento automatizado de análisis del polisomnograma (PSG) para hacer más eficiente el proceso de diagnóstico y formulación de tratamiento del Síndrome de Apneas e Hipopneas Obstructivas del sueño (SAHOS), una patología de alta prevalencia y relevancia. Estudios de cohorte en diversos países sugieren que el SAHOS afecta a un 2-5% de la población entre 30 y 60 años. El SAHOS conlleva importantes efectos de corto y largo plazo para sus portadores. Los de corto plazo son secundarios a las alteraciones de calidad del sueño producto de los trastornos respiratorios durante éste. Esas alteraciones se evidencian por una marcada disminución de la cantidad tanto de sueño REM como de sueño NREM profundo rico en ondas delta (N3), así como por un aumento de despertares y micro despertares nocturnos, que hacen del SAHOS la principal causa de hipersomnio. La somnolencia diurna excesiva se traduce en deterioro de la calidad de vida, repercusiones en el área cognitiva y en el ánimo, disminución del rendimiento laboral y deterioro de la vida familiar y social. Entre las consecuencias más dramáticas se incluye la accidentabilidad laboral y de tránsito, los cuando son causados por fatiga conllevan una mayor letalidad. Los efectos de largo plazo se refieren a los trastornos hemodinámicos que aumentan muy marcadamente la incidencia de hipertensión arterial, infarto del miocardio y accidente vascular encefálico, todas ellas patologías que van a menoscabar severamente la calidad de vida del paciente, y que representan elevados costos para el sistema de salud por sus terapéuticas complejas, prolongadas estadías en unidades de tratamiento intensivo y extensos procesos de rehabilitación. En resumen, el SAHOS afecta salud y calidad de vida con un obvio impacto económico. Debe destacarse que las deletéreas complicaciones del SAHOS se corrigen a índices semejantes a la población normal cuando el SAHOS es diagnosticado y tratado, lo que enfatiza la responsabilidad que cabe al sistema de salud en el abordaje de esta patología cuya terapia resulta extremadamente costo-eficiente. En nuestro país, a todo lo anterior debe agregarse la situación extremadamente desmedrada de los usuarios del sistema público en el acceso a PSGs.
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/nEl proyecto propone optimizar un algoritmo de etapificación del PSG y desarrollar un algoritmo de detección de eventos cardiorrespiratorios. Se compararán los resultados de ambos algoritmos con los de expertos. Se cuantificarán discrepancias y evaluarán consecuencias de éstas en el informe del PSG y en la toma de decisiones respecto a tratamiento con C-PAP. Se cuantificará eficacia del algoritmo comparando tiempo requerido por el experto para informar un examen con y sin el apoyo de éste. El prototipo conseguido podrá ser utilizado autónomamente por los laboratorios participantes.
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/nEl PSG evalúa la incidencia de eventos respiratorios y su impacto en la calidad del sueño, y es clave para el tratamiento porque permite la titulación del C-PAP (dispositivo que genera presión positiva continua en la vía aérea), es decir, la determinación de la presión necesaria para abolir apneas y ronquidos. Nuestro proyecto se fundamenta en la convergencia de la experiencia de los investigadores participantes tanto en el análisis computacional de señales bioeléctricas, en particular las relativas al ciclo sueño-vigilia, como en el ejercicio clínico de la medicina del sueño y del informe de PSG. El PSG, que consiste en el registro de toda una noche de sueño de variables relevantes a su estudio, es la prueba diagnóstica de elección para SAHOS y la de mejor razón costo-utilidad. La propuesta central es que es posible reducir considerablemente el costo de un PSG si se utilizan sistemas automatizados confiables que reduzcan sustantivamente el tiempo que emplea el especialista en evaluar un PSG sea con fines diagnósticos, sea para titulación de C-PAP. La experiencia pionera que nuestro laboratorio tiene en el uso de computadores para automatizar registros de sueño en el contexto experimental la hemos aplicado recientemente a registros de humanos. El algoritmo de etapificación, las principales variables que se extraen corresponden a la actividad en las bandas relevantes del EEG obtenidas por análisis de Fourier o de duración-amplitud y a la amplitud del EMG y de los movimientos oculares. Se aplican técnicas de reducción dimensional con lo que se obtienen proyecciones bidimensionales en las que se visualizan los estados como conglomerados compactos (“clusters”). El arquetipo del conglomerado queda representado por su centroide y la asignación de una época determinada a un estado se obtiene por su distancia relativa a los centroides. El proyecto optimizará el proceso diagnóstico aplicando y evaluando el algoritmo de análisis automatizado de PSGs de pacientes portadores de Síndrome de Apneas e Hipopneas Obstructivas del sueño (SAHOS). El proceso debe entregar como resultado, por una parte, la etapificación de los estados del ciclo sueño vigilia por épocas de 30 segundos (REM, NREM superficial (N1 y N2 ), NREM profundo (N3) y Vigilia), y por otra parte, la ocurrencia de eventos respiratorios (Apneas centrales, Apneas obstructivas, Apneas mixtas, Hipopneas centrales u obstructivas). En el software, se enfatizarán aspectos de visualización de datos y resultados, así como la corroboración de etapificación, incluyendo la detección y cuantificación de actividades EEG relevantes tales como alfa, delta, sigma, en dientes de sierra y kappa. Para la detección de las actividades EEG se empleará primariamente Transformada Rápida de Fourier (FFT). La etapificación también requiere detectar los movimientos oculares rápidos del REM y el tono basal del electro-miograma. La detección de eventos cuantifica y describe apneas centrales, obstructivas y mixtas e hipopneas, alteraciones en la frecuencia cardíaca, ronquidos, despertares asociados a eventos respiratorios y posición corporal. Se deben consignar duración y coexistencia de eventos asociados, como descenso de la oximetría, alteraciones del ritmo cardíaco o micro-despertares. La morfología del flujo aéreo nasal permite reconocer el patrón respiratorio de la resistencia aumentada en vía aérea superior. Dos grandes problemas a abordar son las variantes de los paradigmas de etapificación esperables en pacientes de SAHOS y la diferenciación de los artefactos en los registros de EOG, EMG y respiración.
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/nEn el proyecto convergen especialistas en informática biomédica, neumología, neurología y electrofisiología clínica en torno a un problema de alta relevancia médica con un desarrollo de un sistema autónomo. Este tipo de innovación deberá incentivar otras aplicaciones transdisciplinarias en salud. |