Revista Internacional de Neurorrehabilitación

Nuevo método para evaluar la función autónoma en la salud y la enfermedad: una aplicación a la epilepsia

Abstract

Ahmed K. Kamal

Objetivo: La función autónoma deteriorada se ha asociado con un mayor riesgo de mortalidad en pacientes con epilepsia. La disfunción autónoma que involucra tanto a los sistemas simpático como parasimpático también se ha demostrado en la enfermedad epiléptica utilizando pruebas de reflejo cardiovascular basadas en la frecuencia cardíaca ante diversos estímulos. El objetivo de este estudio es proponer un enfoque novedoso utilizando el kernel de Volterra para la identificación del sistema de la relación no lineal entre el estímulo de entrada (bajar y subir la pierna) y la salida (señales HRV) utilizando el método de arrastre basado en bajar y subir la pierna de los pacientes para evaluar en métodos cualitativos y cuantitativos la función autónoma de sujetos sanos y pacientes con enfermedad epiléptica y proporcionar índices médicos para la evaluación y neurorrehabilitación del sistema autónomo en la epilepsia
Métodos: Cuarenta y ocho pacientes con epilepsia y cuarenta y ocho de los controles sanos de la misma edad participaron en este estudio de julio a septiembre de 2010 en el Hospital Johns Hopkins, Baltimore, Maryland, y el Centro Médico, Cookeville, Tennessee, Estados Unidos de América. Todos los sujetos firmaron el consentimiento para participar en la investigación antes de su inclusión en el estudio y se obtuvo el consentimiento del comité ético y se aprobó el protocolo del estudio. El diseño del estudio fue llevar a cabo un procedimiento experimental de bajar y levantar una pierna a diferentes frecuencias mientras el sujeto estaba en decúbito supino. Al aplicar un algoritmo y considerar el proceso de bajar y levantar una pierna como entrada de estímulo y la señal de variabilidad de la frecuencia cardíaca (HRV) como salida para la identificación del sistema, se expresa un modelo matemático como ecuaciones integrales, cuyo comportamiento de entrada-salida es casi idéntico al del sistema tanto en sujetos sanos como en pacientes con enfermedad epiléptica. El modelo para cada grupo contiene la parte lineal (kernel de primer orden) y la parte no lineal (kernel de segundo orden).
Resultados: Se empleó un modelo de ecuación diferencial para representar el sistema tanto para los sujetos de control como para los pacientes con enfermedad epiléptica. Los resultados muestran una diferencia significativa en el primer y segundo kernel para ambos grupos. Tanto el primer kernel como el segundo kernel de los pacientes epilépticos muestran una baja variación con respecto a los sujetos sanos. La introducción de errores cuadráticos medios normalizados (NMSE) de predicción kernel de primer orden y segundo orden de ambos grupos puede considerarse un índice médico para evaluar el sistema nervioso autónomo en condiciones de salud y enfermedad.
Conclusión: utilizando kernel de primer orden y kernel de segundo orden, es posible diferenciar y evaluar de forma no invasiva la función autónoma de forma cualitativa y cuantitativa en ambos grupos. Se necesitan estudios futuros para investigar índices cuantitativos modelo utilizando esta metodología para evaluar el sistema nervioso autónomo en condiciones de salud y enfermedad.