TÍTULO:

Implementación de un biosensor para la detención temprana de episodios epilépticos.

INTRODUCCIÓN:

La epilepsia además de ser una enfermedad es un grupo de trastornos que ocasionan crisis las cual afectan aproximadamente a 50 millones de personas, el estudio de ésta toma una gran actividad desde el tema de la epilepsia como el acercamiento a biosensores, los cuales permitirán el análisis de la situación vivida por estos trastornos.

ANTECEDENTES:

El desarrollo de las tecnologías en la última década ha dado un impulso notable a la salud, antes no se sabía nada acerca de las enfermedades hereditarias como la epilepsia, hasta hace pocos años no pasaban de ser experimentos a simples estudios de porque afectaba esto a las personas.La epilepsia además de ser una enfermedad es un grupo de trastornos que pueden ocasionar crisis epilépticas, si las alteraciones que tienen son causadas por un solo gen se le llama característica genética simple, aunque la mayoría de alteraciones son causadas por varios genes y factores ambientales como el trauma cerebral, infecciones etc. Según un estudio que realizo la Organización Panamericana de la Salud (OPS) se pudo obtener resultados de que aproximadamente a 50 millones de personas son a las que la epilepsia afecta y vale resaltar que 5 millones de estas viven en la Región de las Américas.Antonio Gil-Nagel epitólogo del hospital Ruber Internacional comenta: que la epilepsia se caracteriza por tener crisis de forma impredecible, son anomalías de la corteza cerebral lo cual puede traer otras enfermedades metabólicas y también en la estructura: una seria de cómo se ha formado la corteza cerebral, tumores, hemorragias y enfermedades degenerativas como el Alzheimer.Antonio Gil-Negel continuo con que el 60% de las epilepsias no se les ha encontrado una causa de forma tangible, en estos casos se sabe que tiene que ver con anomalías y hacen que se vea afectado el cerebro con canalopatias, esta se diagnostica al inicio de la crisis.En el documento presentado por la OPS (Estrategia y plan de acción sobre la epilepsia) se encuentran contribuciones recibidas durante el proceso de consulta de la OPS, las entidades que participaron fueron: la Liga Internacional contra la Epilepsia (ILAE), la Oficina Internacional para la Epilepsia (IBE), los ministerios de salud y otras organizaciones a nivel de país, el Departamento de Salud Mental de

la Organización Mundial de la Salud (OMS), otros programas técnicos de la OPS, así como un grupo de expertos, todos estos buscando el control hacia la epilepsia.

La recopilación de estas consultas tiene como objetivo un acercamiento hacia sensores de prevención de la epilepsia, lo cual no pudo lograr la OPS a pesar de sus análisis de la situación, la carga de prevalencia y mortalidad, medios de auxilio diagnóstico, tratamientos y rehabilitación, programas y servicios e indicadores.

PREGUNTA:

Como diseñar un biosensor que detecte trastornos neurológicos (epilépticos) dando un aviso previo al ataque epiléptico mediante un sonido?

OBJETIVOS:

Objetivo general:

Desarrollar un biosensor, el cual dé predicciones de ataques en personas epilépticas, con la finalidad de mejorar la calidad de vida en pacientes infantes, aumentando sus posibilidades de independencia.

Objetivos específicos:

Detectar la variante de medición con la que vamos a trabajar Escoger el biosensor que más se adapte a nuestro uso y adaptación. Medir la variable de interés, por medio de un software. Analizar los datos medidos y concluir de acuerdo a los resultados.

MARCO TEÓRICO:

¿Qué es la epilepsia?

La epilepsia es un trastorno Neurológico que afecta al Sistema Nervioso Central. Consiste en una repetición de crisis epilépticas sin un claro factor desencadenante y sin un motivo aparente. Es la enfermedad neurológica más frecuente, por detrás de las cefaleas. Cuando se recibe el diagnóstico de la enfermedad, es quizás el peor momento para el paciente y los familiares, en parte, por el desconocimiento que hay sobre la misma. Son muchos los que piensan que un paciente con epilepsia no podrá hacer una "vida normal", estudiar, tener hijos, etc.

¿Cuales son los primeros síntomas de la epilepsia?

Las crisis epilépticas. Si no hay crisis no hay enfermedad de epilepsia. Las crisis pueden ser muy variables en cuanto a sus manifestaciones clínicas, dependiendo de la zona de la corteza cerebral afectada. La crisis más conocida es la crisis convulsiva, pero hay muchas otras como las ausencias (consistentes en la desconexión momentánea del entorno), crisis mioclónicas (que consisten en sacudidas bruscas, localizadas o generalizadas). Lo que es común en todas es la duración en general breve, de menos de un par de minutos, con inicio y final brusco.

¿Se puede llevar una normal?

Se debería. Padecer epilepsia conlleva una serie de normas como es tomarse la medicación, pero no es necesario ni aconsejable encerrarse y privarse de actividades que se pueden realizar. Desgraciadamente no es raro encontrar pacientes con falta de información, o mala información a nivel social o profesores que piensan que los epilépticos no serán capaces de estudiar.

¿Qué causa la epilepsia?

Un tumor cerebral, una meningitis, una malformación, un traumatismo craneal, una alcoholemia... Hay muchas causas. Pero la mayor parte de las epilepsias son benignas y de origen desconocido.

Meningitis: La meningitis es una enfermedad, caracterizada por la inflamación de las meninges, causada por virus, bacterias, intoxicaciones, hongos, medicamento u otras enfermedades.

¿La epilepsia tiene cura?

Alrededor del 70 - 80% de los casos. Pero es necesario individualizar la respuesta. Hay más de 50 tipos de epilepsias, de los cuales unos tienen buen pronóstico y se controlan fácilmente con fármacos y en ocasiones será posible la retirada del mismo, otros tipos de epilepsias van a requerir la toma de varios fármacos o tratamientos como pueden ser la cirugía, o la dieta cetógena.

¿Quién es más propenso a padecer epilepsia?

Cualquier persona puede padecer epilepsia, pero es más frecuente que aparezca en niños o en la tercera edad. Hay algunas formas de epilepsia en las que los antecedentes familiares son importantes y algunas en las que existe claramente una transmisión genética.

Tratamientos antiepilépticos

En la gran mayoría de los casos, el tratamiento serán fármacos. Alrededor del 70-75% (1,2) de los pacientes, están sin crisis con los fármacos. También se encuentra la dieta cetógena o cetogénica, útil en niños y la cirugía, cuya efectividad en algunos casos supera a la de los fármacos.

Actualmente hay más de 20 fármacos y la investigación no cesa.

El 'fármaco ideal' no existe, el tratamiento se hace en función del tipo de epilepsia, edad, y el propio paciente. Normalmente suelen ser tratamientos crónicos y es necesario aprender a no olvidar las tomas, conocer los medicamentos y los posibles efectos que puedan surgir.

La cirugía se reserva a aquellos pacientes en los cuales persisten las crisis aún tomando el fármaco correcto en dosis indicadas y tiene como propósito, eliminarlas o disminuir la frecuencia de las mismas.

En algunos tipos de epilepsia, como la esclerosis hipocampal, la cirugía ha demostrado ser el mejor tratamiento. No todos los pacientes van a poder ser operados, es necesario un estudio muy amplio que consiste en saber dónde se originan las crisis y si ésta zona se puede extirpar, lógicamente sin que conlleve riesgos para el paciente.

También se encuentra el estimulador vagal, reservado a aquellos pacientes que

no se pueden operar y técnicas quirúrgicas como la callosotomía y la

hemisferectomía.

La dieta cetógena o cetogénica es sólo es útil en niños y consiste en una dieta muy rica en grasas y libre de hidratos de carbono.

De esta manera se simula el ayuno y el cerebro quema 'grasa' y no glucosa. Se suele mantener un par de años y ha demostrado ser útil sobre todo para el control de las crisis mioclónicas. Actualmente hay tres modelos, la clásica y dos adaptadas que se supone son más fáciles de llevar a cabo. Requiere seguimiento endocrinológico.

¿Qué es una crisis de epilepsia?

La crisis de epilepsia se puede definir como una descarga eléctrica anormal que origina un grupo de neuronas, por lo tanto, dependiendo el lugar donde se origine esta crisis, el paciente va a tener unos síntomas u otros. Hay veces donde se siente un hormigueo en una parte del cuerpo, o ver lucecitas, escuchar más alto de lo normal.

Hay sensaciones tienen una duración variable, de segundos a minutos, pueden ser muy sutiles, y no es raro que el paciente no las identifique como crisis (porque ignora que lo son), hasta que no tiene el diagnóstico de epilepsia, generalmente tras una crisis convulsiva, también llamada crisis tónico-clónica.

Tipos de crisis:

De la misma manera que epilepsia hay más de un tipo, se distinguen varios tipos de crisis epilépticas. La más conocida es la "convulsión" ( crisis generalizada tónico-clónica) pero hay que matizar, que no es la única ni la más frecuente. Las crisis epilépticas suelen tener rasgos comunes: son de duración breve, de comienzo y término rápido y se presentan sin previo aviso. Las crisis se dividen en dos grandes grupos, están las llamadas crisis parciales y las crisis generalizadas. Se denomina crisis parcial (o focal) a aquellas que se origina en un área concreta del cerebro. La crisis generalizada por el contrario afecta a todo el cerebro desde el inicio de la crisis.

Lo cierto, es que no resulta fácil entender la diferencia entre una crisis de origen parcial y otra de origen generalizada, lo que en ocasiones conlleva a denominar 'ausencia' a todo tipo de crisis.

~Crisis febriles: Una convulsión febril (CF) es un fenómeno de la lactancia o de la infancia, que habitualmente se produce entre los tres meses y los cinco años de edad (con mayor frecuencia entre los 18-24 meses), relacionado con la fiebre pero sin datos de infección intracraneal o causa identificable. Las causas de la fiebre son los procesos infecciosos habituales en este grupo de edad: las infecciones respiratorias de vías altas y las gastroenteritis agudas. Tienen una incidencia del 2 - 5 % de los niños con edades inferiores a 5 años. Las convulsiones febriles no deben ser consideradas crisis epilépticas.

*Características clínicas: Las CF son más frecuentes en los niños que en las niñas, especialmente a partir de los 18 meses de edad. La edad media de aparición oscila entre los 17 y los 23 meses. Suelen ser convulsiones generalizadas (afectan a todo el cuerpo) y de duración breve (de 1 a 3 minutos en la mayoría de los casos, suele tener una duración superior). Las CF se dividen en dos grupos. En relación con el pronóstico, las características clínicas, evolución.

Se dividen en:

1. Crisis febriles simples: También denominadas convulsión febril típica ó convulsión febril benigna. Crisis de breve duración (inferior a 15 minutos), generalizada, que ocurre solo una vez durante un periodo de 24 horas en un niño

febril, que no tiene una infección intracraneal.

2. Crisis febriles complejas: También denominada convulsión febril atípica ó convulsión febril complicada. Crisis de una duración superior a 15 minutos, son de carácter parcial (afectan sólo a un hemicuerpo) pueden repetirse en el mismo proceso febril dentro de las primeras 24 horas. Las crisis complejas tienen mayor riesgo de complicación. El riesgo de reincidencia es del 30%. Los principales factores de riesgo son: primera crisis antes de los 12 meses de edad y los antecedentes familiares de convulsiones febriles y afebriles.

Tratamiento de crisis febriles: Es el mismo que para cualquier crisis, pero debido a su carácter benigno suelen ceder espontáneamente antes de ser atendidas por el médico. Existen dos importantes factores evolutivos que pueden condicionar la instauración de un tratamiento ante una CF. El riesgo de Cronificación de las convulsiones febriles, varía de forma importante en relación con la edad. Cuando una primera CF simple aparece por debajo de la edad de los 12 meses, el riesgo posible de recurrencia es del 50%.

Si cuando aparece la primera CF simple el niño tiene más de 12 meses, el riesgo de tener una segunda crisis febril es del 30%. De los que han tenido más de una CF, el riesgo de una nueva crisis se sitúa en un 50% de posibilidades.

Pronóstico: Una CF NO es una epilepsia, sino un proceso benigno que afecta a 3-4 de cada 100 niños por debajo de los 5 años de edad, que la mayoría de las veces es una crisis única. El riesgo de desarrollar epilepsia (1%) es ligeramente superior a la población general (0,4%). En este sentido, los factores de riesgo son: antecedentes familiares de epilepsia, existencia de alteración neurológica previa y crisis febriles complejas. Los trastornos cognitivos y neuropsicológicos no se producen en las CF simples y son excepcionales en las CF complejas. El riesgo de mortalidad por la propia CF es nulo.

*Crisis Parciales Simples (CPS) o Auras:

El aura epiléptica es el resultado de la activación de un área cortical funcional (de tal manera que la función de esta área definirá las características del aura) por una descarga neuronal anormal, unilateral, localizada y breve. La conciencia se preserva y sólo se implica una región del cerebro, por definición constituye una crisis parcial simple (CPS).

Pueden ocurrir de forma aislada (como CPS per se) o progresar hacia una crisis parcial compleja (CPC), con afectación de la conciencia, o hacia una crisis tónico-clónica generalizada.

La duración de las auras es variable, desde unos pocos segundos hasta varios minutos.

Auras viscero sensoriales o autonómicas. Aura visceral más típica y, probablemente, la más frecuente por su elevada incidencia en epilepsia del lóbulo temporal es el 'aura gástrica' , la sensación abdominal o epigástrica ascendente. Habitualmente, los pacientes describen esta aura como ‘sensación ascendente no placentera’, ‘presión abdominal’, ‘sensación de náuseas’ o ‘sensación de vacío en el estómago’.

Auras psíquicas o experienciales: Los síntomas dismnesicos consisten en fenómenos de distorsión de los recuerdos que pueden originar sensaciones de familiaridad (déjà vu, déjà entendu, déjà vecu, déjà pensé) la sensación 'deja-vu' suele ser muy frecuente en personas con migrañas. Sensaciones de extrañeza (jamais vu, jamais entendu, jamais vecu), y fenómenos de recolección rápida de experiencias pasadas (visión panorámica). Los trastornos cognitivos incluyen distorsión en la apreciación del tiempo, sensaciones de irrealidad y despersonalización.

Las ilusiones, es decir, la deformación de objetos y estímulos sensoriales.

– Ilusiones visuales: diplopia monocular, percepción distorsionada del tamaño o forma de los objetos (macropsias, micropsias, metamorfopsia) y percepción de los objetos sin color (acromatopsia) o con un color innatural, más frecuentemente rojo (eritropsia) o amarillo (xantopsia).

– Ilusiones auditivas: percepción incrementada o disminuida de la intensidad de los sonidos (macroacusia, microacusia), y percepción de los sonidos paulatinamente más próximos.

Motoras:

- Sin marcha : contracciones tónicas o clínicas confinadas a un segmento corporal.

- Con marcha (jacksonianas) : contracciones tónicas o clónicas que inician en un segmento corporal y se propagan hasta involucrar todo un hemicuerpo.

- Versivas : desviación lateral de los ojos con versión de la cabeza y en ocasiones elevación de la extremidad del lado hacia donde la cabeza voltea.

- Posturales : detención del movimiento.

- Fonatorias : vocalización de sonidos.

Sensitivas:

- Somatosensoriales : sensaciones de diversas modalidades tales como adormecimiento, frialdad, calor, dolor o pérdida de percepción de un segmento corporal, que pueden estar confinadas a ese segmento o propagarse hasta involucrar todo un hemicuerpo.

- Auditivas : percepción de un sonido simple, p. Ej. Un zumbido.

- Visuales : percepción de un fenómeno visual simple, como luces, colores, manchas.

- Olfatorias (uncinadas): percepción de un olor desagradable.

- Gustativas : percepción de un sabor habitualmente desagradable.

- Vertiginosas : sensación de vértigo.

Automáticas:

Sensación epigástrica, náusea, cambios de la presión arterial o de la frecuencia cardiaca, borborigmos, deseo inminente de orinar o defecar.

Psíquicas:

- Difásicas : trastorno para la comprensión o expresión del lenguaje.

- Dismnesias: sensación de lo ya visto (percibir como conocido un lugar) o lo nunca visto (percibir como extraño un lugar o situación familiar). Conocidas como 'deja-vu', jamais-vu'.

- Cognitivas : presentación forzada de una idea no relacionada a la acción o pensamiento desarrollados al momento del fenómeno.

- Afectivas : cambios paroxísticos del talante, como sensación placentera, miedo, depresión, ira.

- Ilusiones : percepciones distorsionadas tales como percibir más brillantes los colores o diferente la disposición de objetos, percibir las cosas más pequeñas o más grandes o bien más cercanas o lejanas.

- Alucinaciones estructuradas: percepción de melodías conversaciones o escenas complicadas.

Crisis generalizadas:

Son aquellas en las que la actividad eléctrica epileptiforme se manifiesta en todo el cerebro. La más conocida es la "convulsión" (crisis generalizada tónico-clónica), pero no es la única y tampoco es la más frecuente. Los vídeos muestran cómo son estas crisis, algunos pueden ser duros y herir la sensibilidad del espectador. Según la sintomatología (lo que vamos a ver) y registro encefalográfico se distinguen:

1. Ausencias: Antiguamente denominada "Petit mal". Se produce una detención brusca de la actividad motora e interrupción de la conciencia, a veces con movimientos automáticos simultáneos como relamerse los labios o arreglarse la ropa, acompañándose de una mirada fija e inexpresiva, parpadeos y reclinación ligera de la cabeza hacia atrás.

De inicio y término brusco. Su duración es de 5-20 segundos, recuperándose con

extraordinaria rapidez la conciencia. No suelen observarse en niños menores de

cuatro años. Son fenómenos de desconexión de breve duración, repentinos y sin

pérdida del control postural. Este tipo de crisis es frecuente en las epilepsias

generalizadas infantiles, normalmente de buen pronóstico, aunque el paciente

puede tener muchas crisis hasta obtener un diagnóstico.

2. Crisis Atónicas: Se produce una pérdida brusca del tono muscular y de duración muy breve. Son características del Síndrome Lennox-Gastaut. Es un tipo de crisis que puede llegar a ser muy invalidantes, con frecuencia hay caídas, y son típicas de epilepsias muy activas (muchas crisis). No es raro que el paciente requiera algún tipo de casco para evitar golpes en la cabeza. Registro y sintomatología de un paciente con crisis atónicas.

3. Crisis tónicas: Caracterizadas por la pérdida brusca de la conciencia seguida de una rigidez corporal, más intensa en las extremidades superiores. Suelen ser breves ( menos de 30 segundos). Este tipo de crisis son típicas del Síndrome Lennox-Gastaut.

Status epiléptico:

Las primeras referencias que se conocen sobre la epilepsia y el status epiléptico se encuentran en las tablas de Sakikku datan del año 718 al 612 antes de Cristo, y se lee: 'Si el demonio lo posee muchas veces durante el transcurso de la noche, y en el momento de su posesión sus manos y pies están fríos, su aspecto es

sombrío, su boca marr´n y amarilla como los ojos se mantiene abriéndose cerrándose.. Esto puede continuar por algún tiempo, pero él morirá'.

Después de esto, sería el médico Calmeil en 1824 quien por primera vez

diferenció un ataque epiléptico aislado del Estatus Epiléptico y explica: la duración

y el peligro del mismo: ' A veces cuando una crisis finaliza comienza otra, tantas

que uno puede contar 40- 60 crisis sin interrupción, y el peligro es inminente;

muchos pacientes mueren'.

Después seguirían Bazire y Gastaut quienes pondrían énfasis al Status.

A lo largo de estos años la definición de Status ha variado, como también lo ha hecho la duración.

Antaño se consideraba una duración mínima de 30 minutos. Recientemente la Academia Americana de Epilepsia sugiere: 'la duración de por lo menos 5 minutos de a) crisis continuas o, b) dos o más crisis, entre las cuales existe una recuperación incompleta de la conciencia.

Existen tantas formas de status como crisis hay reconocidas. El más frecuente es el status epiléptico tónico-clónico. Se da sobre todo en adultos y consiste en la repetición de crisis tónico-clónicas donde el paciente se halla en un estado post-ictal entre las crisis.

El Status epiléptico representa entre el 1-8% de los ingresos hospitalarios por

epilepsia.

El pronóstico puede depender de la causa. En ocasiones es necesario anestesiar

al paciente para evitar daños neuronales y secuelas secundarias.

El SE convulsivo no debe progresar más allá de 20 minutos.

METODOLOGÍA:

Haremos una revisión bibliográfico de cuáles son las hormonas que se segregan en el cuerpo antes de un ataque epiléptico -Paulina tiene lo otro.

Cuál es el biosensor que mejor se adecua.

Que técnicas y materias necesitamos para realizar el biosensor.

Nano litógrafo esperemos que este bueno este año y nos ayude a realizar el

sensor.

Realizar una búsqueda de que sensores existen para medir las señales del cuerpo, necesitamos tener conocimientos acerca de electrónica y saber cómo ampliar la señal.

Saber cómo interceptar una señal por medio de una señal de interfaz que puede ser por medio de bluetooth visitaremos a científicos expertos en el tema de la epilepsia, que nos podrán asesorar en cuanto a las señales bioquímicas de lo que pasa cuando hay un ataque epiléptico y antes del ataque epiléptico para poder prevenir.

Necesitamos buscar material biológico, específicamente de pronto necesitaremos realizar pruebas con células cerebrales.

Recopilar datos y poder proceder a realizar el prototipo.

BIBLIOGRAFÍA:

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https://www.google.com.co/search? q=biosensores+para+detectar+epilepcia&oq=biosensores+para+detectar+epilepcia&aqs=chrome..69i57.9587j0j8&sourceid=chrome&espv=210&es_sm=93&ie=UTF-8#q=biosensores+para+detectar+epilepsia&spell=1

http://www.webconsultas.com/categoria/salud-al-dia/epilepsia