Universidad
Politécnica de Madrid

Diagnóstico de enfermedades neurodegenerativas a través de los movimientos oculares

Un sistema robótico desarrollado conjuntamente por investigadores de la UPM y de la empresa AURA Innovative Robotics ayuda al diagnóstico de enfermedades neurodegenerativas, como la demencia y el Parkinson, a través del análisis de los movimientos oculares.

11.06.2018

OSCANN desk es una tecnología no invasiva desarrollada por investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y de la empresa AURA Innotive Robotics -liderados por Cecilia García Cena- que, con una prueba sencilla y rápida que puede realizarse en la consulta del neurólogo, ofrece datos sobre el funcionamiento del cerebro a través de la medición de los movimientos oculares. Este nuevo asistente robótico está en fase de ensayo clínico autorizado por la Agencia Española del Medicamento y Productos Sanitarios en seis hospitales españoles y, gracias a técnicas de procesado de imagen y aprendizaje automático, sus resultados están permitiendo a los médicos diagnosticar de manera precoz enfermedades neurodegenerativas así como realizar un pronóstico que permite la personalización del tratamiento.

Fuente: AURA Innovative Robotics

El proceso de diagnóstico de una enfermedad neurodegenerativa es largo puesto que los síntomas son difíciles de analizar en estados tempranos de la enfermedad. Además, hay síntomas que son comunes a varias enfermedades neurodegenerativas, como puede ser el temblor, lo cual dificulta el diagnóstico de la patología. Las altas tasas de incertidumbre diagnóstica hacen necesarias pruebas objetivas y de fácil accesibilidad para alcanzar una medicina de precisión en la que cada paciente reciba la información, pronóstico y tratamiento adecuado.

En medicina es bien conocido el proceso fisiológico que da lugar a los movimientos oculares. Medirlos con precisión proporcionaría en tiempo real información de cómo está funcionando el cerebro en ese momento. Tomando esto como base, y con el objetivo de conseguir un diagnóstico más temprano y preciso de las enfermedades neurodegenerativas, investigadores de la UPM que trabajan en el Centro de Automática y Robótica -CAR (UPM-CSIC)-, junto con la startup AURA Innovative Robotics, han desarrollado un robot médico asistente -que han denominado OSCANN desk- que a través de técnicas de procesado de imágenes y aprendizaje automático (machine learning) es capaz de  analizar de forma muy precisa los movimientos oculares. Gracias a esta nueva herramienta, el médico dispone de datos objetivos del funcionamiento del cerebro para que, junto con otros datos clínicos, pueda realizar un diagnóstico certero y en estadios precoces de la enfermedad.

La prueba se realiza en la consulta, sin necesidad de volver a citar al paciente, y es sencilla y rápida de realizar (vídeo). El personal que realiza la prueba selecciona la batería de test oculares que realizará al paciente. El paciente se sienta cómodamente en una silla y se adapta el dispositivo a su anatomía para poder medir con precisión el movimiento ocular. Cada test dura un minuto durante el cual el paciente debe mirar el estímulo que aparece en el monitor frente a él. Una vez acabada la prueba, el asistente robótico procesa las imágenes obtenidas, analiza los resultados y los compara con los modelos patológicos que se han desarrollado en los ensayos clínicos para, finalmente, generar el informe médico.

Ensayo con OSCANN desk. Fuente: UPM

Los ensayos clínicos han permitido generar modelos de las patologías que se ensayan,  y a través de técnicas de machine learning se buscan similitudes y diferencias entre más de 500 variables de movimiento ocular, lo que permite además asistir en el diagnóstico diferencial de las patologías que se parecen. Más aún, se puede medir objetivamente el progreso de determinados síntomas, lo cual ayudará a los médicos a hacer un pronóstico sobre la enfermedad del paciente pudiendo así personalizar el tratamiento.

Actualmente los ensayos se están aplicando en Alzheimer, Parkinson, deterioro cognitivo leve, diferentes demencias, esclerosis múltiple etc. Además, se está colaborando en otras investigaciones clínicas en patologías como trastornos del espectro autista, epilepsia, diabetes, alcoholismo, migrañas, depresión y trastorno bipolar. La herramienta se está utilizando en seis hospitales que son centros de referencia nacional en las patologías que están bajo ensayo: Hospital Universitario 12 de Octubre, Hospital Sant Pau, Hospital Clinic de Valencia, Hospital Clinic de Barcelona, Hospital Marqués de Valdecilla y Hospital Valle de Hebrón. Además, también colabora el Centro de Investigaciones Príncipe Felipe.

Próximamente, OSCANN desk estará operativo en HM Hospitales,  más concretamente en la Unidad de Trastornos de la Memoria de HM CINAC ubicada en el Hospital Universitario HM Madrid, quien también se ha sumado a esta iniciativa.

En opinión de la investigadora principal de este trabajo: “El ADN con el que ha sido desarrollada la tecnología tiene un gen vital: la accesibilidad. El coste no debe ser un impedimento para que la tecnología OSCANN desk pueda usarse por todos los que la necesiten.”

Hernandez, Erik; Hernandez, Santiago; Molina, David; Acebron, Rafael; Garcia Cena, Cecilia E. OSCANN: Technical Characterization of a Novel Gaze Tracking Analyzer SENSORS, 18 (2):10.3390/s18020522 FEB 2018