Análisis de sensibilidad del Modelo de Bahill Aplicado a movimientos sacádicos en pacientes atáxicos

Autores/as

  • Camilo Mora Batista Departamento de Licenciatura en Matemática, Universidad de Holguín, Holguín, Cuba https://orcid.org/0000-0003-0619-6844
  • Rafael M. Ávila Ávila Departamento de Licenciatura en Matemática, Universidad de Holguín, Holguín, Cuba
  • Rosa Isabel Urquiza Salgado Departamento de Matemática, Universidad de Holguín, Holguín, Cuba https://orcid.org/0000-0001-6299-5830
  • Éfren Vázquez Silva Universidad Politécnica Salesiana, Sede Cuenca. Carrera de Ingeniería Mecánica. Campus El Vecino. Calle Vieja, 12-30 y Elia Liut, Cuenca, Ecuador https://orcid.org/0000-0002-4905-0215

Palabras clave:

Modelo Matemático, Ataxia Hereditaria, Simulación, Sistema de Ecuaciones Diferenciales, Análisis de Sensibilidad

Resumen

El análisis de los movimientos oculares es de utilidad para estudiar varias enfermedades neurológicas, entre ellas la ataxia hereditaria de tipo 2 (SCA2). A. T. Bahill estudió tales movimientos en personas sanas y propuso un modelo de seis ecuaciones diferenciales para describirlos. En este artı ́culo, teniendo en cuenta dicho modelo, se simulan los movimientos sacádicos considerando como entradas datos procedentes de personas sanas y pacientes que padecen la enfermedad antes mencionada. Los objetivos principales consisten en contrastar el comportamiento de las magnitudes sacádicas según el modelo, con el comportamiento observado de acuerdo a datos experimentales extraídos de los registros electrooculográficos y en consecuencia, realizar un análisis de sensibilidad de la solución obtenida. La búsqueda de la misma requirió de la aplicación SIMULINK incorporada al asistente matemático MATLAB. Se concluye que las entradas en forma de pulso-escalón permiten obtener resultados similares a los reportados por Bahill aunque no hay correspondencia entreéstos y otros de carácter experimental que excluyen la forma referida de las entradas. El sistema exhibe sensibilidad ante parámetros tales como el ancho y la altura del pulso.

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Citas

J. White P. I. Barton. A . Katharina, B. Tidor. Sensitivity Analysis for Oscilating Dynamical Systems. SIAM J.SCI.COMP., 31(4):2706–2732, 2009.

B. Tood Trost A. T. Bahill, J. R. Latimer. Sensitivity Analysis for Linear Homeomorphic Model for Human Movements. IEEE Transaction on Systems, Man and Cybenetics, 10(12):924–929, 1980.

IEEE A. Terry Bahill Senior member IEEE ACK D. Mcdonald, memeber and Mark B. Friedman. An Adaptive Control Model For Human Head and Eye Movements While Walking. 1983. VOL. SMC-13, NO. 3, MARCH/APRIL 1983.

A. T. Bahill. Development, Validation, and Sensitivity Analysis of Human Eye Movement Models. 1980. CRC PRESS, 1980.

A.T. Bahill. Linear Homeomorphic Model for Human Movement. 1980. CRC PRESS, 1980.

M. R. Clark and L. Stark. Control of human eye movements: I. Modelling of extraocular muscles; II. A model for the extraocular plant mechanism; III. Dynamic characteristics of the eye tracking mechanism. Mathematical Biosciences, Vol. 20:pp. 91–265, 1974.

G. Cook and L. Stark. Derivation of a Model for the Human Eye-positioning Mechanism. Bull. Math. Biophys, Vol. 29:pp. 153–174, 1967.

A. B. Scott D. A. Robinson, D. O’meara. Mechanical Components of Human Eye Movements. 1096. CRC PRESS, 1969.

John D. Enderle. Models of Horizontal Eye Movements, Part I: Early Models of Saccades and Smooth Pursuit. Copyright c © 2010 by Morgan & Claypool, 2010.

L. Stark F. K. Hsu, A. T. Bahill. Parametric Sensitivity Analysis of Homeomorphic Model For Saccadic and Vergence Eye Movements. Computer Programs in Biomedicine, (6):108–116, 1976.

C. Mora, C. Velázquez, R. Urquiza, R. Becerra, and E. Vázquez. A Model Based on Ordinary Differential Equations for Studies of Saccadic Movements in Patients With Spinocerebelar Ataxy Type 2 (SCA2). Revista Cubana de Física, 35(1E):38–39, 2018.

Luis C. Velázquez Pérez. Ataxia spinocerebelosa tipo 2, Diagnóstico, Pronostico y Evolución 2012.

S. Bregaglio M. Donatelli M. Acutis. R. Confalonieri, G. Bellocchi. Comparison of Sensitivity Analysis Techniques: a case study with the rice model WARM. Ecollogical Modelling, 221(16):1897–1906, 2010.

Marileydis Verdecia Ramı ́rez. Ataxia Espinocerebelosa Tipo 2. Estudio longitudinal de los movimientos oculares sacádicos. 2010.

Robert J. Gelinas Robert P. Dickinson. Sensitivity Analysis of Ordinary Differential Equation Systems A Direct Method. Journal of Computational Physics, 21:123–143, 1976.

C. Velázquez Rodrı ́guez. Modelación de registros oculares sacádicos basada en el modelo pulso-escalón . Tesis de Ingeniero en Informática. 2014.

C. Velázquez Rodríguez. Perfeccionamiento del proceso de investigación sobre movimientos oculares en el GPDB a través de la simulación de señales sacádicas. Tesis de Maestría. Universidad de Holguín . 2016.

Z. Zi. Sensitivity Analisis Approaches Applied to Systems Biology Models. IET Syst. Biol., 5(6):336–346, 2011.

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Publicado

2021-04-01 — Actualizado el 2021-12-12

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Cómo citar

[1]
Mora Batista, C. et al. 2021. Análisis de sensibilidad del Modelo de Bahill Aplicado a movimientos sacádicos en pacientes atáxicos. Ciencias matemáticas. 35, 2 (dic. 2021), 55–64.

Número

Vol. 35 Núm. 2: Diciembre, 2021

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