La estimulación cerebral profunda (ECP) es una terapia eficaz para los pacientes con síntomas motores incapacitantes de la enfermedad de Parkinson, el temblor esencial y otros trastornos motores. La colocación precisa e individualizada de los electrodos de ECP es un factor clave para los resultados clínicos tras la cirugía. La electroencefalografía (EEG) se utiliza ampliamente para identificar las fuentes de señales intracerebrales a partir del potencial en el cuero cabelludo. La EEG es portátil, no invasiva, de bajo coste y podría integrarse fácilmente en el entorno intraoperatorio o ambulatorio para localizar el electrodo de ECP o los potenciales evocados desencadenados por la propia estimulación.
En este trabajo, los autores estudiaron con simulaciones numéricas el principio de la extracción del pulso eléctrico DBS del EEG del paciente -que normalmente constituye un artefacto- y la localización de la fuente del artefacto (es decir, los electrodos DBS) mediante métodos de localización del EEG. Se utilizó un modelo electromagnético de alta resolución de la cabeza para simular el potencial EEG en el cuero cabelludo generado por el artefacto del pulso DBS. A continuación, la distribución del potencial en el cuero cabelludo se muestreó en las 256 ubicaciones de electrodos de una red de EEG de alta densidad. El potencial eléctrico se modeló mediante una fuente dipolar creada por un par determinado de electrodos DBS activos. Se utilizó el algoritmo de mapas paramétricos estadísticos dinámicos (dSPM) para resolver el problema inverso del EEG, y permitió localizar la posición del dipolo de estímulo en tres configuraciones bipolares de electrodos DBS con un error máximo de 1,5 cm. Para evaluar la precisión del modelo computacional, se compararon los resultados de la simulación con las amplitudes de los artefactos eléctricos en 16 electrodos de EEG medidos en cinco pacientes. Los artefactos de EEG medidos en pacientes confirmaron que los datos simulados se corresponden con los datos de los pacientes (0 ± 6,6 μV).
Aunque los autores reconocen que es necesario seguir trabajando para lograr la mayor precisión necesaria para la navegación quirúrgica, los resultados presentados en este estudio se proponen como el primer paso hacia un marco computacional validado que podría utilizarse para la localización no invasiva no sólo del sistema de ECP, sino también de los ritmos cerebrales desencadenados por la estimulación en sitios proximales y distales del sistema nervioso central humano.
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Referencia:
Iacono MI, Atefi SR, Mainardi L, Walker HC, Angelone LM y Bonmassar G (2019) A Study on the Feasibility of the Deep Brain Stimulation (DBS) Electrode Localization Based on Scalp Electric Potential Recordings. Front. Physiol. 9:1788. doi: 10.3389/fphys.2018.01788
