Monitoreo de daño cerebral con la técnica de bioimpedancia en un modelo 3D de cabeza humana

Resumen

La alteración del suministro de sangre al cerebro es la principal causa de la enfermedad cerebrovascular. Esta alteración puede deberse a una isquemia (trombosis, embolismo arterial) o a una hemorragia. En este estudio, se analizó la viabilidad y las potencialidades de la técnica de bioimpedancia eléctrica para monitorear el daño cerebral utilizando un modelo computacional. Las simulaciones se realizaron en un modelo numérico hemisférico de la cabeza humana. Los potenciales eléctricos se obtuvieron mediante la solución de la ecuación de Laplace en el dominio de la frecuencia. Se calculó la asimetría eléctrica, de un hemisferio sano de referencia en relación al otro con una región en presencia de daño cerebral, para varias conductividades y volúmenes de lesión. Se obtuvo un índice de asimetría negativo para la isquemia (amplitud del potencial en el hemisferio isquémico mayor que en el hemisferio intacto). En el caso de la hemorragia se obtuvo un índice de asimetría positivo. Además, se encontró una correlación entre la ubicación de la región dañada y los electrodos con una amplitud del índice de asimetría significativa. Las simulaciones evidenciaron que las variaciones en la conductividad eléctrica y el volumen del tejido dañado tienen un efecto sobre la asimetría hemisférica del potencial eléctrico en la superficie.