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Vol. 25. Núm. 3.Mayo - Junio 2014Páginas 99-148
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Vol. 25. Núm. 3.Mayo - Junio 2014Páginas 99-148
Artículo especial
DOI: 10.1016/j.neucir.2013.10.001
Registro cerebral profundo y tiempo quirúrgico en la neurocirugía estereotáctica funcional para trastornos del movimiento
Deep brain recording and length of surgery in stereotactic and functional neurosurgery for movement disorders
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Juan Teijeiro??
Autor para correspondencia
juan.teijeiro@informed.sld.cu

Autor para correspondencia.
, Raúl J. Macías, Carlos Maragoto, Iván García, Mario Alvarez, Nelson E. Quintanal
Servicio de Neurocirugía, Centro Internacional de Restauración Neurológica (CIREN), La Habana, Cuba
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Resumen
Objetivo

Estudiar la duración de los registros cerebrales multiunitarios (RCM) en 20 años de neurocirugías en trastornos del movimiento, así como las veces en que fue necesario explorar todos los trayectos de los electrodos en las posiciones registradas simultáneamente (PRS) por grupos que usan registros cerebrales unitarios (RCU).

Material y método

Análisis estadístico descriptivo retrospectivo de la duración de los RCM en 4.296 trayectos en 952 cirugías. Los criterios de exclusión fueron: trayectos con menos de 5 señales grabadas, o con señales con duración diferente de los 2s habituales, o cuando existieron situaciones no usuales, ni relacionadas con los RCM, así como las primeras 20 cirugías de cada blanco quirúrgico, resultando así un total de 3.448 trayectos en 805 cirugías. Del total de 952 cirugías, se analiza además en cuántas de ellas fueron explorados todos los trayectos en las PRS de RCU.

Resultados

La media y su intervalo de confianza (p=0,05) del tiempo por trayecto de RCM es 5,49±0,16min en cirugía en núcleo subtalámico; 8,82±0,24min en globo pálido medial o interno; y 18,51±1,31min en núcleo ventral intermedio del tálamo. Para la suma total de trayectos por cirugía, en el 75% de los casos el tiempo total es de menos de 39min en núcleo subtalámico, casi 42min en globo pálido medial o interno y menos de 1h y 17min en núcleo ventral intermedio del tálamo. En solo el 4,2% de las cirugías fueron explorados todos los trayectos en las PRS de RCU.

Conclusiones

El impacto de los RCM en el tiempo quirúrgico es aceptable para esta guía en la localización objetiva de los blancos quirúrgicos, sin tener que usar varios electrodos simultáneos, no todos imprescindibles en la mayoría de los casos, con menor riesgo así para el paciente.

Palabras clave:
Microelectrodos
Procedimientos neuroquirúrgicos
Técnicas estereotácticas
Estimulación cerebral profunda
Trastornos del movimiento
Enfermedad de Parkinson
Abstract
Objective

Our objectives were to study the length of multi-unit recordings (MURs) of brain activity in 20 years of movement disorder neurosurgeries and to determine the number of times in which it was necessary for the teams using single-unit recording (SUR) to explore all the electrode tracks in the simultaneously recorded sites (SRS).

Material and method

This was a retrospective descriptive statistical analysis of MUR length on 4,296 tracks in 952 surgeries. The exclusion criteria were: tracks with fewer than 5 recorded signals, tracks that had a signal length different from the habitual 2s, or there being unusual situations not related to the MUR, as well as the first 20 surgeries of each surgical target. This yielded a total of 3,448 tracks in 805 surgeries. We also determined the number of the total 952 surgeries in which all the tracks in the SURs of the SRS were explored.

Results

The mean and its confidence interval (P=.05) of time per MUR track were 5.49±0.16min in subthalamic nucleus surgery, 8.82±0.24min in the medial or internal globus pallidus) and 18.51±1.31min in the ventral intermediate nucleus of the thalamus. For the total sum of tracks per surgery, in 75% of cases the total time was less than 39min in subthalamic nucleus, almost 42min in the medial or internal globus pallidus and less than 1h and 17min in ventral intermediate nucleus of the thalamus. All the tracks in the SUR SRS were explored in only 4.2% of the surgeries.

Conclusions

The impact of MUR on surgical time is acceptable for this guide in objective localization for surgical targets, without having to use several simultaneous electrodes (not all indispensable in most of the cases). Consequently, there is less risk for the patient.

Keywords:
Microelectrodes
Neurosurgical procedures
Stereotaxic techniques
Deep brain stimulation
Movement disorders
Parkinson's disease
Texto Completo

Dedicatoria

A la memoria del Prof. Chihiro Ohye.

Introducción

La neurocirugía estereotáctica funcional (NEF) es un procedimiento internacionalmente reconocido para el tratamiento de trastornos del movimiento como la enfermedad de Parkinson1,2. Sin embargo, aún sigue siendo objeto de debate el método óptimo para localizar las estructuras neuronales, que son sus blancos quirúrgicos3–7. Para esto, además de la visualización directa o indirecta de las estructuras cerebrales en imágenes como tomografías axiales computarizadas y/o resonancias magnéticas nucleares (RMN), la técnica más utilizada es el registro electrofisiológico cerebral profundo5,6,8,9. De esta técnica estaban ya bien establecidas fundamentalmente 2 modalidades diferentes desde antes de los años 80 del siglo pasado: los registros cerebrales multiunitarios (RCM) con semimicroelectrodos10 y los registros cerebrales unitarios (RCU) con microelectrodos11.

En los RCM se obtiene una actividad eléctrica neuronal de fondo (AF), formada por la superposición de las descargas de múltiples neuronas (o unidades) cercanas, en cada posición, a la punta sensible (de unas décimas de milímetro) del semimicroelectrodo. Se realiza un análisis de su amplitud general o contenido energético, comparativo entre un punto de registro y otro. E incluso cuando el electrodo se mueve a saltos de 1mm, se logran diferenciar hasta los bordes de estructuras cerebrales vecinas con distinta densidad neuronal y/o diferente nivel de actividad o excitación fisiológica y/o fisiopatológica9,10.

Por el contrario, en los RCU esta AF, también presente aunque en alguna menor medida, es considerada en general un ruido, que puede dificultar la identificación de las buscadas en este caso descargas aisladas de neuronas (o unidades) por separado, formadas por trenes de espigas mayores a esta AF cuando la punta (micrométrica) del microelectrodo se logra situar lo suficientemente cerca de un cuerpo neuronal8,11,12. La identificación de las estructuras neuronales con los RCU incluye entonces valoraciones cualitativas de los patrones de descarga y la cuantificación de la frecuencia de esos trenes de espigas13.

Los RCU han sido los más conocidos y difundidos en los últimos años a nivel internacional4–6,12. Sin embargo, ya se reconoce que los análisis en ellos dependen no solo de la experticia, sino también de la interpretación y descripción del observador en cada caso, así como de su elección de cuáles espigas incluir, lo que introduce subjetividad en la identificación de las estructuras neuronales14,15. Y aunque las estructuras cerebrales han sido clasificadas por parámetros de los RCU14,16, la literatura tampoco describe características uniformes o cuantitativas de los RCU de las distintas estructuras de interés17,18 y es probable que las diferencias entre pacientes y los estados de su enfermedad sean también causas de alguna variabilidad14.

Adicionalmente, es reconocido que el RCU es un procedimiento gran consumidor de tiempo quirúrgico, también porque el microelectrodo debe ser avanzando a lo largo del trayecto de registro (de 10-15mm de largo)3 con pasos muy pequeños (alrededor de solo 10m cada vez) para poder encontrar y aislar a lo largo del trayecto neuronas por separado y asegurar así un verdadero RCU de las mismas19. Con pasos de movimiento mayores en la mayoría de los sitios de registro serían entonces observadas simultáneamente las descargas adicionales de más neuronas19, en cuyo caso los métodos de análisis para RCU dejan de ser relevantes y deberían ser aplicados métodos de análisis de RCM3. Adicionalmente, ya se utilizan los cambios en el ruido o AF de los RCU para también determinar los blancos quirúrgicos y el paso de una estructura cerebral a la próxima20. Y por desconocimiento o al menos sin referir la existencia también de los RCM y sus métodos propios de análisis, cada vez más diversos investigadores, motivados por obtener métodos más rápidos, exactos y objetivos, proponen diferentes métodos para cuantificar más objetivamente esa información útil contenida en el ruido o AF de los RCU6,14, incluso eliminando de ellos previamente las grandes espigas propias de los RCU y reconociendo entonces su carácter de actividad multiunitaria21. Todos esos métodos propuestos se basan en la cuantificación de una u otra forma del contenido energético general de este ruido o AF multiunitaria presente en los RCU6,14,21, algo que también hace la principal, rápida, objetiva y eficiente herramienta utilizada y reportada desde antes de la década de los 80 del siglo pasado, para el análisis de los RCM, llamada integral de las señales o actividad eléctrica integrada (AEI)9,10,22,23.

El alto consumo de tiempo quirúrgico de los RCU también ha llevado al diseño y al uso de dispositivos para realizar varios trayectos de registro paralelo simultáneo24, tratando así de reducir el impacto de cada uno de ellos consecutivamente sobre el tiempo quirúrgico total. Pero esto implica, entonces, la penetración simultánea a la profundidad del cerebro del paciente de 4 o 5 electrodos con el riesgo de provocar un hematoma, también en trayectos que en algunos casos quizá no habrían sido necesarios en función del análisis del resultado de la exploración previa de los otros.

Otros grupos, por el contrario, no usan actualmente los RCU, sino solo imágenes de RMN como guías para la NEF25 y han sugerido que los RCU podrían incrementar los riesgos de complicaciones (como hematomas precisamente), sin estar acompañados necesariamente de una mejora de la exactitud en la localización de los blancos quirúrgicos4, entre otras causas por la inconsistencia e ineficiencia de la interpretación subjetiva de los datos de los RCU14. No obstante, no se ha observado ninguna diferencia significativa de morbilidad relacionada con los RCU en una serie grande, comparando procedimientos estereotácticos funcionales y morfológicos26. Y, si bien, en la mayoría de los pacientes las estructuras cerebrales pueden ser bien visualizadas en cortes contiguos de RMN-T227, se reconoce que una localización directa de los blancos quirúrgicos usando RMN puede ser inadecuada en diversos casos debido a una insuficiente definición de los contornos anatómicos28, al desplazamiento del cerebro desde la apertura de sus meninges y durante la cirugía29, o a la distorsión geométrica intrínseca de la RMN, que puede ser corregida solo por medio de un apropiado programa informático30 o complejas estrategias31. Por lo tanto, estas limitaciones en la precisión de las imágenes hacen que siga siendo necesario el uso de los registros electrofisiológicos intraoperatorios de algún tipo en la localización de estos blancos quirúrgicos7,32,20.

Por otra parte, en la actualidad los RCM propiamente (con semimicroelectrodos) siguen siendo poco conocidos y usados a nivel internacional. Solo pocos grupos siguen utilizándolos33–35 o han reportado el comienzo de su uso3,36,37.

El objetivo del presente trabajo es exponer los resultados de un estudio retrospectivo del impacto de los RCM en el tiempo quirúrgico dentro de una casuística de los últimos 20 años, en ya más de 900 NEF para el tratamiento de trastornos del movimiento, como la enfermedad de Parkinson, distonías y otros. Adicionalmente se estudian también en dicha casuística las veces en que fue realmente necesario explorar todos los trayectos en las posiciones relativas entre ellos, que usualmente se están registrando de una sola vez por grupos que usan los RCU con varios electrodos simultáneos, con el objetivo de reducir así el impacto total de los RCU en el tiempo quirúrgico de este tipo de cirugía.

Material y métodosProcedimiento quirúrgico

En los últimos 20 años (1993-2012) el Centro Internacional de Restauración Neurológica (CIREN) ha realizado 952 NEF en Cuba para el tratamiento de trastornos del movimiento, como la enfermedad de Parkinson, distonías y otros. Para esto, además de la guía con imágenes de tomografía axial computarizada, se ha utilizado la guía de los RCM con un semimicroelectrodo USK-100 (100kOhmio a 1kHz) (Egg Co., Unique Medical Group, Japón), un bioamplificador y un programa informático para ordenador personal, para el registro, grabación, análisis y procesamiento de las señales, con resultado gráfico directo, espacial y anatómico, así como para el planeamiento final de las acciones terapéuticas, conocido como NDRS22,23 ( IREN, Cuba) (figs. 1 y 2) y utilizado también en otros lugares desde hace décadas34,35. Las evaluaciones de los resultados clínicos de estas cirugías se encuentran publicadas utilizando las escalas de evaluación internacionalmente aceptadas, avalan la efectividad de toda la técnica quirúrgica empleada (incluida la guía de los RCM usando el NDRS) y reportan los índices de morbimortalidad realmente bajos alcanzados33,38–40.

Figura 1.
(0,29MB).

Vista del NDRS. En la ventana superior presenta 2 muestras de 2s de la señal de RCM registrada fuera y dentro del NST. En las 3 ventanas inferiores muestra la representación de la posición espacial del trayecto del electrodo de registro (línea inclinada) en vistas sagital, coronal y axial (de izquierda a derecha), más el comportamiento espacial de la AEI de las muestras de señal grabadas a lo largo del trayecto (gráfico inclinado sobre la representación del trayecto), además de los 3 cortes de un atlas anatómico cerebral (ajustados al paciente), correspondientes a un punto del trayecto (0mm en este caso).

Figura 2.
(0,21MB).

Ventana del NDRS mostrando, sobre un corte sagital del atlas, la posición espacial de 3 trayectos: 2 del electrodo de registro (identificados como C y D, y con el correspondiente gráfico de la AEI de las señales registradas a lo largo de cada uno de ellos) y un trayecto (E1) de un tetraelectrodo de estimulación cerebral profunda (DBS) (con la representación de los contornos de sus 4 polos). Se muestra además un gráfico milimetrado del plano axial de las comisuras cerebrales (CA y CP) con las proyecciones de los puntos de referencia (0mm) de cada trayecto, todo el trayecto D y su punto (a 2mm) donde se ha situado un cursor (recta que une en él el trayecto y su AEI), así como los reportes de la posición de ese cursor en la tabla superior derecha y en la barra inferior.

Las señales de los RCM suelen ser bastante estacionarias y ergódicasa en el tiempo, cuando ya se estabilizan y están libres de interferencias externas y/o del efecto transiente de alguna otra exploración sobre el paciente (ver ejemplo en la figura 1); por lo que matemáticamente los RCM pueden ser correctamente analizados en base al análisis y procesamiento de solo muestras representativas de relativa corta duración, de cada una de las señales registradas.

En la metodología utilizada el electrodo de registro se hace recorrer cada trayecto planificado, deteniéndolo para registrar las señales, primero a saltos de varios milímetros y luego milímetro a milímetro, a lo largo en general de una longitud total de 25 o 30mm33. En cada punto del trayecto donde se detiene la punta del electrodo, se graban y procesan muestras en general de solo 2s de duración de las señales de RCM registradas (lo cual se demostró en la práctica desde 1993 que era más que suficiente para RCM, luego de un tanteo inicial y consulta con el Prof. Chihiro Ohye10). Punto a punto del trayecto del electrodo, el NDRS va calculando y mostrando entonces una representación gráfica de la posición espacial del trayecto desde diferentes vistas (sagital, coronal y axial), más el comportamiento espacial de la AEI de cada una de las muestras de las señales ya grabadas hasta ese momento, además de los cortes de un atlas anatómico cerebral, que mejor corresponden espacialmente al último punto de registro sobre el trayecto en cada momento (o donde el usuario sitúe un cursor de análisis)22,23 (ver mitad inferior de la figura 1). Las variaciones relativas de la AEI punto a punto del trayecto del electrodo permiten identificar de forma objetiva el paso de una estructura cerebral a la siguiente9 (ver figura 2 y parte inferior de la figura 1), por lo que directamente el neurocirujano, observando este gráfico automático, va identificando incluso cuán próximo parece estar ya al blanco quirúrgico esperado y decide también el tamaño del siguiente salto a dar con el electrodo de registro, hasta culminar toda la longitud de interés de cada trayecto33.

Definición de las variables a analizar

El programa informático NDRS, por su diseño, ha capturado automáticamente del ordenador y grabado también junto a los registros electrofisiológicos la hora de inicio de registro de cada muestra de señal grabada y procesada a lo largo de cada trayecto del electrodo. Este dato posee por lo tanto objetividad, libre de toda posible irregularidad, demora, imprecisión o error del personal médico de haber sido recogido manualmente en cada una de las 76.754 muestras grabadas en total, de las señales registradas a lo largo de los 4.296 trayectos explorados en las 952 cirugías realizadas en total.

Aunque el NDRS brinda diferentes formas de procesamiento y análisis de las señales registradas sean de RCM o RCU22,23, con los RCM lo habitual es que, una vez culminada la grabación de la última muestra de señal registrada a lo largo del trayecto, no se requiere de ningún procesamiento o análisis de las señales adicional a la AEI, ni consecuente tiempo adicional. Se puede entonces dar inmediatamente por concluido el trayecto y pasar a planificar un nuevo trayecto de exploración con RCM o accionar el tratamiento terapéutico final de la cirugía en función de todos los hallazgos. Por lo tanto, definiremos como «tiempo por trayecto» (Tiempo/Tray.) el tiempo entre el registro de la primera y última muestra de señal grabada con el NDRS a lo largo de cada trayecto, y depende del tiempo entre el inicio de cada par de registros consecutivos del trayecto y de lo que definiremos como «número de registros por trayecto» (#Reg./Tray.), que es el número total de muestras de señal grabadas a todo lo largo del trayecto (coincidente con la cantidad de puntos del trayecto donde se grabaron muestras de las señales registradas, si fue a razón de una sola muestra grabada por punto del trayecto donde se detuvo al electrodo, que es lo habitual).

La suma de los Tiempo/Tray. de cada uno de los trayectos de RCM realizados en cada cirugía ({Tiempo/Tray.}/Cirug.) puede ser entonces considerada una buena medida del tiempo total que demoró realizar en sí la exploración electrofisiológica con RCM en cada cirugía y dependerá entonces también del número de trayectos realizados por cirugía (#Tray./Cirug.).

Por su parte, definiremos como «tiempo por cirugía» (Tiempo/Cirug.) la diferencia entre la hora de inicio del primer trayecto y la hora de terminación del último de ellos en cada cirugía (diferencia entre la hora de registro de la primera y última muestra de señal grabada en cada cirugía). Este podría ser considerado una medida también del tiempo total que demoró realizar la exploración electrofisiológica con RCM en cada cirugía; pero aquí estarían incluidos también los tiempos necesarios para la planificación y cambio de coordenadas estereotácticas para cada nuevo trayecto, la realización intermedia de otras técnicas colaterales de guía (como la microestimulación cerebral profunda9), así como cualquier otra situación ajena a los RCM en sí mismos (p. ej., eventual sangrado de la herida del paciente, pérdida accidental de la esterilidad de algún instrumental, indisposición momentánea del paciente y/o alteración de alguno de sus parámetros clínicos y la espera por su control farmacológico, etc.), que al no ocurrir en medio de la exploración de un trayecto del electrodo de RCM propiamente no siempre fueron recogidas con el NDRS como observaciones en alguno de los trayectos de registro, y quizá por su poca o nula trascendencia para el paciente tampoco fueron recogidas todas en su historia clínica, o al menos no de forma que se pueda relacionar en tiempo con el desarrollo o no de los RCM, como para poder entonces ser utilizados ahora como criterios objetivos de exclusión en los datos a analizar.

Estadística

Se propone hacer un análisis estadístico descriptivo de esta casuística por separado para cada tipo de blanco quirúrgico abordado: el núcleo ventral intermedio del tálamo (Vim) (122 cirugías en total), el globo pálido interno o medial (GPm) (478 cirugías) y el núcleo subtalámico (NST) (352 cirugías), independientemente del tipo de enfermedad de los pacientes en cada caso (lo que en general no implica mayores diferencias para la metodología general de RCM empleada). Serán calculados así, para las variables Tiempo/Cirug, #Tray./Cirug, #Reg./Tray, Tiempo/Tray. y {Tiempo/Tray.}/Cirug, >los siguientes descriptores estadísticos: la media y su intervalo de confianza para un nivel de certeza estadística del 95% (p=0,05), la desviación estándar, el primer y tercer cuartil y los histogramas de distribución de frecuencia y pruebas de normalidad Shapiro-Wilk tanto para los datos de cada variable como para sus medias.

Para la realización de estos cálculos estadísticos se propone la utilización del programa informático STATISTICA para Windows (StatSoft, Inc.). Para el cálculo del histograma con la distribución de frecuencia de las medias de los datos de cada variable y su prueba cuantitativa de normalidad, se propone formar aleatoriamente y sin repetición (siempre que eso sea posible según el tamaño de la muestra de cada variable) un mínimo de 30 diferentes subconjuntos de datos de cada una de las variables, a los que se les calcularán sus respectivas medias.

Metodología de la inclusión/exclusión de datos

En función del análisis realizado en la propia definición de las variables, sobre los diferentes parámetros de los que dependen, la información de cada uno de ellos disponible con mayor grado de objetividad y los objetivos específicos del presente trabajo, se proponen los siguientes criterios de exclusión de datos para el análisis estadístico descriptivo propuesto:

  • 1.

    Trayectos con registros o muestras grabadas de las señales con duración (Tm) diferente de 2s (pues en la casuística solo se utilizaron valores distintos a este con propósitos específicos, que no forman parte de la metodología habitual, y el Tiempo/Tray. es función también del tiempo entre cada par de registros consecutivos del trayecto y este a su vez también de Tm, por lo que incluir esos casos particulares podría afectar en uno u otro sentido los resultados del análisis estadístico propuesto).

  • 2.

    Trayectos de registro en medio de cuya exploración propiamente existieron situaciones no usuales y no relacionadas directamente con los RCM, pero recogidas con el NDRS en su momento como observaciones (p. ej., eventual sangrado de la herida, pérdida accidental de la esterilidad de algún instrumental, indisposición momentánea del paciente y/o alteración de alguno de sus parámetros clínicos y la espera por su control farmacológico, etc.).

  • 3.

    Todos los trayectos de registro de las primeras 20 cirugías efectuadas por el personal en cada nuevo tipo de blanco quirúrgico abordado (para tratar de excluir así al menos la primera parte de la necesaria curva de aprendizaje del personal, que no es lo representativo para el análisis y objetivos propuestos).

  • 4.

    Todos los trayectos con menos de 5 puntos de registro (#Reg./Tray.<5) (de trayectos fallidos o de prueba), lo cual no es tampoco lo usual para ninguno de los blancos quirúrgicos, pero sí para evitar así que los mismos puedan contribuir en cualquier medida a reducir los valores de Tiempo/Tray. en el análisis estadístico propuesto.

Trayectos en las posiciones registradas simultáneamente con registros cerebrales unitarios

Por otra parte, en la figura 3 se ilustran de forma esquemática las posiciones relativas entre varios trayectos paralelos usualmente explorados con RCU por parte de otros grupos internacionalmente, utilizando para ello varios microelectrodos a la vez24 y reducir así el impacto total de los RCU en el tiempo quirúrgico de este tipo de cirugía. Como se dijo, esto podría conllevar la realización de trayectos que en algunos casos quizá no habrían sido necesarios en función del análisis del resultado de la exploración previa de los otros o incluso de uno solo de ellos. Como esto último es lo habitualmente realizado en el CIREN (a pesar de que el NDRS también podría permitir este registro simultáneo de varios electrodos a la vez), se estudian entonces también en su casuística con RCM las veces en que fue realmente necesario explorar consecutivamente todos los trayectos en las posiciones relativas entre ellos ilustradas en la figura 3 (para cualquier posible valor mínimo de distancia igual de separación). Para esto se propone utilizar los datos de la posición espacial estereotáctica (coordenadas estereotácticas X, Y y Z) del punto de referencia de cada uno de los trayectos del electrodo de registro, grabados y utilizados también por el NDRS para poder mostrar los gráficos espaciales de correlación anatomofisiológica durante cada cirugía (ver figura 2 y parte inferior de la figura 1).

Figura 3.
(0,07MB).

Esquema de las posiciones relativas entre varios trayectos paralelos usualmente explorados con varios electrodos a la vez.

Por la metodología de trabajo seguida hasta el presente, la coordenada axial (Z en el marco estereotáctico empleado) del punto de referencia de cada trayecto nunca fue modificada de un trayecto a otro de una misma cirugía (Z=0 entre todos los trayectos de cada cirugía). Entre los diferentes trayectos explorados sucesivamente en una misma cirugía solo se modificó la posición latero-lateral y/o posteroanterior (coordenadas X e Y, respectivamente) de su punto de referencia, que define así la diferente posición entre los respectivos trayectos de cada cirugía. Para convertir los diferentes valores absolutos de estas coordenadas estereotácticas X e Y en cada paciente y cirugía (que dependen también de la colocación del marco estereotáctico en cada caso) y poder analizar sobre todo las diferentes posiciones relativas latero-lateral (X) y postero-anterior (Y) entre cada uno de los trayectos de una misma cirugía, se propone la siguiente transformación de la posición de cada uno respecto al primero (1) de ellos en cada cirugía:

Xi/1=Xi-X1 para: i=2, 3,… n (n: cantidad total de trayectos en cada cirugía)

Yi/1=Yi-Y1 (i: orden consecutivo de exploración de cada trayecto en cada cirugía)

Se contabilizarán entonces por cada tipo de blanco quirúrgico (NST, GPm, Vim) la cantidad total de cirugías en que, sin haber sido explorados al mismo tiempo, se llegaron a explorar 5 o 4 de cualquiera de los trayectos en las posiciones con respecto al primero de ellos, del esquema de la figura 3 (en cualquiera de sus variantes con respecto a los ejes de coordenadas X e Y); es decir, la cantidad total de cirugías en que:

  • para el caso de 5 trayectos:

    • para los casos en que uno de los posibles segmentos D1 es paralelo al eje X:

      Xi/1=D1/2, y Yi/1=D1/2 para los 4 distintos valores de i diferentes de 1.

    • para los casos en que uno de los posibles segmentos D2 es paralelo al eje X:

      Xi/1=D2, y Yi/1=0 para 2 de los distintos valores de i diferentes de 1 y

      Xi/1=0, y Yi/1=D2 para los otros 2 diferentes valores de i.

  • para el caso de 4 trayectos (excluyendo el trayecto central en la figura 3):

    • para los casos en que uno de los posibles segmentos D1 es paralelo al eje X:

      Xi/1=D1, y Yi/1=0 para un valor de i diferente de 1;

      Xi/1=0, y Yi/1=D1 para otro diferente valor de i, y

      Xi/1=D1, y Yi/1=D1 para el otro 3.er diferente valor de i.

    • para los casos en que uno de los posibles segmentos D2 es paralelo al eje X:

      Xi/1=2D2, y Yi/1=0 para un valor de i diferente de 1;

      Xi/1=0, y Yi/1=2D2 para otro diferente valor de i y

      Xi/1=D2, y Yi/1=D2 para el otro 3.er diferente valor de i.

donde, al formar el segmento D1 y 2 segmentos D2 (de la figura 3) un triángulo rectángulo entre ellos, entonces:
siendo D2, para el caso de 5 trayectos, la menor distancia entre todos los trayectos de cada cirugía y lo mismo sería D1 para el caso de buscar solo 4 posibles trayectos sin el trayecto central en la figura 3.

Para este otro análisis no fue necesario realizar exclusión alguna de los datos, pues no se requiere por la propia naturaleza del análisis a realizar y su objetivo específico propuesto. Además, en todos los casos se dispone en la base de datos acumulada con el NDRS de la posición estereotáctica de cada uno de los 4.296 >trayectos explorados en total con el electrodo de registro, en las 952 cirugías de la casuística 1993-2012.

Como no es poca esta cantidad total de 4.296 trayectos a los que analizar así su posición espacial relativa entre ellos en cada cirugía, se propone realizar este proceso de forma automática, implementando dentro de un pequeño programa informático auxiliar específico este algoritmo de selección y contabilización de las cirugías por la posición relativa de sus trayectos, antes detallado. Este pequeño programa auxiliar específico será validado inicialmente usando tanto un grupo de casos virtuales de prueba con todas las posibles posiciones relativas buscadas de 5 y 4 trayectos (incluso aunque no sean completamente los 5 o 4 primeros trayectos en orden consecutivo), como un relativamente pequeño número de cirugías reales seleccionadas al azar, donde se analice manualmente la posición relativa de los trayectos y se compare entonces el resultado de selección y contabilización o no de cada una de esas cirugías de forma no automática, con el resultado automático obtenido con este programa auxiliar para todos esos mismos casos de prueba. De esta forma se pretende evitar también posibles errores si toda esa cantidad total de cirugías y trayectos en la casuística actual se hubiesen tenido que analizar y contabilizar de forma no automática.

Resultados

Como resultado de la aplicación de los criterios de exclusión de datos propuestos para el estudio estadístico descriptivo del tiempo o demora de los RCM dentro del tiempo quirúrgico total en la casuística 1993-2012, son entonces analizados en total 3.448 trayectos en 805 cirugías (268 trayectos en 87 cirugías en Vim, 1.536 trayectos en 427 cirugías en GPm y 1.644 trayectos en 291 cirugías en NST). En la tabla 1 se reportan los resultados de los descriptores y pruebas estadísticas de estos datos, calculados independientemente por cada uno de los 3 blancos quirúrgicos para las 5 variables propuestas.

Fueron además analizados todos los histogramas con la distribución de frecuencia tanto de los valores de cada una de las variables (ver ejemplos en figuras 4 y 5 para la variable Tiempo/Tray. en GPm y NST, respectivamente) como de las medias de subconjuntos de ellos para cada blanco quirúrgico, observándose que, al igual que los resultados de la prueba de normalidad Shapiro-Wilk, solo las medias de los valores de cada una de las variables seguían aproximadamente una distribución normal (ver tabla 1).

Figura 4.
(0,14MB).

Histograma con la distribución de frecuencia del Tiempo/Tray. en GPm (gráfico de barras) y su distribución normal esperada (curva continua). Se muestra el resultado además de la prueba de normalidad Shapiro-Wilk.

Figura 5.
(0,15MB).

Histograma con la distribución de frecuencia del Tiempo/Tray. en NST (gráfico de barras) y su distribución normal esperada (curva continua). Se muestra el resultado además de la prueba de normalidad Shapiro-Wilk.

Tabla 1.

Tabla con los resultados de los descriptores y pruebas estadísticas calculados independientemente para cada blanco quirúrgico (Vim, GPm y NST) para las variables: tiempo por cirugía (Tiempo/Cirug.) en minutos (min), número de trayectos del electrodo de RCM por cirugía (#Tray./Cirug.), número de registros grabados por trayecto (#Reg./Tray.), tiempo por cada trayecto de RCM (Tiempo/Tray.) y la suma de tiempos por trayectos en cada cirugía (Σ{Tiempo/Tray.}/Cirug.) ambos también en minutos. Desv. Est.: desviación estándar; Int. Conf.: intervalo de confianza de la media para un nivel de certeza estadística de 95% (p=0,05); Medias P. N. Sh-W: nivel de significación estadística (p) obtenido para la prueba de normalidad Shapiro-Wilk para las medias de subconjuntos de los valores de las variables; P. N. Sh-W: nivel de significación estadística (p) obtenido para la prueba de normalidad Shapiro-Wilk para los valores de las variables (recordar que si el resultado de dicha prueba es estadísticamente significativo, entonces debe ser rechazada la hipótesis de que la respectiva distribución es normal

Adicionalmente se estudiaron también en la casuística total las veces en que resultó realmente necesario explorar (aunque no simultáneamente, ni exactamente de forma consecutiva) todos los trayectos en las posiciones relativas entre ellos, que usualmente se están registrando de una sola vez por muchos grupos que usan los RCU con dispositivos para el registro simultáneo de varios trayectos paralelos. El programa informático auxiliar, donde se implementó el algoritmo propuesto de selección y contabilización de las cirugías por la posición relativa de sus trayectos, fue previamente validado usando tanto un grupo de casos virtuales de prueba de todos los tipos posibles como un relativamente pequeño número de cirugías reales seleccionadas al azar, donde en ambos casos se analizaron manualmente sus trayectos y se comparó el resultado de selección y contabilización o no de cada una de esas cirugías, con el resultado automático obtenido con este programa auxiliar para todos esos mismos casos de prueba. Ver ilustración de ello en la figura 6, donde se aprecia en los resultados automáticos a la derecha que el programa fue capaz de seleccionar y contabilizar correctamente también cada uno de esos casos virtuales de prueba con todas las posibles posiciones relativas buscadas de 5 y 4 trayectos (incluso aunque no sean en orden consecutivo). Al quedar entonces así validado este programa auxiliar, se puede garantizar la validez de sus resultados automáticos con el total de cirugías, presentados en la tabla 2, evitando así también posibles errores si toda esa cantidad total de cirugías (952) y trayectos (4.296) se hubiesen tenido que analizar y contabilizar de forma no automática.

Figura 6.
(0,17MB).

Vista del programa informático auxiliar (usado para la selección y contabilización de las cirugías por la posición relativa de sus trayectos) durante su validación inicial, usando los datos de 6 cirugías virtuales con diferentes trayectos (en filas sucesivas). En la primera columna se reporta el número de cirugía e ilustra la posición axial relativa entre ellos determinada por análisis no automático según las coordenadas estereotácticas X e Y de cada trayecto (reportadas en las siguientes 2 columnas). A la derecha se muestran las posiciones buscadas y los resultados de la selección y contabilización automática hecha por el programa con estos 6 primeros casos de prueba.

Tabla 2.

Tabla con la cantidad (#) y porcentaje (%) de las cirugías del CIREN 1993-2012 con trayectos del electrodo de RCM en todas las posiciones relativas entre ellos ilustradas (Pos.), obtenido como resultado al analizar los datos de todas las cirugías con el programa informático auxiliar, desarrollado con el algoritmo propuesto de selección y contabilización de las cirugías por la posición relativa de sus trayectos.)

Discusión

Tanto por los resultados de la prueba cuantitativa de normalidad Shapiro-Wilk (ver penúltima columna en la tabla 1) como por los de la inspección de los respectivos histogramas (ver ejemplos en figuras 4 y 5), se encontró que ninguna de las 5 variables analizadas en los 3 blancos quirúrgicos poseen una distribución normal. Sin embargo, gracias también al relativamente amplio tamaño de las muestras usadas (incluso después de la aplicación de los criterios de exclusión propuestos), se pudo demostrar tanto por los resultados de la prueba cuantitativa de normalidad Shapiro-Wilk (ver última columna en la tabla 1) como por los de la inspección de los respectivos histogramas, que sus medias en todos los casos se aproximan a la distribución normal, supuesta para la validez del cálculo del intervalo de confianza de la media de cada una de las variables. Por lo tanto, estos últimos (reportados también en la tabla 1) pueden ser considerados válidos en todos los casos.

Se puede concluir entonces que, con un nivel de significación estadística de p=0,05 (o 95% de probabilidad o certeza estadística) la media del impacto total del uso de los RCM en el tiempo quirúrgico total (ver Tiempo/Cirug. en la tabla 1) es de menos de: 1h y 40min (88,58±11,08min) en Vim, 1h y 9min (64,55±4,13min) en GPm y 1h y 18min (72,94±4,56min) en NST. Y dentro de ese tiempo, según la media de la suma por cirugía de la variable Tiempo/Tray. ({Tiempo/Tray.}/Cirug. en la tabla 1), correspondió realmente a la exploración electrofisiológica con RCM menos de: 1h y 6min (57,02±8,03min) en Vim, 34min (31,73±1,99min) en GPm y 33min (31,02±1,89min) en NST. Esto es a razón (según la media del Tiempo/Tray. y del #Tray./Cirug. en la tabla 1) de menos de:

  • 20min (18,51±1,31min) por trayecto de RCM, en menos de 4 (3±0,4) trayectos en Vim;

  • 10min (8,82±0,24min) por trayecto, en menos de 4 (3,6±0,2) trayectos en GPm; y

  • 6min (5,49±0,16min) por trayecto, en menos de 6 (5,6±0,2) trayectos en NST.

Y en general, en el 75% de los casos (según los valores del tercer cuartil de cada una de las variables, en la sexta columna de la tabla 1), los RCM implicaron una duración total (Tiempo/Cirug.) de hasta: 1h y 53,5min en Vim, 1h y 24,5min en GPm y 1h y 29min en NST. De ellos, realmente correspondieron a la exploración electrofisiológica con RCM ({Tiempo/Tray.}/Cirug.), en el 75% de los casos, hasta: 1h y 16,2min (menos de 1h y 17min) en Vim; 42,05min (casi 42min) en GPm y 38,43min (menos de 39min) en NST. Esto es a razón de 24,31min por trayecto (Tiempo/Tray.) en el 75% de los casos en Vim (ver tabla 1) y hasta 8min en GPm y 6min en NST en los casos más frecuentes (figs. 4 y 5).

Las diferencias entre los 3 blancos quirúrgicos en el #Tray./Cirug. están determinadas en gran medida por la gran utilidad de la actividad kinestésica10 del Vim para su rápida identificación en unos pocos trayectos, la forma y posición del GPm y la ubicación justo debajo de él del tracto óptico, que ayuda también de forma muy objetiva (mediante el RCM de potenciales visuales evocados) a identificar la zona del GPm que debe ser blanco quirúrgico9 y por el contrario la mayor necesidad de encontrar los bordes del NST en 3 direcciones debido a su forma y posición espacial más compleja33.

Por su parte, en la tabla 1 también se puede apreciar que igualmente con un 95% de probabilidad (p=0,05) la media de la variable #Reg./Tray. es menor de 23 registros por cada trayecto (21,8±0,8) en Vim, 20 (18,9±0,2) en GPm y 16 (15±0,1) en NST. Estas diferencias entre estos 3 blancos quirúrgicos están determinadas en gran medida por la necesidad en Vim de poder explorar sus diferentes circuitos neuronales con actividad kinestésica9,10 a todo lo largo del paso del electrodo por dentro del núcleo, así como identificar también sus núcleos vecinos. En el GPm se procura siempre registrar desde la parte inferior del estriado, el globo pálido lateral o externo, la lámina intermedia del globo pálido, el GPm y el tracto óptico por debajo de este9; mientras que para NST es suficiente algún registro de estriado, tálamo y cápsula interna por encima del NST y milímetro a milímetro solo se registra entonces la entrada, el paso y la salida del electrodo por el mismo, que además es un núcleo de tamaño pequeño33.

Por lo tanto, las diferencias entre los 3 blancos quirúrgicos en el Tiempo/Tray. están determinadas por las diferencias en la cantidad de registros por cada trayecto (#Reg./Tray.) analizadas en el párrafo anterior, además de por la mayor necesidad en Vim de acompañar los RCM con la exploración neurológica del paciente9 y por la estimulación del tracto óptico al final de cada trayecto en GPm (por estimulación fótica en los ojos del paciente)9. Mientras que en NST se reduce en general a solo tomar las muestras de 2s por punto del trayecto y procesar automáticamente con el NDRS su AEI.

Por su parte, las diferencias por blanco quirúrgico de la suma por cirugía de la variable Tiempo/Tray. ({Tiempo/Tray.}/Cirug.) (mayor en Vim, que en GPm y NST) están determinadas por las diferencias de Tiempo/Tray. (que es casi la mitad de Vim, a GPm y de éste a NST), pero también por el #Tray./Cirug. (mayor en NST que en GPm y Vim, como ya también se analizó). A su vez, las diferencias para la variable Tiempo/Cirug. (mayor en Vim, que en GPm y NST y algo mayor en NST que en GPm) están determinadas no solo por las de la suma por cirugía de la variable Tiempo/Tray. ({Tiempo/Tray.}/Cirug.) (cuyas medias son menores en al menos 30min en todos los casos al correspondiente Tiempo/Cirug.), sino también por los tiempos necesarios para la planificación estereotáctica y preparación de cada nuevo trayecto (de ahí que sobre todo en NST con mayor #Tray./Cirug. esta diferencia entre {Tiempo/Tray.}/Cirug. y Tiempo/Cirug. sea incluso mayor de 30min), así como para la realización intermedia de otras técnicas colaterales de guía, independientes de los RCM (microestimulación, etc.) y/o cualquier otra situación ajena a los RCM entre la exploración de trayectos sucesivos (ya ejemplificadas) y no controladas con el NDRS.

En la tabla 1 se aprecia también que los datos en general de las 5 variables analizadas tienen una mayor dispersión (mayor desviación estándar) en Vim, donde también es menor el tamaño de la muestra (n), pues en la casuística 1993-2012 también es menor el número total de cirugías en Vim y ya se analizó que además son también las de menor cantidad de trayectos por cirugía como media. Y en el caso de las 3 variables de tiempo analizadas, ya se explicó además la gran influencia que tiene la exploración neurológica simultánea con los registros, que es necesaria sobre todo en las cirugías de Vim y que es realizada manualmente por el personal médico con gran variabilidad según su destreza y las características propias también de cada paciente.

Por otra parte, de los resultados recogidos en la tabla 2 se puede concluir que del total de 952 cirugías de este tipo en la casuística 1993-2012 solamente en el 4,2% de ellas (3,3% en Vim, 2,3% en GPm y 8% en NST) resultó realmente necesaria (y por eso fue realizada) la exploración electrofisiológica de todos los trayectos en las posiciones relativas entre ellos, que están siendo registradas de una sola vez por los grupos, que internacionalmente usan los dispositivos para RCU con varios electrodos simultáneos24. De hecho, todos los trayectos en algunas de estas disposiciones geométricas precisamente más utilizadas internacionalmente para estos fines24 tuvieron que ser explorados una única vez o ninguna en toda la casuística de estos 20 años (ver tabla 2). Y tómese en cuenta además que en el CIREN, por realizarse cirugía de tipo ablativa33,38–40, donde no hay posibilidad de reversibilidad una vez concluida la lesión terapéutica del blanco quirúrgico localizado, la prioridad en general es explorar cuantos trayectos se consideren necesarios para la localización segura del blanco quirúrgico (a lo que contribuye también este poco tiempo que demora la exploración por RCM de cada trayecto).

Luego, el internacionalmente difundido uso de varios electrodos de registro a la vez para reducir el impacto de los RCU sobre el tiempo quirúrgico total, además de que quizá acrecienta el riesgo de perforación de vasos sanguíneos (riesgo presente para cada trayecto y tal vez también por el hecho de hacerse con varios electrodos a la vez y relativamente poco espaciados entre sí), podría conllevar la realización de muchos trayectos, que en algunos casos quizá no habrían sido necesarios con el análisis del resultado de la exploración previa de los otros o incluso de uno solo de ellos. Ambos aspectos deberían ser tomados en cuenta en una técnica invasiva como esta, donde debería procurarse que los riesgos siempre fueran lo más bajo posibles, según la práctica internacionalmente aceptada, las normas internacionales de seguridad y las regulaciones sanitarias de los países. Y, por otra parte, esto también podría estar influyendo en la preocupación sobre la propia seguridad para el paciente del uso de los registros cerebrales profundos en general4, dado el actual predominio internacional de la técnica de los RCU y el uso con ella de estos dispositivos para varios electrodos a la vez.

Sobre la objetividad de la identificación de las estructuras cerebrales y sus bordes con el RCM, en la figura 1 puede observarse directamente (sin necesidad de ningún procesamiento, discriminación o selección) y de forma objetiva y sencilla (solo por su amplitud general) la diferencia entre las señales de RCM registradas en la zona incerta entre el tálamo y el NST (señal superior en figura 1) y en NST (señal inferior en figura 1). Además, el gráfico del comportamiento espacial a lo largo de cada trayecto del electrodo de registro, de la AEI (procesamiento este automático por el NDRS y sin la selección subjetiva de parámetro alguno), permite localizar también de forma objetiva la posición y los bordes de las diferentes estructuras cerebrales (ver a lo largo de la representación de los trayectos en la figura 2 y parte inferior de la figura 1 el incremento de la AEI al entrar al tálamo, su disminución al salir de este y atravesar la zona incerta, su nuevo incremento aún mayor al entrar y atravesar el NST y su nueva disminución al salir de este; y cómo en la figura 2 esto se replica casi exactamente también en un trayecto diferente relativamente cercano, constatando su objetividad).

Por lo tanto, en esta experiencia de 20 años una demora en el tiempo quirúrgico total, en la mayoría (75%) de los casos de menos de 1h y 17min en Vim, casi 42min en GPm y menos de 39min en NST, en total por el uso de los RCM ({Tiempo/Tray.}/Cirug.) y sus riesgos, resulta completamente aceptable en comparación con los beneficios de poder contar con esta guía adicional en la localización objetiva de los blancos quirúrgicos (figs. 1 y 2) y ponen además a los RCM en una situación práctica ventajosa frente a los hoy tan difundidos RCU, sin tener necesidad tampoco de hacer uso de la exploración de múltiples trayectos de una sola vez, no todos realmente imprescindibles en la mayoría de los casos, al menos según esta experiencia de 20 años. A esto se puede sumar también el ya reconocido3 carácter probablemente superfluo de la precisión con los RCU de localizar una simple célula (neurona), tomando en consideración el tamaño (no micrométrico, sino milimétrico) de los electrodos empleados hoy para el accionar terapéutico final en este tipo de cirugía (fig. 2). Además, los actuales esfuerzos internacionales para poder analizar de forma más objetiva y rápida lo que se reconoce como quizá mucho más importante y seguro, la localización de los bordes de las estructuras cerebrales mediante lo poco de RCM que hay dentro de los RCU (su ruido de fondo) y despreciando o eliminando para ello lo que es precisamente la razón de ser de los RCU (las grandes espigas unitarias)6,14,21, desconocen también los métodos más sencillos de análisis de los RCM propiamente, que están bien establecidos y demostradas en la práctica su objetividad y eficacia ya desde el siglo pasado10.

Un tema de investigación futura podría ser un estudio comparativo más completo entre los RCU y los RCM que preferiblemente pueda ser realizado por un mismo grupo médico, con igual experiencia en ambas modalidades. Aunque el sistema de registro cerebral NDRS utilizado está diseñado para poder ser usado también para RCU (y así lo ha sido esporádicamente por otros grupos), en el CIREN no se cuenta con la experiencia práctica y datos propios en RCU para poder realizar dicho estudio; pero sería posible cualquier colaboración en este sentido que permita arrojar más luz sobre los internacionalmente casi olvidados RCM y evitar que se llegue a prescindir de la guía funcional adicional de los registros cerebrales profundos en este tipo de cirugía solo por las limitaciones propias de los actuales RCU.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

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Las señales estacionarias y ergódicas en el tiempo son aquellas cuyos descriptores estadísticos son constantes a todo lo largo de una muestra finita de ellas de determinada duración y constantes también para diferentes muestras finitas tomadas de las mismas, por lo que basta una cualquiera de esas posibles muestras finitas para su estudio y caracterización matemática.

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