La Bioimpedancia Eléctrica como herramienta para el Monitoreo del Daño Cerebral en ECV: The Electrical Bioimpedance as a tool for the Monitoring of the Cerebral Damage in Cerebrovascular Diseases

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 unilateral 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 introdujo un índice de asimetría eléctrica hemisférica que permite determinar la localización aproximada de la región dañada dentro del hemisferio dañado, el cual fue evaluado para varias conductividades y volúmenes de lesión. Se obtuvo un valor negativo para la isquemia (amplitud del potencial en el hemisferio isquémico mayor que en el hemisferio intacto), mientras que para la hemorragia se obtuvo un valor positivo. 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 eléctric en la superficie. Palabras claves: Bioimpedancia; Daño cerebral; Modelo numérico de cabeza humana Disturbance of the blood supply to the brain is the main cause of cerebrovascular disease. This disturbance may be due to ischemia (thrombosis, arterial embolism) or to hemorrhage. In this study, the feasibility and potentialities of the electrical bioimpedance technique for monitoring unilateral brain damage was analyzed using a computerized model. The simulations were performed on a hemispheric numerical model of the human head. The electric potentials were obtained by solving Laplace's equation in the frequency domain. A hemispheric electrical asymmetry index was introduced that allows determining the approximate location of the damaged region within the damaged hemisphere, and its evaluation was performed for several conductivities and lesion volumes. A negative value was obtained for ischemia (potential amplitude in the ischemic hemisphere greater than in the intact hemisphere), whereas for hemorrhage a positive value was found. The simulations revealed that variations in electrical conductivity and the volume of damaged tissue have an effect on the hemispheric asymmetry of electrical potential at the surface. Keywords: Bioimpedance; Brain damage; Numerical model of the human hea