Un protocolo estandarizado para el mapeo motor funcional utilizando estimulación magnética transcraneal navegada

Presentamos un protocolo estandarizado para el mapeo motor y la evaluación del tracto corticoespinal utilizando TMS navegado combinado con DTI, adecuado para la planificación neuroquirúrgica y la investigación en neuroplasticidad. Aunque la estimulación eléctrica directa intraoperatoria es el estándar de oro para el mapeo motor, los métodos preoperatorios existentes son limitados. Se requieren métodos mejorados de mapeo motor preoperatorio para ayudar a los neurocirujanos a mejorar su planificación quirúrgica y evaluar mejor los riesgos quirúrgicos.

Este protocolo utiliza TMS navegado para un mapeo preciso de las vías motoras y una mejor planificación quirúrgica. Para empezar, importa imágenes anatómicas cerebrales de alta resolución del sujeto al sistema de neuronavegación para generar una reconstrucción cerebral tridimensional. Marca los puntos anatómicos clave en la resonancia magnética dentro del software de neuronavegación identificando el nasión, el oído derecho y el oído izquierdo.

Ahora, coloca al sujeto en un sillón cómodo con un ligero reclinamiento para reducir la tensión en la espalda. Ajusta el reposacabezas para que soporte la cabeza y el cuello en el inion. Coloca el rastreador de cabeza en la frente del sujeto.

Utilizando el bolígrafo digitalizador, co-registra los puntos anatómicos clave del sujeto con la imagen importada en el software de neuronavegación y refina el registro digitalizando puntos adicionales del cuero cabelludo para la coincidencia de la superficie del cuero cabelludo. Valida la coregistro, asegurando un error de coregistro inferior a tres milímetros. A continuación, ponle un par de tapones para los oídos y lleva protectores para los oídos durante la estimulación.

Luego prepara la piel sobre el músculo objetivo raspándola suavemente con almohadillas de alcohol y luego coloca electrodos superficiales. Coloca electrodos superficiales en los músculos de interés usando un montaje vientre-tendón y el electrodo de tierra en un sitio neutro. Conecta todos los electrodos al amplificador de electromiografía.

Inicia la adquisición de electromiografía y verifica que los músculos estén en reposo. En el volumen cerebral renderizado dentro del software de neuronavegación, ajusta la profundidad de descamación entre 15 y 25 milímetros desde el cuero cabelludo para visualizar óptimamente la anatomía cortical según las características individuales del caso, y luego inicia la unidad estimuladora. Coloca la bobina de estimulación tangencialmente al cuero cabelludo y estabilízala usando una mano en el mango y la otra sobre la superficie de la bobina para mantener un contacto firme durante la reposición.

Estimular a una intensidad suficiente para provocar potenciales revocados motores dentro del rango de amplitud de 100 a 500 microvoltios. Ahora, ajusta la orientación de la bobina según la rama que se esté mapeando. Para la extremidad superior y la cara, mantener la espiral perpendicular al surco central para asegurar una corriente inducida de posterior a anterior.

Para el miembro inferior, orientar la bobina perpendicular a la línea media sagital para generar una dirección de corriente media a lateral. Realiza estimulaciones a lo largo de la región objetivo. Separar los puntos de estimulación entre uno y dos milímetros y muestrear tres líneas paralelas a lo largo del giro.

Espacia cada estimulación al menos 1,5 segundos. Detener el mapeo del recorrido una vez que se hayan registrado entre 20 y 30 potenciales evocados motores por músculo y revisar todos los potenciales evocados motores. A continuación, mostrar las grabaciones usando una escala de color normalizada para identificar el punto caliente de cada músculo, definido como el punto de estimulación que evoca la mayor amplitud potencial evocada motora.

Localiza el área que contiene las respuestas de mayor amplitud y selecciona la respuesta única con mayor amplitud dentro de esa región. Para cada músculo, selecciona el punto caliente para determinar el umbral motor en reposo para almacenar la posición y orientación de la bobina y su uso consistente durante la medición del umbral y determina el umbral motor en reposo para cada músculo. Asegúrate de que el sujeto permanezca completamente relajado sin contracciones musculares involuntarias.

Para cada músculo, realiza la estimulación al 105% al 110% de su umbral motor en reposo. Usando la misma orientación de la bobina que durante el mapeo de trayectoria, reduce el espacio entre puntos de estimulación para obtener una mayor resolución. Delimita los mapas motores funcionales como áreas corticales, donde la estimulación magnética transcraneal navegada genera potenciales evocados motores de 50 microvoltios o más.

Realiza la estimulación hasta que los mapas motores estén bordeados por una o dos líneas consecutivas de sitios negativos que no logran provocar potenciales evocados motores. Asegúrate de que los mapas motores sean elípticos, con pocos puntos negativos en el interior. Para cualquier punto de estimulación negativo dentro del mapa motor, realiza estimulaciones adicionales en diferentes momentos para tener en cuenta los cambios transitorios en la excitabilidad de la corteza motora.

Abre el panel de revisión potencial evocado por motor o el visor de señales en el software de neuronavegación. Inspeccionar cada potencial evocado por motor registrado para corregir amplitud y latencia y ajustar los marcadores si es necesario. Excluye los puntos de estimulación artificial o anormales del conjunto de datos y muestra el mapa motor de cada músculo en formato binario.

Exporta los puntos de estimulación positivos a profundidades de 15, 20 y 25 milímetros en formato DICOM binarizado. Utiliza estos archivos para el seguimiento de fibras, empleando los puntos positivos de estimulación como puntos semilla para la reconstrucción del tracto corticoespinal. Para el análisis del mapeo motor, importa los archivos DICOM de los mapas motores en un software de análisis de imágenes compatible con neuronavegación neuroquirúrgica para la extirpación de tumores cerebrales.

Registrar la imagen anatómica ponderada en T1 con los DICOMs del mapa motor y los archivos de imagen ponderados por difusión. Genera objetos a partir de los DICOM del mapa motor y amplíalos entre uno y dos milímetros para aumentar la sensibilidad. Recorta los mapas motores para excluir las orejas y la nasion y evitar una reconstrucción incorrecta de fibras durante la tractografía.

Dibuja manualmente una región final de interés en el nivel pontina inferior en el mismo lado que el hemisferio cartografiado. Realiza seguimiento de fibras utilizando las regiones de interés del mapa motor como puntos semilla y la región pontina de interés como punto final. Seleccione un algoritmo de tractografía adecuado, como el seguimiento simplificado determinista o la tractografía probabilística, y ajuste los parámetros de seguimiento según el caso específico.

Finalmente, segmenta el tumor cerebral y crea un objeto correspondiente dentro del software de análisis. Mostrar el tracto corticoespinal separado por una parte del miembro usando diferentes colores o como un tracto unificado de todo el mapeo motor. El umbral motor en reposo se determinó en el punto caliente del primer músculo dorsal interósea identificado mediante el mapeo del curso en un sujeto sano, y la posición y orientación del coilo se mantuvieron en la misma ubicación durante el procedimiento utilizando un objetivo de neuronavegación.

El mapeo motor de un sujeto sano reveló representaciones corticales para la extremidad inferior izquierda, la extremidad superior y la cara, con sitios de estimulación positivos codificados por la amplitud potencial evocada motora y sitios negativos mostrados en gris. Se realizó un mapeo cortical motor y la reconstrucción de los tractos corticoespinales en un paciente con metástasis cerebral por cáncer de pulmón que involucró el giro premotor con déficit motor en la extremidad superior. Al combinar la neuronavegación con el cerebro anatómico del sujeto, este protocolo NTMS proporciona una identificación precisa y delimitación de regiones corticales motoras elocuentes en menos de 19 minutos.

La selección cuidadosa de la intensidad de la estimulación es crítica, ya que afecta a la determinación del potencial evocado motor y a la interpretación del mapa motor. El nivel de resultado neto proporciona un mapa conservador que aproxima la estimulación eléctrica directa. Esta técnica se desarrolló inicialmente para proporcionar información funcional clínicamente útil para la planificación quirúrgica.

Además, ahora sabemos que esta técnica puede aplicarse para la evaluación longitudinal de la plasticidad motora en diversos trastornos neurológicos o psiquiátricos.