Impedance changes detected by electrical impedance tomography during acute and chronic hydrocephalus progression: An experimental animal study

Resumo Técnico: Alterações de Impedância Detectadas por Tomografia de Impedância Elétrica Durante a Progressão da Hidrocefalia Aguda e Crônica

Definição do Problema
O diagnóstico clínico e a avaliação da hidrocefalia dependem atualmente da observação sintomática e de exames de imagem periódicos (TC ou RM). Essas modalidades são insuficientes para o monitoramento contínuo à beira do leito, particularmente para a detecção precoce em casos agudos ou na progressão sutil de formas crônicas. Embora o monitoramento invasivo da pressão intracraniana (PIC) seja eficaz, ele acarreta riscos de infecção e exige condições procedimentais rigorosas. Alternativas não invasivas existentes, como a ultrassonografia (limitada por crânios ossificados em adultos) e a espectroscopia de infravermelho próximo (com atrasos inerentes na resposta), não atenderam plenamente às necessidades clínicas. Há uma necessidade não atendida de um método capaz de capturar prontamente a progressão da hidrocefalia, especificamente o acúmulo anormal de líquido cefalorraquidiano (LCR), que possui uma condutividade elétrica significativamente maior que o tecido cerebral.

Metodologia
O estudo utilizou 24 coelhos New Zealand (2,3–2,7 kg) divididos em um grupo experimental (n=18) e um grupo controle (n=6). O grupo experimental foi subdividido para modelar dois tipos distintos de progressão:

• Subgrupo A (Hidrocefalia Aguda, n=6): A hidrocefalia aguda foi induzida pela injeção intraventricular de 0,5 mL de solução salina a uma taxa de 1 mL/h durante 30 minutos. Este grupo passou por monitoramento simultâneo contínuo por Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) e medição invasiva de PIC.
• Subgrupo B (Hidrocefalia Crônica, n=12): A hidrocefalia crônica foi induzida pela injeção intracisternal de 0,6 mL de suspensão de caolin a 20%. O monitoramento por TIE foi realizado diariamente durante 14 dias, seguido de RM para confirmar o estabelecimento do modelo.
• Grupo Controle (n=6): Recebeu injeções de água estéril através do mesmo método utilizado no Subgrupo B.

Sistema de TIE e Protocolo
O estudo empregou um sistema de TIE de alta precisão desenvolvido autonomamente (FMMUEIT-5), operando entre 1–190 kHz com erro de medição <0,1%. Oito eletrodos foram fixados ao crânio usando parafusos dentários e cobertos com cimento ósseo.

• Protocolo Agudo: O monitoramento contínuo começou imediatamente após a instalação dos eletrodos, capturando dados durante toda a infusão de solução salina.
• Protocolo Crônico: O monitoramento intermitente (10 minutos diários) foi conduzido para rastrear as tendências de impedância ao longo de duas semanas.
• Análise de Dados: As mudanças de impedância reconstruídas foram calculadas usando um algoritmo de mínimos quadrados com um parâmetro de regularização de 0,1. As Regiões de Interesse (ROI) foram definidas como áreas onde as mudanças de impedância excederam 25% da média. A significância estatística foi determinada por testes t pareados (P < 0,05).

Resultos Principais

• Hidrocefalia Aguda: Após a injeção de solução salina, a PIC aumentou significativamente de 5,0 ± 1,0 mmHg para 14,3 ± 0,6 mmHg. Concomitantemente, a impedância cerebral média reconstruída diminuiu aproximadamente 2,25% (P < 0,05). Uma forte correlação negativa foi observada entre a PIC e os valores de TIE (r = −0,949). A imagem de TIE localizou com sucesso a diminuição da impedância no local de injeção do ventrículo lateral esquerdo, demonstrando uma resolução espacial consistente com a patologia real.
• Hidrocefalia Crônica: Dos 12 coelhos no Subgrupo B, 6 desenvolveram hidrocefalia com sucesso (confirmado por RM mostrando dilatação ventricular e regiões de LCR hiperintensas). Esses animais exibiram uma diminuição média nos valores de TIE de aproximadamente 0,75% ao longo do período de 14 dias (P < 0,05). O grupo controle não apresentou mudanças substanciais na TIE.
• Comparação: O sistema de TIE demonstrou maior sensibilidade às mudanças rápidas associadas à hidrocefalia aguda em comparação com a progressão mais lenta da hidrocefalia crônica.

Significância e Alegações
Os autores afirmam que este é o primeiro estudo a explorar o monitoramento dinâmico das mudanças de impedância intracraniana durante a progressão da hidrocefalia aguda e crônica usando TIE. O estudo estabelece que:

1. Viabilidade: A TIE pode monitorar dinamicamente a diminuição da impedância cerebral associada à progressão da hidrocefalia.
2. Correlação: Em ambientes agudos, as mudanças de impedância derivadas da TIE estão fortemente correlacionadas negativamente com a PIC invasiva, sugerindo que a TIE pode refletir a dinâmica de fluidos intracranianos.
3. Resolução Espacial: A imagem de TIE pode fornecer uma indicação aproximada da distribuição espacial das mudanças relacionadas à hidrocefalia, auxiliando potencialmente na identificação de locais de obstrução.
4. Potencial Clínico: Como uma técnica não invasiva, livre de radiação e monitorável continuamente, a TIE possui valor adjuvante para a detecção precoce, avaliação dinâmica da progressão da doença e acompanhamento dos efeitos do tratamento em cuidados neurocríticos.

Os autores explicitamente observam que a TIE não é um substituto para o monitoramento da PIC, pois reflete o conteúdo e a distribuição de fluidos, e não a pressão em si. Eles reconhecem limitações, incluindo o pequeno tamanho da amostra, a alta taxa de falha do modelo crônico (50%) e a resolução espacial relativamente baixa da configuração de 8 eletrodos. Trabalhos futuros propõem focar na avaliação da eficácia da cirurgia de derivação (shunt), integração da TIE com monitoramento multimodal (EEG, NIRS, ONSD) e otimização da fixação dos eletrodos para estabilidade de longo prazo.