Caracterización de la señal de presión intracraneal y estudio de su relación con la respuesta a la implantación de un shunt en pacientes con hidrocefalia

Abstract

El objetivo de este Trabajo Fin de Grado fue analizar las características espectrales de las señales PIC en pacientes con Hidrocefalia para estudiar las posibles diferencias entre aquellos pacientes que respondieron positivamente a la implantación de un shunt y los que no. Con este fin, se analizó la señal PIC de un total de 62 pacientes con Hidrocefalia sometidos a la implantación de un shunt, evaluándose en todos ellos la respuesta al tratamiento un año después de la cirugía. El análisis espectral de las señales se realizó en base a tres parámetros: frecuencia mediana, potencia relativa y entropía de Shannon. Estos parámetros se analizaron en dos bandas frecuenciales: B1 (0.15-0.3 Hz) y B2 (0.67-2.5 Hz). La primera, está relacionada con la componente respiratoria de la PIC, mientras que la segunda se asocia con la componente cardíaca. Asimismo, se distinguieron cuatro etapas en cada registro, relacionadas con las fases del test de infusión (basal, inicio de infusión, meseta y recuperación). El promedio de los tres parámetros fue obtenido para cada registro con el fin de identificar diferencias en las distribuciones de los pacientes que respondieron a la cirugía y aquellos que no. Además, se aplicaron métodos cualitativos y cuantitativos, basados en test estadísticos, para comparar ambas poblaciones en cada fase del test de infusión. No se apreciaron diferencias significativas entre los dos grupos de pacientes para los parámetros estudiados. Por ello, es necesario continuar la investigación en el futuro empleando nuevos parámetros espectrales y no lineales para tratar de determinar si alguno de ellos permite predecir satisfactoriamente la respuesta de un paciente a la implantación de un shunt.

Hydrocephalus is a disease characterised by a significative accumulation of cerebrospinal fluid (CSF) and an increase of the intracranial pressure (ICP). It can appear at any age as a consequence of serious head injuries or as a result of other diseases. However, it can also appear without an evident cause (Idiopathic Hydrocephalus). The implantation of a shunt, which can reduce the pressure draining the excess of CSF in the brain, is the commonly accepted treatment. However, not all the patients have a positive response. Hydrodynamic tests, like infusion test, are used to evaluate each case. In infusion tests, ICP is deliberately increased and monitored for the purpose of evaluating the hydrodynamic cerebral response. However, the infusion test does not correctly predict the response to shunting. It is necessary to use alternative methods to better understand the pathophysiological processes associated with hydrocephalus. The main objective of this Final Degree Project was to analyse the spectral characteristics of ICP signals in patients with hydrocephalus in order to evaluate the differences between patients with a positive response to shunting and those with a negative. Sixty-two ICP signals of patients with hydrocephalus were studied for this purpose. The response to shunting was evaluated one year after surgery in all patients. The spectral analysis performed in this study was based on three parameters: median frequency, relative power and Shannon entropy. These parameters were studied in two frequency bands: 𝐵1(0.15-0.3 Hz), related to respiratory blood pressure oscillations and 𝐵2 (0.67-2.5 Hz) related to ICP pulse waves. Additionally, four artefact-free phases were analysed in each ICP recording, related to the different stages of infusion tests (basal, infusion, plateau and recovery). For each recording, the three parameters were averaged in order to study the differences in the distributions of those patients who responded positively to shunting and those who did not. Likewise, both groups were compared in each phase of the infusion test using qualitative and quantitative methods, as well as statistical tests. No statistically significant differences were found between both groups using these parameters. Further studies are needed in order to determine whether other spectral and non-lineal parameters can be useful to predict the response to shunting.