Aparato de asistencia en la cartografía intraoperatoria de las áreas funcionales de la corteza cerebral de un paciente que comprende un dispositivo de control de la actividad eléctrica cortical (100) que comprende una pieza de mano (1) que soporta:

- un electrodo bipolar de estimulación eléctrica (2) de un área de la corteza,

- un electrodo bipolar de recepción de la señal eléctrica (3) en dicha área,

- cada uno de dichos electrodos está conectado mediante un par de hilos conductores que constituyen un cable (4) que atraviesa la pieza de mano (1), a un generador de señales eléctricas de estimulación (300) y a una unidad de procesamiento de las señales detectadas (200)

alojándose dicho cable conductor (4) en una varilla (5) rígida hueca que prolonga la pieza de mano hueca rígida (1) cuyo extremo distal soporta el electrodo de estimulación (2) y cuya parte media el electrodo de recepción (3).

Dispositivo de asistencia para la cartografía intraoperatoria de las áreas funcionales de la corteza cerebral La presente invención se refiere al campo de los instrumentos de asistencia quirúrgica en las intervenciones quirúrgicas, destinados en particular a una asistencia intraoperatoria durante las operaciones de la corteza cerebral.

El documento US-A-2002/00522872 describe un dispositivo de estimulación cerebral que comprende un macroelectrodo de estimulación profunda de las zonas cerebrales y un microelectrodo retráctil de medición de la señal y la respuesta a nivel celular.

Desde hace varios años, la cirugía de la corteza cerebral ha experimentado un desarrollo importante. Se necesitan técnicas de cartografía que permitan distinguir las zonas lesionadas a eliminar de las áreas funcionales que se han de conservar. La exactitud de la localización resulta crucial para evitar daños en las zonas adyacentes al área de tratamiento. Actualmente, la estimulación eléctrica directa intraoperatoria de la corteza cerebral se ha convertido en la técnica de cartografía más precisa para identificar determinadas áreas funcionales durante la exéresis de lesiones subyacentes. Para ello, el cirujano utiliza un electrodo de estimulación asociado a un generador de impulsos simple para transmitir a la corteza una corriente eléctrica de baja intensidad. La excitación de las neuronas implicadas produce un impulso nervioso que provoca una actividad muscular. Dicha actividad, controlada visualmente o con un electromiógrafo, puede delimitar las áreas válidas y las zonas inactivas.

A pesar del evidente interés de esta técnica, adolece de un gran inconveniente que puede ser muy perjudicial para la salud del paciente. Efectivamente, se ha constatado que la estimulación eléctrica directa de la corteza cerebral provoca la aparición de descargas paroxísticas hipersíncronas que anticipan la llegada muy próxima de una crisis epiléptica. Es entonces imprescindible detener la crisis para poder continuar la operación. En general se recurre a la irrigación de la corteza con solución salina fría, con lo que la hipotermia disminuye el metabolismo y la difusión eléctrica que origina la crisis. No se recupera inmediatamente la calma, por lo que es necesario aplazar la continuación de la intervención, debido a la hiperexcitabilidad provocada por la crisis y a la desaceleración del metabolismo como consecuencia del enfriamiento.

Por lo tanto, no se evita la aparición de la crisis, lo que tiene como resultado la interrupción del procedimiento de cartografía y al mismo tiempo se prolonga la duración de la anestesia. Además, se requiere que los equipos quirúrgicos conserven la calma durante las intervenciones en las que se utiliza alta tecnología y se exige una gran precisión.

La presente invención pretende solucionar este problema proponiendo un aparato que incorpora un dispositivo de control de la actividad eléctrica cortical. El término "control" se utiliza en este caso para referirse a la doble acción de aplicar una estimulación determinada en una zona de la corteza y de recoger las señales eléctricas obtenidas, teniendo como objetivo esta acción controlar el nivel de excitación de la corteza cerebral.

Se conoce que, tras una estimulación directa, la actividad eléctrica de la corteza presenta unas anomalías denominadas posdescargas, que aparecen durante los segundos previos a una crisis epiléptica. En principio, resulta posible identificar las posdescargas que indican la aproximación de la crisis registrando la actividad eléctrica de la corteza. Se conoce asimismo que mediante un fenómeno de incorporación paulatina de las neuronas corticales, la aparición de una crisis generalizada se puede tener como origen una estimulación localizada. Resulta, por lo tanto, esencial detectar los signos precursores de la crisis lo más cerca de la zona de estimulación con el objetivo de evitar la misma. Para ello resulta necesario registrar la actividad eléctrica lo más cerca posible del lugar de estimulación y determinar mediante el aumento gradual de la intensidad de la estimulación el valor mínimo a partir del que se produce la aparición de las posdescargas.

Es a partir de este análisis, que se ha concebido crear una herramienta que permita en un solo paso estimular una zona cortical y controlar la actividad eléctrica en las áreas próximas. Cuando se detecta una anomalía, el cirujano recibe inmediatamente la información, a fin de que pueda intervenir inmediatamente del modo más adecuado antes de que se presente la crisis.

La presente invención se refiere a un aparato según la reivindicación 1 que comprende un dispositivo que permite realizar simultáneamente en la misma área, una estimulación eléctrica y la detección de la actividad eléctrica cortical. Se refiere asimismo a un aparato integrado que permite el control automatizado de la actividad eléctrica cortical, gracias a unos medios de grabación y de procesamiento de los datos obtenidos. Por último, se refiere a la aplicación del dispositivo y del aparato en cuestión para la detección precoz de anomalías eléctricas corticales durante las intervenciones quirúrgicas utilizando la estimulación cortical directa.

La pieza de mano del dispositivo se define como la parte por la que se sujeta un instrumento o una herramienta, tal como un mango o un asa. Puede adoptar cualquier forma y tamaño que resulte compatible para sujetar cómodamente con la mano para garantizar una manipulación segura del instrumento. Por ejemplo, puede adoptar la forma general de un cilindro o de un tubo, o cualquier otra forma ergonómica. Está atravesado completamente por

un alma que permite el paso del cable conductor que conecta los electrodos con los medios de transmisión de las señales recibidas y emitidas. El usuario puede manipular de este modo el dispositivo integrado en el aparato de la presente invención sin que el cable lo estorbe o se deteriore. El cable está aislado eléctricamente y cada uno de los cuatro hilos está envuelto independientemente según las técnicas de aislamiento conocidas.

El cable conductor se aloja en una varilla rígida hueca que extiende la pieza de mano, cuyo extremo distal soporta el electrodo de estimulación y cuya parte media soporta el electrodo de recepción. El dispositivo integrado en el aparato según la presente invención se puede sujetar y ajustar de este modo permaneciendo a una cierta distancia de la zona de intervención, a fin de no impedir el acceso a otros instrumentos u ocultar el campo útil. Debido a la rigidez de la varilla constituye un elemento intermedio entre la pieza de mano y los electrodos asociados a la misma. Sirve asimismo de conducto para el cable conductor hasta los electrodos. De hecho, tras cruzar la pieza de mano y la varilla hueca, se conectan dos hilos conductores con el electrodo de estimulación dispuesto en el extremo distal de la varilla, mientras que los otros dos hilos conductores se conectan con el electrodo de recepción en la zona media de la varilla.

Según una forma de realización particular, el electrodo de estimulación adopta la forma de una horquilla de material conductor apta para aplicarse en los tejidos corticales. Se utiliza preferentemente el acero inoxidable de grado médico. El extremo de púas de la horquilla puede comprender un hemisferio pulido.

Según una característica preferida, el electrodo de recepción se mantiene en la varilla mediante una unión deslizante. De este modo, resulta posible regular la distancia que separa el electrodo de estimulación y el electrodo de recepción de tal modo que ambos entran en contacto con un área lo más pequeña posible de la corteza cerebral.

Según otra característica preferida, el electrodo de recepción se mantiene en la varilla mediante una conexión orientable. De este modo se pueden mantener los dos electrodos en contacto con la corteza, incluso cuando el dispositivo integrado en el aparato según la presente invención se ha de desplazar o inclinar de un modo distinto con respecto a la superficie cortical.

Según una forma de realización ventajosa de la presente invención, el electrodo de recepción está constituido por dos hilos de material conductor apto para entrar en contacto con los tejidos corticales, manteniéndose dichos hilos sustancialmente paralelos al eje de la varilla mediante una barra de unión.

Por ejemplo, el electrodo de la recepción se puede realizar con dos hilos sustancialmente rectos y rígidos, cada uno de los mismos unido a la barra a cada... [Seguir leyendo]

1. Aparato de asistencia en la cartografía intraoperatoria de las áreas funcionales de la corteza cerebral de un paciente que comprende un dispositivo de control de la actividad eléctrica cortical (100) que comprende una 5 pieza de mano (1) que soporta:

- un electrodo bipolar de estimulación eléctrica (2) de un área de la corteza,

- un electrodo bipolar de recepción de la señal eléctrica (3) en dicha área,

- cada uno de dichos electrodos está conectado mediante un par de hilos conductores que constituyen un

cable (4) que atraviesa la pieza de mano (1) , a un generador de señales eléctricas de estimulación (300) y a una unidad de procesamiento de las señales detectadas (200)

alojándose dicho cable conductor (4) en una varilla (5) rígida hueca que prolonga la pieza de mano hueca rígida (1) cuyo extremo distal soporta el electrodo de estimulación (2) y cuya parte media el electrodo de 15 recepción (3) .

2. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque el electrodo de estimulación (2) adopta la forma de un horquilla (6) de material conductor apto para aplicarse a los tejidos corticales.

3. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el electrodo de estimulación (3) se mantiene en la varilla (5) mediante una conexión deslizante.

4. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el electrodo de recepción (3) se mantiene en la varilla (5) mediante una conexión orientable. 25

5. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el electrodo de recepción (3) está constituido por dos hilos (7) de material conductor apto para entrar en contacto con los tejidos corticales, manteniéndose dichos hilos sustancialmente paralelos al eje de la varilla (5) mediante una barra de conexión (8) .

6. Aparato según la reivindicación 5, caracterizado porque el electrodo de recepción (3) está constituido por dos hilos (7) sustancialmente rectos y rígidos, cada uno de los mismos unidos a la barra (8) por ambos lados de la varilla (5) mediante una articulación pantográfica (9) estabilizada mediante un elemento de muelle (10) .

7. Aparato según la reivindicación 5, caracterizado porque el electrodo de recepción (3) está constituido por dos hilos (7) circulares y flexibles fijados a la barra (8) por ambos lados de la varilla (5) .

8. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende uno o más de los siguientes accesorios:

- por lo menos un electrodo bipolar de recepción electromiográfica (11) ,

- por lo menos un sensor de movimiento piezoeléctrico (12) ,

- un electrodo de referencia remota (13) ,

- una antena (14) para detectar las altas frecuencias emitidas en el entorno del aparato.

45 9. Aparato cualquiera de las reivindicaciones 1 u 8, caracterizado porque el generador (300) de señales eléctricas de estimulación es un generador de señales de onda cuadrada bifásicas digitalizadas, conectado al electrodo de estimulación (2) .

10. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1, 8 o 9, caracterizado porque la unidad de procesamiento 50 de señales (200) comprende:

- unos medios de amplificación diferencial (201) de las señales procedentes de los electrodos y de los sensores,

- unos medios de filtración (202) que eliminan las señales de interferencia.

55. unos medios para la digitalización (203) de las señales filtradas.

11. Aparato según la reivindicación 10, caracterizado porque dichos medios de filtración comprenden un microcontrolador (204) apto para interrumpir la recepción de señales cuando la antena (14) detecta frecuencias altas en el entorno del dispositivo.

12. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 10 o 11, caracterizado porque comprende unos medios para la digitalización de las señales (203) en tiempo real.

13. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque comprende unos medios para 65 la digitalización de las señales (203) según una frecuencia superior a 1000 Hz.

14. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque comprende unos medios de presentación en tiempo real de los valores numéricos obtenidos, mediante una visualización gráfica (401) o una emisión sonora (402) .

15. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14 caracterizado porque comprende un teclado de control (500) manual y una unidad central (600) de procesamiento y almacenamiento de los datos necesarios para el control automático de las funciones del aparato.

16. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 15, caracterizado porque comprende además unos 10 medios para registrar los valores y realizar una copia de seguridad (700) de los valores numéricos obtenidos.

FIGURA 1

FIGURA 2

FIGURA 3