Estimación de la conductividad del cráneo y cuero cabelludo mediante tomografía de impedancia eléctrica

MARIANO FERNÁNDEZ CORAZZA; LEANDRO BELTRACHINI; NICOLÁS VON ELLENRIEDER; CARLOS MURAVCHIK

La Plata

Jornada; Segundas Jornadas de Investigación y Transferencia; 2013

Facultad de Ingeniería, UNLP

Conocer los valores de conductividad eléctrica de los tejidos que conforman la cabeza humana es necesario para poder construir modelos confiables que permitan una mayor precisión en la caracterización de fuentes de actividad neuronal. Esto es útil, por ejemplo, en el caso de epilepsias focales, o bien para hallar zonas de actividad neuronal relacionadas con diversos estímulos. Existen técnicas que tratan de resolver este problema de manera no invasiva basándose en mediciones tomadas sobre el cuero cabelludo, pero para utilizarlas es necesario contar con un modelo eléctrico de la cabeza que en muchos casos se reduce a un mapa de la conductividad eléctrica.EIT es una técnica que se basa en inyectar una pequeña corriente en un cuerpo y medir el potencial eléctrico resultante sobre la superficie mediante un arreglo de sensores. Entre sus diversas aplicaciones, puede ser utilizada para estimar la conductividad eléctrica de la cabeza. El mayor problema es la baja resolución espacial del mapa de conductividad resultante obtenido a partir de EIT. En este trabajo se analiza combinar la información anatómica estructural de imágenes de resonancia magnética (RM), con la técnica de EIT. A partir de las imágenes de RM se segmenta la cabeza en diferentes tejidos, en los que se supone una conductividad eléctrica homogénea. Se utiliza entonces la técnica de EIT para realizar una estimación paramétrica de la conductividad del cuero cabelludo y del cráneo. Este último está mayormente conformado por dos subcapas externas de hueso compacto y una interna de hueso esponjoso que no poseen un espesor uniforme a lo largo del mismo por lo que la conductividad pierdehomogeneidad. A su vez existe anisotropía ya que la conductividad tangencial a través de la capa esponjosa es mayor que la transversal o radial. Un fenómeno similar ocurre en el cuero cabelludo donde existen zonas con músculos, los cuales presentan una mayor conductividad en la misma dirección que la de las fibras que los componen.En resumen, se propone utilizar EIT como herramienta no invasiva para estimar una pequeña cantidad de parámetros que son las conductividades homogéneas equivalentes de los principales tejidos de la cabeza, isótropas o anisótropas dependiendo del modelo que se quiera construir. Se obtendría como resultando un mapa de conductividades de excelente resolución espacial, dada por las imágenes de RM, y con valores de conductividades específicos para cada individuo al ser medidos in-vivo.