New methodology for functional transcranial Doppler during an unimanual

INTRODUÇÃO: O Doppler Transcraniano funcional pode avaliar mudanças na velocidade do fluxo sanguíneo encefálico associadas a tarefas cognitivas e/ou sensitivo-motoras. Mede de maneira indireta a atividade metabólica de regiões cerebrais, segundo o princípio do acoplamento neurovascular. Os objetivos deste estudo foram: desenvolver um novo método de análise de Doppler transcraniano funcional para análise da lateralização hemisférica e verificar a capacidade deste novo método em diferenciar a lateralização hemisférica durante a execução de uma tarefa motora unimanual por indivíduos saudáveis. Adicionalmente, a lateralização hemisférica foi correlacionada com a preferência manual nestes indivíduos. MÉTODOS: Treze indivíduos saudáveis foram submetidos a um exame de Doppler transcraniano funcional durante uma prova de ativação motora manual (oposição de dedos). As sessões de Doppler transcraniano funcional foram realizadas com aparelho Doppler-Box Transcranial Doppler Unit. A prova manual compreendeu uma sequência de movimentos de oposição do primeiro e segundo dedos (thumb-tofinger opposition movement) realizado por uma mão e depois pela outra, em uma frequência de 1 movimento por segundo (1Hz) fornecida por um metrônomo digital. Durante a execução dos movimentos, foram insonadas simultaneamente as artérias cerebrais médias direita e esquerda. Para interpretação dos dados de Doppler transcraniano funcional desenvolvemos um novo programa de análise denominado FDAT, que tem vantagens de sofrer mínima influência de artefatos de ruído no sinal e de não assumir um formato pré-determinado da resposta hemodinâmica cerebral. Foi calculado um índice de lateralização (IL) como a diferença entre a velocidade relativa média da época de ativação e a velocidade relativa média da época de repouso para cada prova motora. Foi calculada a diferença dos valores de IL (ILe - ILd) provenientes da análise com cada método, obtendo-se um índice de ativação, próprio de cada sujeito. A comparação do índice de ativação durante a movimentação da mão direita, e durante a movimentação da mão esquerda, foi feita com o teste de Wilcoxon. A correlação entre o índice de ativação e a preferência manual avaliada pelo Inventário de Edimburgo foi avaliada pelo coeficiente rho de Spearman. RESULTADOS: Houve uma diferença estatisticamente significante entre o IA obtido durante a movimentação da mão direita ou da mão esquerda (p=0,02). Houve correlação estatisticamente significante entre a preferência manual e a assimetria na lateralização hemisférica identificada pelo Doppler Transcraniano funcional (rho = 0.85, p < 0.001). CONCLUSÕES: A análise do Doppler Transcraniano funcional mostrou-se viável pelo método proposto, capaz de avaliar o grau de lateralização hemisférica em uma prova de ativação motora, com boa correlação com a preferência manual. Trata-se de uma ferramenta prática, não invasiva e de baixo custo para a avaliação da lateralização hemisférica em determinadas provas funcionaisINTRODUCTION: Functional transcranial Doppler is a method for the assessment of changes in blood flow velocity of the middle cerebral artery. An asymmetric increase in blood flow velocity is a marker of hemispheric lateralization during unimanual motor task performance. The aims of this study were to propose a novel and efficient method for functional transcranial Doppler analysis based on cubic smoothing splines, and to verify the ability of this method to identify hemispheric lateralization during unimanual motor task performance in healthy subjects. In addition, hemispheric lateralization was correlated with handedness in these subjects. METHODS: Thirteen healthy subjects participated in the study. Blood flow velocities in the right and left middle cerebral arteries were recorded using functional transcranial Doppler during a finger-tapping task with either the right or left hand. Data were analyzed with a multi-step new method that included: baseline determination, raw data normalization, smoothing, lateralization Index calculation, definition of rest and motor task epochs and activation Index calculation. A positive activation Index reflects right-hemisphere lateralization and a negative activation index, left hemisphere lateralization. RESULTS: There was a statistically significant difference between the activation index obtained during right or left hand movements (p=0.02). Hand dominance was significantly correlated with asymmetry in hemispheric lateralization assessed with functional transcranial Doppler (rho = 0.85, p