Pre and postoperative neurophysiological evaluation in patients treated with cranioplasty

Introdução: A craniectomia descompressiva (CD) é um procedimento que salva vidas. Muitas vezes, o acidente vascular encefálico isquêmico (AVEi) ou o traumatismo cranioencefálico (TCE) causam edema cerebral significativo e aumento da pressão intracraniana, que podem ser tratados com a CD. No entanto, esta pode causar anormalidades cosméticas e funcionais. A cranioplastia pode melhorar as disfunções neurológicas nesses pacientes paralelamente à melhora no fluxo sanguíneo cerebral, achado que não explica toda a fenomenologia envolvida. Não há dados sobre a integridade e a funcionalidade dos circuitos corticais e das vias de projeção somatossensoriais. Objetivos: Avaliar a excitabilidade cortical e os potenciais evocados somatossensitivos (PESS) antes da cranioplastia e após esta e sua correlação com os desfechos clínicos e neuropsicológicos; quantificar as alterações morfométricas e de radiodensidade encefálicas. Métodos: Coorte prospectiva incluindo pacientes vítimas de AVEi ou de TCE resultando em edema cerebral significativo com indicação de craniectomia descompressiva. Os pacientes foram avaliados antes e 6 meses após a cranioplastia em termos de: excitabilidade cortical (inibição intracortical de intervalo curto IICIC) com a técnica de estimulação magnética transcraniana (EMT); tempo de condução central com a técnica de potencial evocado somatossensitivo (PESS); habilidades visuoconstrutivas usando o Teste dos Cubos e as Figuras Complexas de Rey-Osterrieth; dependência funcional com o índice de Barthel e a escala de Rankin modificada e achados morfométricos por meio da tomografia computadorizada de crânio. Foram registrados dados demográficos, neurológicos e neuropsicológicos. Resultados: Foram avaliados 37 pacientes. Após a cranioplastia, houve melhora da funcionalidade de acordo com o índice Barthel (p = 0,013) e do desempenho neuropsicológico de acordo com o Teste dos Cubos (p = 0,010) e as Figuras Complexas de Rey-Osterrieth (p = 0,035). Achados semelhantes foram observados no subgrupo de pacientes com TCE. Os parâmetros neurofisiológicos da IICIC e o tempo de condução central não mudaram significativamente (p > 0,05), embora a IICIC tenha se aproximado dos valores normais. Foram observados aumento da espessura do lobo frontal ipsilateral à falha óssea (p = 0,019), redução do desvio das estruturas da linha média (p = 0,011) e maior evidência dos sulcos corticais (p = 0,031). Discussão: Este é o primeiro estudo que mostra diferenças nos circuitos corticais e nas vias de projeção somatossensoriais, evidenciando tendência de redução da inibição intracortical. Houve melhora significativa dos escores visuoconstrutivos, da arquitetura do parênquima encefálico como aumento da espessura do lobo fontal, diminuição do desvio da linha média e do efeito compressivo sobre as estruturas corticais. Este estudo forneceu dados adicionais para o conhecimento da fisiopatologia da recuperação neurológica após a cranioplastia. No futuro, esses achados podem ser incorporados aos fatores prognósticos para definir o potencial de recuperação neurológica induzida pela cranioplastia. Conclusão: Após a reconstrução craniana, houve uma tendência à normalização da IICIC e uma importante melhora dos escores visuoconstrutivos, da funcionalidade e da arquitetura parênquima encefálico. Os achados sugerem que a reconstrução craniana pode melhorar a recuperação neurofisiológica de modo semelhante à observada nos estudos cerebrovascularesIntroduction: Decompressive craniectomy (DC) is a life-saving procedure. Very often malignant stroke or traumatic brain injury (TBI) causes significant edema and an increase of intracranial pressure that can be treated with DC. However, craniectomy may cause cosmetic and functional abnormalities. Cranioplasty may improve neurological dysfunctions in these patients and in their cerebral blood flow, a finding that does not explain all the phenomenology involved. There are no data about the integrity and the functionality of the cortical circuits and somatosensorial central nervous system pathways. Objectives: To evaluate cortical excitability and somatosensory evoked potential (SEP) findings before and after cranioplasty and its correlation with clinical and neuropsychological outcomes; to quantify brain morphometric and radiodensity changes. Methods: A prospective cohort was carried out including patients suffering from massive middle cerebral artery stroke or TBI resulting in brain edema that required DC. The patients were evaluated before and 6 months after cranioplasty in terms of cortical excitability (short-interval intracortical inhibition SICI) with transcranial magnetic stimulation (TMS) technique; time of central conduction with somatosensory evoked potential (SEP) technique; visuoconstructive abilities using Rey-Osterrieth Complex Figures and Cube\'s Test; physical dependence and daily life activities scored by the Barthel index and the modified Rankin scale; morphological findings on brain CT scan. Demographic, neurological, and neuropsychological data were recorded. Results: Thirty-seven patients were evaluated. After cranioplasty, there was an improvement of the functionality according to the Barthel index (p = 0,013) and of the neuropsychological performance according to the Cube Test (p = 0.010) and the Rey-Osterrieth Complex Figures (p = 0.035). Similar findings were observed in the TBI subgroup of patients. The neurophysiological parameters of SICI and central conduction time did not change significantly (p > 0.05), although SICI approached normal values. There was an increase of frontal lobe thickness ipsilateral to the cranial reconstruction (p = 0.019), a decrease in midline brain shift (p = 0.011), and greater evidence of the cortical sulci (p = 0.031). Discussion: This is the first study showing differences in cortical networks and somatosensorial projection functionality. There was a trend towards reduction of intracortical inhibition. There was significant improvement of visuoconstructive scores and brain parenchyma architecture, such as increased frontal lobe thickness, reduction of midline structures shift, and a lesser compressive effect on cortical structures. This study provides additional data to understand the pathophysiology of neurological recovery after cranioplasty. In the future, these findings may be incorporated into prognostic factors and help delineate the degree of possible neurological improvement induced by cranioplasty. Conclusion: After cranial reconstruction, there was a tendency for SICI to become normal and an important improvement of visualconstructive scores, physical functionality, and brain parenchymal architecture. These findings suggest that cranioplasty may improve neurophysiological recovery in a similar way to that observed in cerebrovascular studie