Ítem
Acceso Abierto
Literary review of the state-of-the-art of local field potential signals, establishing their history and use in the detection of symptoms of parkinson’s disease
Título de la revista
Autores
Triviño Roldan, María Fernanda
Archivos
Fecha
2021-05-26
Directores
Sarmiento-Rojas, Jefferson
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Universidad del Rosario
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Resumen
Los potenciales de campo local (LFP) son señales registradas desde el núcleo subtalámico (STN) o el globo pálido interno (GPi) en pacientes con enfermedad de Parkinson (EP) y otros trastornos del movimiento que han mostrado oscilaciones prominentes en la frecuencia beta (12-30 Hz). La estimulación cerebral profunda (ECP) es una terapia eficaz para la EP cuando la medicación deja de controlar los síntomas. La tecnología ha avanzado y está buscando una manera de clasificar por qué los LFP son biomarcadores importantes para la EP y, a través de ellos, hacer avanzar la tecnología DBS en interacciones de circuito cerrado entre la estimulación, el cerebro humano y las señales. OBJETIVOS Desarrollar un estado de la técnica que permita a los profesionales de la salud conocer el estado actual de la tecnología para registrar las señales del potencial de campo local en el cerebro y su relación con los síntomas de la enfermedad de Parkinson. MÉTODOS Se realizó una búsqueda en la base de datos para obtener la literatura disponible sobre las señales de LFP que implican su correlación con los síntomas de la EP utilizando la tecnología DBS. La búsqueda proporcionó 256 artículos que fueron analizados y filtrados para finalmente obtener 10 artículos de los que se realizaría el estudio principal. Las características de los pacientes, el tipo de procesamiento de señales, el tipo de tecnología, fueron variables estudiadas en cada artículo para poder resumir y brindar una revisión bien redactada. RESULTADOS Se estudiaron y analizaron diez artículos. Se analizaron espectrogramas, gráficos de densidad espectral de potencia, análisis de frecuencia, tipo de terapia, movimientos del paciente. A través de la comparación entre artículos, se consideró que los LFP eran biomarcadores importantes, especialmente para el temblor y la rigidez cuando se apunta a la banda beta. Las señales de LFP también son importantes en la definición del tipo de tratamiento con DBS para el paciente. CONCLUSIONES La tecnología en torno a las señales de LFP está evolucionando rápidamente hacia sistemas DBS automatizados que ayudan a los pacientes con síntomas de EP. Estas señales oscilan de forma distintiva cuando aparecen los síntomas y se ven afectadas por la neuroestimulación y la medicación.
Abstract
Local Field Potentials (LFP) are signals recorded from the subthalamic nucleus (STN) or internal globus pallidus (GPi) in patients with Parkinson's Disease (PD) and other movement disorders that have shown prominent oscillations in the beta (12-30 Hz) frequency range. Deep brain stimulation (DBS) is an effective therapy for PD when medication ceases to control the symptoms. Technology has advanced and is searching for a way to classify why LFPs are important biomarkers for PD and, through them, advance DBS technology into closed-loop interactions between the stimulation, the human brain, and the signals. OBJECTIVES To develop a state-of-the-art that allows health care professionals to know the current state of technology to record the signals of the local field potential in the brain and its relationship with the symptoms of Parkinson's disease. METHODS A database search was performed to get the literature available about LFP signals involving their correlation to PD symptoms using DBS technology. Search provided 256 articles that were analyzed and filtered to finally obtain 10 articles from which the main study would be performed. Patient characteristics, type of signal processing, type of technology, were variables studied in each paper to be able to summarize and provide a well-written review. RESULTS Ten articles were studied and analyzed. Spectrograms, power spectral density graphs, frequency analysis, type of therapy, patient's movements were analyzed. Through the comparison between articles, LFPs were seen to be important biomarkers, especially for tremor and rigidity when the beta band is targeted. LFP signals are also important in the definition of the type of DBS treatment for the patient. CONCLUSIONS Technology around LFP signals is rapidly evolving towards having automated DBS systems that help patients with PD symptoms. These signals oscillate distinctively when symptoms appear and are affected by the neurostimulation and medication.
Palabras clave
Monitoreo de señales eléctricas cerebrales en pacientes con enfermedad de Parkinson , La estimulación cerebral profunda (ECP) como terapia en pacientes con enfermedad de Parkinson (EP) , Potenciales de Campo Local (LFP) como biomarcadores importantes para la identificación de enfermedad de Parkinson (EP) , Uso de LFP en sistemas DBS automatizados para el diagnostico y tratamiento de EP
Keywords
Monitoring of electrical signals in the brain in patients with Parkinson's disease , Deep brain stimulation (DBS) as therapy in patients with Parkinson's disease (PD) , Local Field Potentials (LFP) as important biomarkers for the identification of Parkinson's disease (PD) , Use of LFP in automated DBS systems for the diagnosis and treatment of PD
