Ejercicio (T14).
Resonancia Nuclear Magnética
Una vez vistos los fundamentos de la
imagen por resonancia magnética nuclear, podemos entrar en algunos detalles
importantes:
A.- ¿Calidades de imagen que se obtienen?
¿Resoluciones espacial y temporal? ¿Principales utilidades clínicas del RMN?
Utilización de contrastes...
B.- Resonancia magnética nuclear funcional (RMNf), RMNd, ...
Resonancia magnética nuclear funcional (RMNf)
La RMf es una técnica relativamente nueva y no invasiva que detecta las variaciones en el flujo sanguíneo y en el grado de oxigenación de la sangre como consecuencia a la actividad cerebral.
Las imágenes por resonancia magnética funcional se basan en que al producirse algún proceso mental, las neuronas involucradas requieren de una mayor cantidad de energía. Ante la demanda energética se incrementa la demanda local de oxígeno, causando un incremento gradual de sangre oxigenada (oxihemoglobina) que llega hacia esa región, disminuyendo la concentración de desoxihemoglobina.
Una característica esencial de la molécula de hemoglobina es que sus propiedades magnéticas dependen de su unión con el oxígeno.
Magnetización |
Comportamiento ante el campo magnético. |
|
Oxihemoglobina |
Diamagnética |
Repulsión |
Desoxihemoglobina |
Paramagnética |
Atracción |
La adquisición de imágenes de RMf es posible debido a tres factores:
1) la actividad neuronal en una región específica produce un incremento en el flujo de oxihemoglobina en dicha área
2) la oxi- y la desoxihemoglobina tienen diferentes propiedades magnéticas
3) los valores del tiempo de relajación T2* dependen de las propiedades magnéticas del medio en el que se encuentran los núcleos de hidrógeno. Por lo tanto, si comparamos la señal (proporcional al tiempo de relajación T2*) en una misma región bajo dos condiciones, una de reposo y otra en la que esa región está activa, encontraremos distintos valores. La diferencia puede tomarse como un índice indirecto del grado de actividad neuronal en esa área. Este tipo de señal, llamado contraste BOLD (del inglés Blood Oxygen Level Dependent), es el más utilizado.
Figura. Respuesta hemodinámica. Ejemplo de una respuesta hemodinámica promedio generada por una breve actividad neuronal (curva continua) y el típico modelo de respuesta utilizado en el análisis (curva punteada).
La IRMf tiene una resolución temporal en el orden de algunos segundos, mucho mejor que la de la Tomografía por Emisión de Positrones (PET), pero más baja que la de la electroencefalografía (EEG) y de la magnetoencefalografía (MEG).
El proceso de un estudio de RMf es complejo, se inicia con la elección del diseño experimental, de eventos relacionados, y culmina con la interpretación de los resultados. En este proceso existen múltiples variables y factores que deben ser rigurosamente controlados para lograr resultados válidos y confiables (resonancia del salmón muerto: http://blogs.scientificamerican.com/scicurious-brain/ignobel-prize-in-neuroscience-the-dead-salmon-study/).
Las imágenes por RMf se obtienen a través de procesamientos matemáticos y estadísticos los cuales dependen de la secuencia de adquisición, el programa empleado y las preferencias del usuario, pero que en general conllevan los siguientes pasos: realineación, normalización, suavizado y análisis estadístico. La interpretación de las imágenes es compleja.
Realización de la prueba:
El paciente se tumba en la mesa móvil con la cabeza dentro de un casco diseñado para evitar el movimiento durante la prueba. Este casco puede además disponer de una máscara especialmente realizada para cada paciente. Durante la exploración el paciente recibirá diversas instrucciones para la realización de pequeñas actividades como tocar la punta de cada uno de los dedos de la mano con la punta del dedo gordo de esa mano o responder a preguntas sencillas. El paciente podrá comunicarse con el radiólogo o con el técnico a lo largo de toda la exploración.
Dependiendo de cuantas imágenes sean necesarias el estudio durará entre 15 y 45 minutos, aunque algunos estudios pueden durar más. Se le pedirá que no se mueva durante la exploración mientras se están obteniendo las imágenes, pero entre secuencias, entre un ruido y otro, se permite al paciente relajarse. Los pacientes en general tienen que estar solamente unos minutos seguidos totalmente quietos, mientras comienza la otra serie pueden estar relajados permitiéndose un cierto grado de movimiento.
Ventajas:
- La RMf puede identificar la localización de las diferentes áreas funcionales normales del cerebro, permitiendo de esta forma a los neurocirujanos evitar dañar estas zonas durante la cirugía
- La RMf puede detectar los infartos cerebrales en una fase muy temprana de manera que los médicos que atienden al paciente pueden comenzar más precozmente el tratamiento.
- La RMf puede ayudar a los médicos a monitorizar el crecimiento y función de los tumores cerebrales y puede servir como guía para planificar el tratamiento quirúrgico o de radioterapia.
- Las imágenes
funcionales del cerebro y de otras estructuras cerebrales que se obtienen con la RMf son más detalladas que las que se obtienen con otros métodos de imagen.
- Se evita la exposición a la radiación.
- La RMf permite detectar anomalías que pueden estar enmascaradas por el hueso en estudios obtenidos mediante otros métodos de imagen.
Aplicaciones clínicas de la RMf:
La RMf es, en el momento actual una herramienta de investigación cognitiva y neuropsiquiátrica. Su aplicación clínica es limitada aunque existen, actualmente, algunas indicaciones clínicas ampliamente validadas.
La más relevante es la identificación funcional de la corteza sensitivomotora primaria en pacientes con lesiones expansivas cerebrales.
Se identifica de un modo fiable esta región del cerebro en la casi totalidad de los pacientes y esta información puede facilitar al neurocirujano la elaboración de la estrategia quirúrgica.
Asimismo, puede utilizarse la RMf para el estudio del sistema cortical motor en patologías neurológicas, como la distonía focal, que supongan una alteración funcional de ese circuito neuronal.
Otra aplicación clínica es la identificación del hemisferio dominante para el lenguaje, especialmente en la neurocirugía de la epilepsia o en el caso de las neoplasias cerebrales, con el objeto de mejorar las inconveniencias y limitaciones de otras pruebas invasivas.
Resonancia magnética nuclear por difusión (RMNd)
Es un método de imagen que
utiliza el movimiento Browniano* de las partículas de agua para generar
contraste en resonancia magnética. Permite el mapeo del proceso de difusión de
las moléculas, principalmente agua, en tejidos biológicos, in vivo y no invasivo.
*El movimiento Browniano es
un movimiento aleatorio propio de partículas suspendidas en un fluido como
consecuencia de su colisión con los átomos o moléculas presentes en el líquido.
Diffusion imaging:
Refleja interacciones con
obstáculos tales como macromoléculas, membranas y fibras, dando información de
arquitectura de tejidos a nivel microscópico.
Según la ley de Fick el
flujo de difusión de partículas es dependiente del gradiente concentración.
Diffusion tensor (de voxel)
imaging:
La arquitectura de los
axones nerviosos, recubiertos de mielina, hacen que la dirección de difusión de
agua concuerde con las conexiones nerviosas (camino lineal hacia donde apunta
el momento del voxel). Por lo que en esta técnica se podrán analizar conexiones
nerviosas, sobre todo se analiza la materia blanca (con más difusión de agua).
Referencias
Podiais haber puesto un enlace a lo del salmón muerto, por ejemplo: http://blogs.scientificamerican.com/scicurious-brain/ignobel-prize-in-neuroscience-the-dead-salmon-study/
ResponderEliminarPor otro lado, me surge otra pregunta ¿la fRMN se tiene aplicaciones clínicas o sólo de investigación?
Se ha completado el blog gracias a Ana
Eliminar