DIFUSIÓN:
Las moléculas de agua experimentan un continuo movimiento en los tejidos.
Dicho movimiento no es verdaderamente aleatorio debido a la presencia de membranas celulares y estructuras vasculares.
Stejskal y Tanner desarrollaron en 1965 una secuencia sensible,
capaz de detectar dicho movimiento cuyo principio era el de detectar el cambio de posición de las moléculas de agua entre la aplicación de 2 gradientes consecutivos.
Desde entonces,
el estudio y desarrollo de las secuencias potenciadas en difusión ha experimentado numerosos avances,
la mayoría de ellos destinados a la mejora de la relación señal ruido,
a disminuir el tiempo de exploración y a intentar minimizar los artefactos inherentes a la técnica,
logrando optimizar los resultados no sólo en el cráneo sino extendiendo su estudio al resto del cuerpo.
Los principales artefactos a los que nos enfrentamos con el uso de secuencias potenciadas en difusión a nivel de fosa posterior son:
- Corrientes de Eddy,
inducidas en un conductor por cambios en el campo magnético debido a la existencia de interfases aire hueso,
lo que supone una distorsión en la imagen.
Dichas corrientes se pueden evitar llevando a cabo una compensación previa de los gradientes o bien mediante y adecuado post-proceso.
- Artefactos por susceptibilidad magnética,
inherentes a las secuencias Single Shot Echo Planar.
Dichos artefactos son muy frecuentes en la base del cráneo debido a la existencia de estructuras neumatizadas (peñascos y senos).
Suelen suceder en la dirección de codificación de fase.
El uso de secuencias Multi-Shot tipo single shot fase spin echo (SSFSE),
PROPELLER o SENSE,
que simplifican la adquisición del espacio k,
contribuyen a disminuir dicho artefacto así como a reducir el tiempo de exploración.
- Artefacto por desplazamiento químico,
debido a la distinta frecuencia de resonancia entre la grasa y el agua.
En el caso de las secuencias EPI dicho desplazamiento tiene lugar también a lo largo de la dirección de codificación de fase.
Este artefacto puede solucionarse mediante el empleo de adecuadas técnicas de supresión grasa.
- Aunque mínimo,
también puede existir un artefacto por movimiento debido a la pulsatilidad del líquido cefalorraquídeo como consecuencia de la transmisión del latido cardiaco.
Para ello se han propuesto secuencias con sincronización / gatting cardíaco.(Skare and Anderson: MRI 2001 (19):1125-8)
La aplicación clínica más reconocida,
extendida y utilizada de la difusión en neurorradiología es la patología isquémica,
en especial la detección precoz de eventos isquémicos agudos y la valoración de la evolución de los mismos o respuesta al tratamiento demostrando su alta sensibilidad en este campo.
En el caso de la fosa posterior,
la difusión ayuda al diagnóstico de pequeñas lesiones isquémica del troncoencéfalo que pueden pasar desapercibidas en las secuencias convencionales FLAIR o T2 así como en la caracterización de afectación de territorios vasculares cerebelosos.
Fig. 1 Fig. 2
Pero la difusión no solo es útil en la patología isquémica,
también en la tumoral juega un papel muy importante en el diagnóstico diferencial,
para la caracterización tumoral Fig. 3 (lesiones del ángulo pontocerebeloso…) Fig. 4,
Fig. 5,
Fig. 6,
Fig. 7,
así como para valorar la respuesta al tratamiento.
Otro tipo de utilidades clínicas de la difusión en fosa posterior incluyen patología infecciosa-inflamatoria Fig. 8 y Fig. 9 ,
el diagnóstico diferencial clásico entre quiste aracnoideo Fig. 10 y quiste epidermoide Fig. 11 y Fig. 12 así como aplicaciones clínicas, derivadas de las características inherentes de la secuencia,
como son su mayor susceptibilidad magnética Fig. 13 y el hecho de estar basada en una secuencia con supresión grasa Fig. 14 que pueden ayudar en el diagnóstico y/o detección de lesiones en fosa posterior ya que no todos los protocolos convencionales de cráneo o fosa posterior incluyen secuencias eco de gradiente o con supresión grasa.
Incluso puede ser útil en la detección de trombosis de los principales senos venosos debido a la hiperintensidad que muestra la sangre trombosada en DWI Fig. 15 .
Otra de las aplicaciones con gran potencialidad en el campo clínico ORL es la detección y caracterización del colesteatoma siendo de gran utilidad especialmente en el diagnóstico de recidiva tras la intervención ya que la difusión ayuda a diferenciarlo de los cambios postquirúrgicos Fig. 16 .
DTI:
Esta técnica permite llevar a cabo el estudio de las fibras o tractos de sustancia blanca basándose en el principio de la difusión anisotrópica.
Según este principio,
existe un movimiento preferencial de las moléculas de agua en el interior de dichas fibras siguiendo su principal orientación.
Mediante la aplicación de gradientes en las 3 direcciones del espacio se consigue obtener información del movimiento del agua en el interior de dichas fibras.
Cuanto mayor sea el número de direcciones (ideal por encima de 12) mejor resolución y caracterización de los tractos de sustancia blanca obtendremos.
Es una técnica cuantitativa que permite la obtención de parámetros tales como la fracción de anisotropía o la difusividad media que permiten comparar con sustancia blanca contralateral y realizar controles evolutivos de los distintos procesos fisiológicos o patológicos.
Los valores relativos de la fracción de anisotropía oscilan entre 0 y 1,
de tal forma que valores por debajo de 1 indicarán una mayor afectación de la sustancia blanca bien por causa degenerativa,
infecciosa,
tumoral o inflamatoria.
La difusividad media (mADC) refleja el grado de libertad de movimiento de las moléculas de agua en el interior de dichos tractos y al igual que el ADC en las secuencias potenciadas en difusión se elevará cuando exista un mayor grado de desestructuración tisular.
Esta secuencia tiene una aplicación semicualitativa que es la tractografía mediante la cual se permiten trazar los principales haces de fibras nerviosas en sustancia blanca basánsdose en un método probabilístico direccional.
Esto permite valorar el grado de infiltración,
destrucción o alternativamente desplazamiento de los tractos de sustancia blanca y la relación de los mismos por ejemplo, con lesiones tumorales.
En la fosa posterior esta técnica es de gran utilidad,
especialmente a nivel de troncoencéfalo por donde discurren los principales tractos cortico-espinales (B.
Stieltjes et al en NeuroImage 14,
723-735,
2001) valorando su relación con lesiones ocupantes de espacio a dicho nivel e incluso traduciendo la existencia de anomalías a nivel supratentorial que afecten a dichos tractos de forma secundaria como sucede en la degeneración walleriana secundaria a isquemia córnica o en la ELA Fig. 18 y Fig. 17 .
(M.
Sach et al.
en Brain 127,
340-350.
2004).
El estudio de patología específica de la fosa posterior como puede ser la atrofia de sistemas múltiples también se ve facilitada por el DTI que permite una adecuada valoración del grado de afectación de los tractos de sustancia blanca pontocerebelosos Fig. 22 .
En la degeneración walleriana,
por ejemplo,
el incremento en los valores de mADC y el descenso en la FA sugieren un descenso en el número y calidad de las fibras remanentes,
sin embargo,
con el paso del tiempo existe un efecto paradójico de tendencia compensatoria por los tractos contralaterales.
En el caso de la patología tumoral,
además de valorar la relación de la lesión de interés con las fibras adyacentes (compresión,
desplazamiento o infiltración),
Fig. 19,
Fig. 20 y Fig. 21 en la que se identifican fibras del pedúnculo cerebral derechho desplazadas debido a la existencia de una lesión metastásica.
Existen estudios en los que se usa el DTI como factor pronóstico predictivo de vías de propagación y recurrencia de gliomas a través de los tractos usándolos como vías de diseminación.
PERFUSIÓN:
El estudio de la patología de fosa posterior mediante técnicas de perfusión supone un reto técnico especialmente por el empleo extendido de secuencias basadas en el efecto T2*.
Dichas secuencias se basan en la detección del descenso de intensidad de señal con la llegada al tejido de un medio de contraste (normalmente exógeno) intravascular paramagnético.
Existe una alteración transitoria de la susceptibilidad magnética de los tejidos como resultado del paso del quelato de gadolinio a través del lecho vascular partiendo de la hipótesis de que el medio de contraste no atraviesa la barrera hematoencefálica.
De esta forma se obtiene una información cualitativa del volumen en comparación con el tejido sano.
Se asume por tanto un modelo cinético lineal que no es real ya que existe paso de dicho medio de contraste al espacio extracelular.
Esto se ha intentado subsanar mediante el uso de perfusión basada en T1 y el uso de parámetros como el Ktrans.
Otras técnicas basadas en la susceptibilidad magnética son el método BOLD y el ASL en los que se usa el oxígeno y la propia hemoglobina como medio de contraste.
La adquisición de imágenes se puede hacer mediante 2 tipos de secuencias:
-GE que es más sensible al contraste pero que también muestra más artefactos por susceptibilidad magnética.
Sin embargo el uso de un TE más corto permite obtener un mayor número de cortes con una mayo resolución espacial.
-SE,
menos sensible al contraste,
luego inducirá menos artefactos por susceptibilidad magnética (en general,
menos usada).
En la práctica clínica habitual se usa el rCBV aunque lo ideal sería utilizar valores absolutos.
Esto se puede lograr teniendo en cuenta el flujo arterial de entrada (AIF),
técnica que presenta algunas dificultades técnicas tales como la correcta identificación de dicho input, la ausencia de correlación lineal entre dosis y respuesta,
artefactos por volumen parcial,
la deconvolución de la curva y la diferencia en el tiempo de relajación entre la sangre y los tejidos.
Numerosos estudios han demostrado que el grado de malignidad se correlaciona con el volumen sanguíneo tumoral en los mapas paramétricos.
El uso de valores absolutos adquiere una mayor utilidad en los estudios longitudinales para valorar respuesta a tratamiento.
(Law et al.
AJNR 2006,
1975-82.
Embienk et al.
ISMRM 2010)
La extravasación del medio de contraste como resultado de la disrupción de la barrera hematoencefálica al espacio extravascular puede repercutir en una alteración de la morfología de la curva tanto en secuencias potenciadas en T1 como en T2*.
Este efecto de fuga (leakage) depende del tipo de tumor,
de los parámetros de la secuencia,
de la fuerza del campo magnético y de la dosis.
Como resultado existe una infraestimación del efecto T1 y una sobreestimación del efecto T2*Fig. 26 .
Para evitarlo es útil realizar una presaturación del territorio a estudiar mediante un bolus que evite un mayor acortamiento del T1 en el área de interés.
(Bjornerud A.
et al en CBFM 2011).
No obstante,
como hemos mencionado anteriormente,
el modelo más usado es el basado en el efecto T2* con administración de contraste exógeno que se hace mucho más evidente a nivel de fosa posterior.
La proximidad del los peñascos y la existencia de estructuras vasculares (eje vertebrobasilar y senos venosos) suponen una fuente de errores a evitar especialmente en el postproceso de los estudios de perfusión.
Los valores de volumen sanguíneo cerebral y la morfología de curva son de gran utilidad en el estudio de la patología tumoral tanto intra como extaaxial ya que se correlacionan con el grado histológico tumoral Fig. 23 y pueden servir como referencia interna como predictores de respuesta al tratamiento.
Fig. 31 y Fig. 28,
en las que se observa una disminución en el rCVB a nivel de la lesión radiada en hemisferio cerebeloso derecho. (L.C.
Hygino da Cruz Jr,
AJNR 2011)
El uso en la práctica clínica diaria de la perfusión en la patología tumoral es de gran importancia no sólo para la caracterización tumoral Fig. 24,
Fig. 25 y Fig. 26 sino también para la elección del tratamiento adecuado (quimio-radioterapia y/o cirugía) o de la zona de interés para la biopsia así como para monitorizar la respuesta a tratamiento,
especialmente en patología metastásica Fig. 27 y Fig. 29 ,
que suele asentar en fosa posterior con frecuencia.
ESPECTROSCOPIA:
El desarrollo de la espectroscopia ha permitido la identificación y cuantificación no invasiva,
in vivo de los componentes moleculares/metabolitos asociados a procesos tanto fisiológicos como patológicos.
Se suele aplicar el átomo de H+, el cual sometido a un campo magnético exterior,
modifica su campo efectivo,
lo que se asocia a un cambio de frecuencia,
es lo que llamamos fenómeno de desplazamiento químico (chemical shift).
Los principales metabolitos que se obtienen son NAA (marcador neuronal),
creatina (reserva energética),
colina (recambio de membranas),
mioinositol (marcador astroglial) y lactato (anaerobiosis).
En la fosa posterior es de gran importancia la realización previa de un adecuado shimming,
es decir,
realizar un ajuste automático de la homogeneidad del campo.
El tamaño del voxel además,
ha de ser proporcional a la relación señal ruido.
Debido a la presencia de LCR en las cisternas perimesencefálicas,
peripontinas,
en IV ventrículo y en los ángulos pontocerbelosos,
es muy importante realizar una adecuada supresión del pico del agua (4,7 ppm) mediante pulsos selectivos (CHESS).
En la colocación del vóxel hay que intentar evitar tanto el hueso,
el aire y el LCR,
circunstancia que disminuiría las calidad del espectro,
por lo que el uso de secuencias single vóxel puede ser más ventajoso que las mulitvóxel en fosa posterior ya que además,
la supresión del agua en estas últimas es más deficiente.
La utilidad del uso de la espectroscopia en el estudio de patología encefálica va más allá de la caracterización de las lesiones focales Fig. 35 y su diagnóstico diferencial,
en muchos casos la espectroscopia logra dar respuestas o diagnósticos que la MRI morfológica convencional no puede dar,
incluso establecer un pronóstico del paciente en cuestión Fig. 32 y Fig. 33 en donde se observa un empeoramiento de la ratio Naa/Cr tras un año de evolución, parámetro que puede usarse como índice pronóstico .
(Venkatesh et al.
J.
Magn.
Reson.
Imaging 2001; 14:8-15,
2001)
En cuanto a la caracterización tumoral,
existen patrones metabólicos específicos que pueden ayudar incluso a aproximar el tipo histológico.
Aparte del clásico incremento de colina o de lactato con descenso de N-acetil aspartato en los tumores de estirpe glial de alto grado Fig. 34 ,
el mioinositol es un metabolito frecuente en los papilomas de plexos coroideos,
la alanita en los meningiomas (frecuentes en el APC) o la taurina en el meduloblastoma,
también característico de fosa posterior.
La espectroscopia,
al igual que ocurre con la perfusión puede servir de asistente a la biopsia o como herramienta para planificar o monitorizar el tratamiento.