Aplicaciones clínicas en neurorradiología

Una de las ventajas de la RM de campo ultraalto (7T) es una imagen de alta resolución gracias a una mayor relación señal-ruido. Esto es especialmente interesante para la resonancia magnética funcional y la espectroscopia. En la aplicación clínica, sin embargo, la IRM de 7T sigue siendo la excepción y la prueba de su eficacia se ha limitado hasta ahora a enfermedades individuales.

Desde la introducción de la IRM a principios de la década de 1980, esta tecnología ha adquirido una gran importancia, especialmente en el diagnóstico del sistema nervioso central (SNC), la investigación neurocientífica y la aplicación clínica en enfermedades neurológicas. Dado que la resolución de las estructuras tisulares depende en gran medida de la señal que pueda recibirse y ésta, a su vez, de la intensidad de campo, a lo largo de los años se han desarrollado intensidades de campo cada vez mayores para su uso en humanos. En la actualidad, el sistema de 3 Tesla (T) es el estándar de gama alta en la rutina clínica, aunque los nuevos tomógrafos de RM de 1,5 T también siguen teniendo su lugar gracias a los nuevos avances en bobinas y secuencias. Con intensidades de campo superiores, como la de 7T, pueden lograrse nuevas mejoras en la relación señal-ruido (SNR) y, por tanto, en la resolución de la imagen. Además, es posible generar nuevos contrastes tisulares. Por otro lado, una mayor intensidad de campo también aumenta los problemas con los artefactos, especialmente el desenfoque y el efecto fantasma. Este artículo ofrece una visión general del estado actual de las imágenes por resonancia magnética de 7T desde la perspectiva de su posible uso clínico, sopesando las ventajas frente a las limitaciones.

Beneficios y retos

Mientras tanto, algunas resonancias magnéticas de 7T están disponibles para la investigación, pero también para aplicaciones clínicas. Las predicciones eran que la mayor SNR también permitiría representar estructuras anatómicas muy pequeñas, así como exámenes funcionales y metabólicos y, por lo tanto, también un análisis más profundo, sobre todo en patrones de enfermedades neurológicas, con una precisión hasta ahora inalcanzada. Algunas afecciones neurológicas sobre las que se esperaba obtener información eran la epilepsia, los tumores cerebrales, la esclerosis múltiple y la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, la mayor intensidad de campo debida a los nuevos contrastes y al aumento de los artefactos también supone un reto, por lo que también hubo que seguir desarrollando el hardware y el software. El desarrollo de nuevas tecnologías de bobinas, en particular, trajo aquí el progreso [12].

Al principio, no estaba claro si las mayores intensidades de campo (además de las limitaciones de imagen) también podrían provocar un aumento de las reacciones fisiológicas en los sujetos de prueba. Mientras tanto, se ha demostrado en algunos estudios que, aparte de un aumento temporal de la sensación de mareo al entrar en el imán, no se produjo ningún aumento de las sensaciones ni efectos secundarios [22]. Así pues, en principio, no cabe esperar ninguna restricción en el uso de las resonancias magnéticas de 7T por este aspecto. Sin embargo, siguen existiendo unos costes de examen elevados y unos tiempos de examen algo más largos en comparación con los otros dispositivos.

Enfermedades neurológicas con posible beneficio en 7T

Las regiones cerebrales próximas a las estructuras óseas llenas de aire de la base del cráneo suponen un reto debido al aumento de los artefactos de desfase, especialmente en 7T. Sin embargo, esta región, incluido el hipocampo, representa una estructura importante en el esclarecimiento de epilepsias anteriormente criptogénicas, entre otras cosas. Las secuencias optimizadas ponderadas con protones (PD), T2 y T2*, así como la MPRAGE T1 con una resolución isotrópica de 0,5 mm pudieron superar estas limitaciones debidas al aumento de artefactos y dieron lugar a imágenes de muy alta resolución in vivo con un tiempo de medición razonable [21]. Esto hizo posible representaciones anatómicas precisas e individuales in vivo, con una mejor detectabilidad de patologías muy pequeñas en la epilepsia o incluso en la demencia de Alzheimer, que antes eran imposibles de representar hasta 3T [4]. También en otras regiones cerebrales, el aumento significativo de la resolución “en el plano” debido a la mayor SNR puede contribuir a mejorar las imágenes de las patologías corticales. En casos individuales, esto puede conducir a un cambio en el concepto terapéutico cuando una epilepsia anteriormente “criptogénica” se convierte en una con un foco detectable [25].

También se ha conseguido mejorar la obtención de imágenes de ciertas propiedades típicas de los tejidos (por ejemplo, imágenes del hierro) a 7T en algunas enfermedades degenerativas. Ahora tiene cabida en el análisis multimodal de imágenes en la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y la esclerosis múltiple. Por ejemplo, en la enfermedad de Parkinson hay un aumento de los depósitos de hierro en algunas estructuras cerebrales (ganglios basales) y éstos se asocian con la progresión de la enfermedad, la atrofia óptica y cerebelosa, la distonía y la espasticidad. En la enfermedad de Parkinson, en los últimos años también se han utilizado imágenes ponderadas por susceptibilidad (SWI) a 7T y se han descrito cambios en la subestructura de la sustancia nigra. Se produjo un aumento de la susceptibilidad de la pars compacta en comparación con los controles. Sin embargo, existen diferencias no sólo en el contenido de hierro, sino también en la representación de la subestructura, como el nigrosoma 1 [2]. Aunque algunos cambios pueden visualizarse ahora a 3T incluso con secuencias y hardware de dispositivos optimizados [3], la resolución a 7T sigue siendo ventajosa para cuestiones especiales. La diferenciación de los distintos cursos y subgrupos de enfermedades, así como de las enfermedades prodrómicas (incluidos los trastornos del sueño), puede realizarse de forma más fiable con 7T que con 3T [5]. La disminución de los depósitos de hierro también puede detectarse en otras enfermedades en 7T, por ejemplo, en el síndrome de las piernas inquietas en el tálamo y el núcleo dentatus, por lo que esta enfermedad muestra aparentemente similitudes con el movimiento periódico del tronco, que no se conocía anteriormente de esta forma [13].

En el caso de otra enfermedad degenerativa, la enfermedad de Alzheimer, se ha demostrado una mejora en la obtención de imágenes de subestructuras como las placas corticales. Además, la mejor resolución del hipocampo mencionada anteriormente también supuso una ventaja en la asignación diagnóstica. Casi todas las subunidades del hipocampo, así como el córtex entorrinal, muestran una reducción de volumen en las imágenes de alta resolución de 7T, incluso en comparación con los pacientes con “Deterioro Cognitivo Leve” (DCL) [27].

Hoy en día, los diagnósticos avanzados en IRM no se limitan a las imágenes puramente estructurales, sino que a menudo incluyen también secuencias metabólicas y funcionales. Una secuencia que se beneficia enormemente de la intensidad de campo ultraelevada es la espectroscopia de RM. Las aplicaciones clínicas son, además de la diferenciación en tumores cerebrales o enfermedades metabólicas tradicionalmente ya bien establecidas en 3T, en la aplicación 7T para la detección también de cambios en metabolitos más sutiles, por ejemplo en la esclerosis lateral amiotrófica. Especialmente en el caso de metabolitos pequeños, bastante menos estables, la IRM de 7T supone una clara ventaja [19], esto también se aplica a la obtención de imágenes en grupos de pacientes con enfermedades metabólicas, en los que incluso los metabolitos menos prominentes pueden detectarse de forma fiable.

La resonancia magnética es actualmente el patrón oro para el diagnóstico de la esclerosis múltiple (EM). Sin embargo, se encuentran una y otra vez pacientes con el llamado “síndrome clínicamente aislado” (SCA) con correlación ausente en 1,5 y 3T. La mayor SNR en 7T también significa que en esta enfermedad pueden detectarse lesiones muy pequeñas, por ejemplo, también intracorticalmente [8,11]. Además, la estructura típica de las lesiones de la EM pudo visualizarse cerebralmente por primera vez con una resolución casi histológica in vivo (Fig. 1) y pudo lograrse una diferenciación entre la EM y la neuromielitis óptica [18]. El desarrollo posterior de las imágenes de contraste de fase también ha mejorado la diferenciación de las lesiones agudas y crónicas, y se han establecido técnicas cuantitativas (por ejemplo, el mapeo R2*) o nuevas secuencias como la secuencia de doble recuperación de inversión (DIR) [9]. En tiempos de debate sobre si el agente de contraste de la IRM puede seguir clasificándose realmente como seguro, esta alternativa podría cobrar mayor importancia en los estudios de seguimiento. En el grupo de pacientes con SCA, un protocolo 7T optimizado que incluya también mapeos SWI puede detectar un depósito de hierro ya sutilmente aumentado, además de pequeñas representaciones de placas.

Patologías vasculares e imágenes de alta resolución

Debido a la mayor resolución y también a la mayor sensibilidad a los artefactos, una secuencia en particular se beneficia en la visualización de depósitos de hemosiderina incluso muy pequeños, a saber, la SWI a 7T [20] (Fig.2). Además de la cuestión de las microhemorragias en la enfermedad vascular, las imágenes de alta resolución en las secuencias T2 y FLAIR también pueden ser útiles, por ejemplo, para detectar microinfartos, que pueden producirse en hemorragias intracerebrales y parecen ser más comunes de lo que se pensaba, ya que a menudo no se veían hasta 3T [24].

Además, la obtención de imágenes de los vasos intracerebrales también se beneficia de la alta resolución en 7T con una precisión hasta ahora inalcanzada. Así, las arterias lenticuloestriadas también pueden visualizarse muy bien con ella. Una observación interesante fue que estas arterias difieren significativamente en los pacientes hipertensos en comparación con los sujetos de control, también una observación que no era posible anteriormente y que puede contribuir a la comprensión del desarrollo de las lesiones microangiopáticas [10]. Entretanto, también se ha hecho posible obtener imágenes de las paredes vasculares de los vasos intracraneales en alta resolución [26]. También resultaron interesantes nuevos contrastes, como la posibilidad de generar imágenes vasculares intracraneales con MPRAGE (eco de gradiente rápido preparado con magnetización) en lugar de ARM de tiempo de vuelo (ARM TOF) sin medio de contraste [15]. Una posible aplicación clínica de la ARM TOF optimizada es la visualización fiable de aneurismas intracraneales incluso por debajo de 3 mm. Aquí (con una mayor difusión de las IRM de 7T) se obtendría el beneficio de diagnosticar de forma fiable y segura a los pacientes incluso sin angiografía invasiva [17].

La mejor visualización de las microhemorragias con mayor sensibilidad en la SWI a 7T no sólo es útil en la búsqueda de angiopatías amiloides. El aumento de la vascularización tumoral, las micrometástasis en los melanomas y los pequeños daños axonales tras un traumatismo o las microhemorragias como consecuencia de la radiación también pueden representarse con mayor sensibilidad [1,16]. El diagnóstico por imagen de los cavernomas puede ser útil en este caso tanto para detectar cavernomas adicionales muy pequeños (por ejemplo, en el caso de una “anomalía venosa del desarrollo” descubierta accidentalmente [DVA]), como para obtener una mejor resolución de las estructuras internas de un cavernoma.

IRM funcional clínica (IRMf)

La RMN-f 3T es actualmente el estándar en los estudios experimentales, pero cada vez más también en las aplicaciones clínicas. Debido a la ya de por sí mayor SNR en comparación con 1,5 T, este método es una forma muy buena de mejorar la señal, que de otro modo sería muy baja, en la fMRI y obtener así resultados más válidos con artefactos de susceptibilidad aceptables. Sin embargo, la limitación de la aplicación clínica sigue siendo la señal aún baja y el requisito de obtener resultados fiables a nivel de un solo sujeto (el paciente individual). Este problema puede superarse, al menos parcialmente, con intensidades de campo aún mayores (aunque con el inconveniente de una mayor susceptibilidad a los artefactos). Después de que los estudios iniciales consiguieran demostrar las ventajas de la RMNf 7T en la aplicación a todo el cerebro [6], se lograron nuevas optimizaciones con las que incluso la medición de diseño en bloque, por lo demás habitual, pudo sustituirse por una medición de “evento único”. Siguieron otros estudios que pudieron confirmar y ampliar aún más las ventajas de la RM de 7T, especialmente en la aplicación clínica.

En particular, se desarrollaron técnicas que podían reducir los artefactos en las imágenes de campo ultraalto, muy acentuados en las imágenes ecoplanares, en particular [14]. El campo ultraalto también permite cartografiar las regiones motoras con una resolución mucho mayor, lo que puede tener ventajas en la evaluación prequirúrgica. Además, las estructuras cerebrales profundas cuya activación resultaba más difícil de visualizar a intensidades de campo más bajas podían activarse de forma fiable a 7T: por ejemplo, el núcleo dentado en una tarea de generación de verbos [23]. Este campo de aplicación también incluye la optimización de la representación de la función y la subestructura del tronco encefálico. Muchas unidades funcionales centrales que desempeñan un papel importante en los trastornos del dolor, por ejemplo, están densamente empaquetadas aquí. Con la mayor SNR, ahora también es posible hacer visibles estas subestructuras [7] (Fig. 3) . Sin embargo, el beneficio clínico real aún debe demostrarse en un futuro próximo.

Por lo tanto, además de los claros beneficios de la IRM de campo ultraalto, especialmente en aplicaciones funcionales en las ciencias cognitivas, las aplicaciones clínicas también se benefician de la mayor intensidad de campo. Gracias a la posibilidad antes mencionada de realizar también mediciones de “evento único”, las mediciones de IRMf son posibles antes de la cirugía incluso en pacientes que ya están parcialmente limitados en la función que se va a examinar (función motora o habla) (Fig. 4). Por lo general, una sola medición sigue siendo factible, pero varias mediciones “on-off” suelen ser demasiado.

Conclusión

En general, la RM de 7T sigue siendo la excepción en el uso clínico. Aunque muchas limitaciones debidas a artefactos e impresiones de imagen alteradas han sido mejoradas por los nuevos avances, el beneficio clínico sólo se ha demostrado de forma fiable para unas pocas enfermedades hasta ahora e incluso entonces se ha limitado sobre todo a algunos subgrupos (sin duda también debido a los costes todavía elevados y, por tanto, a la todavía escasa difusión de las IRM de 7T). En estos grupos seleccionados, sin embargo, la nueva información procedente de las grabaciones del 7T bien puede conducir a cambios en los conceptos terapéuticos. Más común, sin embargo, es el beneficio en algunas enfermedades del sistema nervioso central a través de nuevos conocimientos in vivo sobre los patomecanismos subyacentes.

Mensajes para llevarse a casa

La resonancia magnética (RM) es uno de los métodos más importantes en el diagnóstico y la terapia de muchas enfermedades. El alto estándar clínico actual es una intensidad de campo de 3 Tesla (T).
La resonancia magnética de campo ultraalto (principalmente 7T) ya ofrece perspectivas clínicas, como se expone en este artículo, pero en la actualidad sigue presentando algunos problemas y limitaciones.
Debido al aumento significativo de la relación señal/ruido (SNR), se hacen evidentes las ventajas en la obtención de imágenes de alta resolución, casi histológicas, de algunas estructuras y patologías cerebrales.
La resonancia magnética funcional (RMf) y los exámenes metabólicos (espectroscopia de RM) se benefician en particular.

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