CORTES ENCEFÁLICOS PARTE I
INTRODUCCIÓN
El Papel de las técnicas de imagen en el estudio de la anatomía
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Las técnicas de imagen se han convertido en un componente cada vez más importante de la formación en anatomía humana desde la década de los sesenta. En la mayoría de los planes de estudios actuales están integradas como parte de la enseñanza de la anatomía, si bien se imparten desde muy diversos enfoques, y los contenidos exactos, su presentación y el número de horas lectivas pueden variar considerablemente de un centro a otro. Los estudiantes de medicina están de acuerdo en que una formación radiológica temprana es beneficiosa no solo para el aprendizaje de la anatomía sino también para su carrera profesional, especialmente por lo que hace a técnicas de imagen multimodales. En particular, se ha demostrado científicamente que los tutoriales clínicos de estudios de imagen favorecen el aprendizaje de la anatomía; los tutoriales autoguiados de radiología, como los que acompañan a este libro, se están convirtiendo cada vez más en un prometedor recurso de aprendizaje a lo largo de toda la carrera de medicina, en los cursos de doctorado y en el posdoctorado, en especial ante la tendencia generalizada de dedicar un tiempo cada vez menor a la enseñanza de la anatomía dentro del marco cada vez más vigente de la integración vertical.
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La mayoría de las publicaciones concluyen que las técnicas de imagen mejoran la calidad y la eficacia de la formación en anatomía humana y que una cierta normalización podría ser útil para perfeccionar su enseñanza y hacerla más fácil de valorar, reforzando así su eficacia.
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Aunque el número de facultades de medicina de todo el mundo que utilizan técnicas de imagen para enseñar anatomía va en aumento. algunos países, como EE. UU., muestran un declive en la proporción de la enseñanza de estas técnicas por radiólogos. La radiología como especialidad ha de superar diversos desafíos a fin de involucrarse en mayor medida en la enseñanza de la anatomía, lo que implica la introducción de incentivos para la enseñanza y la protección del tiempo docente.
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Los recientes avances técnicos en radiología diagnóstica, como sucede con las técnicas de imagen en varios planos, la endoscopia virtual y la resonancia magnética (RM) funcional, molecular y espectroscópica, según se comenta más adelante, proporcionan nuevas formas de emplear las técnicas de imagen en la enseñanza. Dada la amplia divulgación de los archivos de imagen y los sistemas de comunicación actuales, todo ello pone a disposición de las facultades médicas imágenes muy reveladoras, y genera nuevas oportunidades para la incorporación de técnicas de imagen diagnósticas en los planes de estudio de grado en medicina, en este marco, las reformas actuales y el establecimiento de nuevas facultades de medicina en el Reino Unido refuerzan aún más las perspectivas de ampliar el papel de las técnicas de imagen en la formación médica.
Radiografía simple y responsabilidades legales de la exposición a radiación en pruebas diagnósticas
Una «placa simple es una radiogratia de rayos X realizada sin utilizar agente de contraste con base de bario o yodo. En un tubo de rayos X, la emisión termoiónica procedente de un cátodo calentado genera electrones que se aceleran a través de un kilovoltaje para colisionar con una diana rotatoria de tungsteno, de modo que se generan rayos X que pasan a través del cuerpo; hoy en día, estos rayos son captados por un detector digital, ya no por una película fotográfica.
Se observan cuatro densidades: gas (que aparece en negro), lípidos (grís oscuro), líquido/tejido blando (gris claro) y hueso/esmalte/ calcificación (blanco).
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A los niveles de energía de las técnicas diagnósticas, los fotones de rayos X interaccionan con electrones atómicos de los tejidos por efecto fotoeléctrico, para energías bajas con absorción fotónica total (con lo que se produce un electrón de alta energía) o por dispersión Compton en energías de rayos X superiores, para liberar un electrón externo de baja energía y un fotón de rayos X desviado de menor contenido energético, Estos electrones emergentes crean iones altamente reactivos que modifican los enlaces químicos en los tejidos, induciendo cáncer con un período latente de varios años o décadas tras la exposición.
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Los rayos X fueron descubiertos por el alemán Wilhelm Roentgen en 1895, que recibió el primer Premio Nobel de Física en 1901. En 1896, el mayor John Hall Edwards hizo uso por primera vez de los rayos X con fines diagnósticos en el Birmingham General Hospital cuando radiografió una aguja clavada en la mano de un colega. Un mes más tarde llevó a cabo la primera radiografía para dirigir una intervención quirúrgica. En 1908, fue necesario amputarle el brazo izquierdo debido a una dermatitis provocada por los rayos X.
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Hoy en día, en el Reino Unido, los reglamentos sobre radiación ionizante (exposición médica) definen las normas y objetivos legales del proceso de análisis de la relación de riesgos beneficios de la exposición a radiación de los pacientes, ya se trate de radiografías simples, estudios de contraste o tomografía computarizada (TC) o de medicina nuclear que radian partículas o de imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET) que genera antimateria. Las leyes vigentes establecen que los profesionales sanitarios que solicitan estudios radiológicos tienen la responsabilidad de proporcionar información clínica suficiente para justificar el procedimiento, lo que implica considerar la pertinencia de cada solicitud, la optimización de la estrategia de las técnicas de imagen, el análisis de los riesgos y los beneficios, la comprensión de los efectos inmediatos y acumulados de la radiación, la consideración de cuestiones relacionadas con la edad (p. ej., búsqueda de alternativas de radiación no lonizante en niños y jóvenes), la urgencia de la exposición (p. ej.. en caso de embarazo o posibilidad de este), la eficacia de las técnicas de imagen en diferentes situaciones clínicas, y una correcta delegación.
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El profesional sanitario de referencia tiene la responsabilidad legal de garantizar que los datos relativos al estado del paciente son completos y exactos, y que se cuenta con información completa sobre la historia del paciente, el motivo de consulta y los signos físicos, los antecedentes y los resultados de las técnicas de imagen previas.
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Si tiene lugar una exposición inapropiada, denominada legalmente «incidente de radiación», debe comunicarse por ley al asesor de protección frente a la radiación pertinente y, en el Reino Unido, al Department of Health en Londres.
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El valor diagnóstico de las radiografías simples mejora enormemente con una información clínica completa, legible y precisa. La mejor práctica consiste en la interpretación inmediata de las radiografías simples en las anotaciones médicas, y es obligatoria legalmente cuando no existen disposiciones específicas de comunicación formal.
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Angiografía/radiología intervencionista
La angiografía comenzó en 1927 de la mano de Egas Moniz, médico y neurólogo, con la introducción de la angiografía cerebral de rayos X con contraste. En 1949, Moniz recibió el Premio Nobel por sus in-vestigaciones. Sin embargo, el campo de la angiografía se revolucionó con la técnica de Seldinger en 1953, en la que no se dejaban agujas afiladas dentro de la luz vascular durante el estudio de imagen.
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Aunque el campo de la angiografía nació con las técnicas de rayos X y de la fiuoroscopia de los vasos sanguíneos y los órganos corporales mediante la inyección de agentes de contraste radiopacos en la sangre, desde entonces ha evolucionado de forma sustancial. Muchos de los procedimientos realizados mediante angiografía pueden ser herramientas de diagnóstico; a medida que han aparecido técnicas nuevas, se ha hecho posible el uso de procedimientos mínimamente invasivos realizados bajo control por imagen. Ello se acompañó de un cambio de nombre de la disciplina, que pasó a conocerse como «radiología intervencionista» (o radiología intervencionista y vascular).
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Los angiogramas se realizan normalmente a través del acceso a los vasos sanguíneos; la elección de la arteria femoral, la vena fernoral o la vena yugular depende del área que se desee visualizar. En el encéfaio puede procederse a una angiografía cerebral; en el corazón, a angiogratias coronarias: en los pulmones, a angiografía pulmonar, y así sucesivamente. Los estudios de imagen de la circulación arterial y venosa de los brazos y las piernas pueden demostrar una enfermedad vascular periférica. Una vez realizado el acceso vascular, los catéteres se dingen a la localización deseada mediante el empleo de guías metálicas. Los medios de contraste se inyectan a través de estos catéteres para visualizar los vasos o el órgano con técnicas de rayos X.
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Además de los estudios de diagnóstico por imagen, a menudo es posible realizar expiraciones similares con catéter para tratamiento y/o intervenciones. Estos procedimientos contemplan, por ejemplo, las angioplastias en las que se coloce un mecanismo con balón en una zona de estrechamiento, o estenosis, en un vaso o una luz.
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Mediante el infiado controlado del balón se ensancha la zona estenosa da. A menudo, para evitar que vuelva a estrecharse, pueden colocarse endoprótesis en la luz del vaso, o incluso en la tráquea o el esófago.
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Las técnicas de imagen en procedimientos diagnósticos o intervencionistas pueden consistir en imágenes estáticas o en movimiento.
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Una técnica utilizada con frecuencia es la denominada «angiografia con sustracción digital- En este tipo de estudio se toman imágenes a 2-30 instantáneas por segundo, de modo que se aprecia el flujo sanguíneo a través de los vasos. Antes de inyectar el contraste se obtiene una imagen preliminar de la zona. Esta imagen «de máscara» es sustraída después por medios electrónicos de todas las imágenes. para dejar visibles solamente los vasos ocupados por el contraste.
La técnica exige que el paciente permanezca inmóvil para lograr una sustracción óptima.
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Las angiografías pueden realizarse en el corazón para visualizar el tamaño y la contractilidad de las cavidades cardíacas y la anatomía de los vasos coronarios. El tórax también puede estudiarse con estas técnicas para evaluar las arterias y venas pulmonares en busca de malformaciones vasculares, coágulos sanguíneos y posibles fuentes de hemoptisis. El cuello es objeto frecuente de estudio para visualizar los vasos que irrigan el encéfalo en su nacimiento desde el cayado aórtico hasta los vasos cerebrales, en la investigación de enfermedad ateroesclerótica, malformaciones vasculares y riego sanguíneo en los tumores. Los estudios de imagen de la artería renal permiten determinar las causas de hipertensión de algunos pacientes, dado que estas técnicas hacen posible descubrir, en los vasos mesentéricos, el origen de hemorragias digestivas o una angina mesentérica.
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Además de las angiografías y las venografías, la radiología intervencionista comprende también procedimientos como embolización de aneurismas y malformaciones vasculares, angioplastia con balón y colocación de endoprótesis, quimioembolización directa en los pulmo-nes, drenaje de catéter, embolizaciones (p. ej., de la arteria uterina para el tratamiento de fibroides), trombólisis para disolver coágulos sanguíneos, biopsia de tejidos (percutánea o transvascular), ablación por radiofrecuencia (RF) y crioablación de tumores, inserciones lineales para acceso vascular especializado, colocación de filtros en la vena cava inferior, vertebroplastia, colocación de nefrostomía y tubos de gastrostomía para alimentación, acceso a diálisis, colocación de derivación portosistémica intrahepática transyugular (DPIT), intervenciones biliares y, más recientemente, ablación por láser endovenosa de venas varicosas.
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Tomografía computarizada
La limitación de la radiografía simple es que representa en dos dimensiones estructuras que son tridimensionales: la imagen se forma con el coeficiente de atenuación lineal de todos los tejidos situados en la trayectoria del haz de rayos X.
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La TC proporciona una serie de proyecciones angulares de rayos X que son procesadas por un ordenador para proporcionar una sección de grosor especificado. La imagen de TC comprende una matriz regular de elementos de volumen (vóxeles). Todos los tejidos contenidos en el vóxel atenúan las proyecciones de rayos X y producen un valor de atenuación medio. Este se compara con el valor de atenuación del agua y se muestra en la escala de Hounsfield. Por definición, el agua tiene una atenuación de 0 unidades Hounsfield (HU); el aire presenta normalmente un número HU de -1.000; en la grasa, este valor es de aproximadamente -100 HU; los tejidos blandos se sitúan en el intervalo de +20 a +70 HU, y el hueso, por encima de +400 HU.
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Los modernos equipos de TC helicoidales multicorte pueden obtener imágenes de todo el cuerpo en apenas unos segundos, lo que permite un uso dinámico de las técnicas de imagen para las arterias y las venas en diferentes momentos después de la inyección de agentes de contraste intravenosos. La adquisición continua de datos desde un equipo de TC helicoidal permite la reconstrucción de una imagen en cualquier plano (reconstrucción en múltiples planos [MPR]), normalmente sagital, coronal y axial. Estas técnicas de imagen ortogonales mejoran enormemente la comprensión de los aspectos tridimensionales de la anatomía patológica en radiología.
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No se necesita preparación específica para la mayor parte de los estudios de TC del encéfalo, la columna o el sistema musculoesquelético. Por lo general, los estudios de tórax, abdomen y pelvis, así como los del encéfalo en casos de historia clínica complicada, requieren un medio de contraste intravenoso con yodo para definir las relaciones vasculares y discernir mejor los tejidos blandos normales de los patológicos. La pacificación del intestino en los estudios de TC del abdomen y la pelvis puede lograrse mediante la ingestión oral de un medio de contraste hidrosoluble desde 24 horas antes de la exploración para mostrar el colon, combinado con ingesta oral adicional 0-60 minutos antes de dicha exploración, con el fin de perfilar en la imagen el estómago y el intestino delgado. Este estudio es mucho menos frecuente con la última generación de equipos que diferencian de forma detallada las distintas capas de realce en la pared intestinal. En ocasiones puede necesitarse la introducción directa de contraste rectal para revelar el intestino grueso distal.
En general, todos los estudios se llevan a cabo con el paciente en decúbito supino, y las imágenes se obtienen en el plano transverso o axial. Los modernos equipos de TC permiten hasta 25° de inclinación del gantry, lo cual es especialmente valioso en técnicas espirales.
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A veces se obtienen imágenes coronales directas en la investigación de anomalías craneales y maxilofaciales; en estos casos, el paciente se sitúa en decúbito prono con el cuello extendido y el gantry inclinado en el ángulo preciso; no obstante, esta técnica ha sido sustituida en gran medida por las técnicas ortogonales antes descritas.
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Resonancia magnética
La RM genera imágenes mediante la magnetización del paciente en el núcleo de un potente imán y la posterior emisión de pulsos cortos de energía RF en 46,3 MHz, la frecuencia de resonancia de los protones móviles (núcleos de hidrógeno) presentes en los lípidos, las proteínas y el agua de los tejidos blandos del organismo y la médula ósea. La resonancia de los protones de los núcleos de hidrógeno alineados magnéticamente se produce debido a su comportamiento semejante a diminutos imanes de barra, que se alinean con o en contra del campo magnético y producen un vector magnético neto de baja intensidad. Esta energía temporal almacenada en estados nucleares en resonancia alterados produce rápidamente ondas de radio, «ecos de RF», que permiten que la densidad y la posición de estos núcleos de hidrógeno de protón único puedan correlacionarse con exactitud, mediante el empleo de algoritmos matemáticos complejos (transformación de Fourier), en una matriz de imagen.
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La energía RF de diversos tipos de bobinas, algunas incorporadas en el equipo de RM y otras colocadas sobre partes concretas del cuerpo, genera un segundo campo magnético, perpendicular al campo magnético estático, que gira o «voltea» los protones alejándolos del campo magnético estático. Una vez desactivado el pulso de RF, los protones vuelven a su posición original de equilibrio (se relajan) y emiten la energía RF que han adquirido en la antena situada en torno al paciente; la energía es amplificada, digitalizada y, finalmente, codificada espacialmente por el procesador de matriz.
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Los sistemas de RM se clasifican de acuerdo con la intensidad del campo magnético que generan. Los sistemas rutinarios de alta intensidad de campo son capaces de producir una intensidad de campo magnético de 3-8 T (Tesla) mediante el uso de un electroimán superconductor sumergido en helio líquido. Los imanes abiertos para pacientes con claustrofobia y los equipos diseñados para exploración de las extremidades utilizan imanes permanentes de entre 0,2 y 0,75 T. Como comparación, el campo magnético terrestre varía entre 30 y 60 uT. La RM no presenta ningún riesgo biológico reconocido. Los pacientes con cualquier tipo de marcapasos o dispositivo electroinductor implantado, clips ferromagnéticos para aneurismas intracraneales, ciertos tipos de dispositivos sustitutivos de válvulas cardíacas y cuerpos extraños metálicos intraoculares nunca deben someterse a esta exploración, debido al elevado riesgo de ceguera o muerte. En la actualidad se utilizan muchos clips vasculares extracraneales y prótesis ortopédicas presuntamente «aptos para RM», pero pueden provocar artefactos locales, si bien existen nuevas secuencias para reducir los artefactos. Los objetos metálicos sueltos, los equipos de anestesia «no aptos para RM» y las tarjetas de crédito deben retirarse de las salas de exploración.
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Se han dado casos de almohadas con muelles metálicos que casi asfixian a los pacientes y de equipos pesados para abrillantar el suelo que se han encallado en el núcleo del imán por formación deficiente del personal de limpieza.
Las imágenes con ponderación en T1 acentúan mejor los lípidos y otros tejidos blandos. Los líquidos tienen señales de baja intensidad.
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Las imágenes ponderadas en T2 revelan los líquidos como señales de alta intensidad, así como los lípidos. Las secuencias de supresión de lípidos que utilizan saturación de grasas en T2 (T2FS) o recuperación de inversión tau corta (STIR) son muy sensibles y resaltan los edemas en los tejidos blandos o en la médula ósea que acompañan de forma casi invariable a estados patológicos como la inflamación o los tumores. Las imágenes con contraste de gadolinio, cuando se utilizan esencialmente con secuencias de saturación de grasas en T1 (T1FS), también resaltan de forma extraordinaria la hipervascularidad, sobre todo la asociada con tumores e inflamación, en especial en estados patológicos que provocan desorganización neuroaxial de la barrera hematoencefálica. Las secuencias de reducción de artefactos metálicos (MARS) son preferibles en los estudios de imagen de los tejidos blandos periprotésicos después de una sustitución articular o implantación ortopédica de dispositivos metálicos.
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Los imanes de alta intensidad de campo proporcionan, como es lógico, mejoras importantes en resolución espacial y contraste. Se han adquirido imágenes de RM de 8 T de la microvasculatura del encéfalo humano in vivo, lo que permite una estrecha comparación con la histología. Ello ha tenido implicaciones importantes en el tratamiento de las lesiones por reperfusión y en la investigación de la fisiología de tumores sólidos y de la angiogénesis. Existen razones bien fundadas para creer que los continuos esfuerzos por ampliar las aplicaciones de los campos de alta intensidad abrirán nuevas avenidas de aplicaciones clínicas, que parecen no dejar de crecer.
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En la actualidad, los nuevos métodos de análisis de la anatomía normal y patológica del encéfalo se sitúan en la primera línea de investigación: la espectroscopia RM (MRS), la RM funcional (fMRI), los estudios de imagen de tensores de difusión (DTI) y las técnicas de difusión de alta resolución angular (HARDI) para tractografía por RM (MRT; v. más adelante) y la RM molecular (mMRI). Esta última sigue una nueva dirección, asociada a la descripción del genoma humano. La MRS valora la función del encéfalo in vivo.
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La MRS se basa en el hecho de que los protones que residen en diferentes entornos químicos poseen propiedades de resonancia ligeramente distintas (desplazamiento químico). Para un volumen dado del encéfalo, la distribución de estas resonancias protónicas puede analizarse como un espectro. En ciertos neurotransmisores se observan picos discernibles: el N-acetilaspartato varía en la esclerosis múltiple, los accidentes cerebrovasculares y la esquizofrenia, mientras que los valores de colina y lactato se han utilizado para valorar determinados tumores cerebrales.
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La fMRI depende del hecho de que la hemoglobina es diamagnética cuando está oxigenada, pero paramagnética en estado desoxigenado.
Estas diferentes señales pueden ponderarse en los pequeños vasos, lo cual permite observar las neuronas activas mediante el empleo de campos magnéticos más intensos. La mMRI hace uso de biomarcadores que interaccionan químicamente con su entorno y modifican la imagen de acuerdo con los cambios moleculares que tienen lugar en el área de interés; así facilitan potencialmente la detección y el tratamiento temprano de la enfermedad y el desarrollo de productos farmacéuticos básicos; sucede otro tanto con las pruebas cuantitativas.
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La tractografía con resonancia magnética (MRT) es una técnica de modelización tridimensional que se utiliza para representar visualmente los tractos neuronales con datos recogidos por técnicas de imagen de tensor de difusión y, más recientemente, HARDI, cuyos resultados se presentan en forma de imágenes bidimensionales y tridimensionales.
Además de los largos tractos que conectan el encéfalo con el resto del organismo, existen complejas redes neuronales formadas por conexiones cortas entre diferentes regiones corticales y subcorticales, cuya existencia se ha puesto de manifiesto mediante histoquímica y estudios biológicos post mortem. Los tractos del sistema nervioso central no pueden identificarse por exploración directa, TC o RM convencional, lo que explica sus escasas descripciones en los atlas de neuroanatomía y lo poco que sabemos sobre sus funciones.
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Las secuencias de RM analizan la simetría de la difusión del agua en el encéfalo. Los fascículos de tractos de fibra hacen que el agua se difunda de forma asimétrica en un «tensor», el eje principal paralelo a la dirección de las fibras. Existe una relación directa entre el número de fibras y el grado de anisotropía. La DTI presupone que la dirección de mínima restricción corresponde a la dirección de tractos de sustancia blanca. La RM de difusión fue introducida en 1985, con la evolución más reciente de la técnica en DTI, donde la movilidad relativa de las moléculas de agua desde el origen se modeliza como un elipsoide en lugar de una esfera; así se consigue una completa caracterización de la difusión molecular en las tres dimensiones del espacio y se obtienen tractogramas. Las barreras provocan una difusión anisótropa desigual, y en la sustancia blanca la principal barrera es la vaina axonal de mielina. Los grupos de axones crean una barrera para la difusión perpendicular y una vía para la difusión paralela a lo largo de la orientación de las fibras.
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La difusión anisótropa aumenta en zonas de elevado orden axonal maduro y en condiciones en las que se desorganizan las barreras, como la mielina o la propia estructura del axón, como sucede en los traumatismos; los tumores y la inflamación reducen la anisotropía y producen datos de DTI utilizados para las valoraciones por tractografía del encéfalo, incluido el desarrollo de los fascículos arqueado y longitudinal superior y la corona radiada. Los conjuntos de datos pueden hacerse girar continuamente en diversos planos para apreciar mejor la estructura, y también puede asignarse un color de acuerdo con la dirección dominante de las fibras. Una aplicación clínica de vanguardia de la MRT es el mapeo prequirúrgico de regiones visibles. La estimulación eléctrica intraoperatoria (IES) es el estándar de oro clínico para identificar vías motoras funcionales que pueden utilizarse para determinar la exactitud y la sensibilidad de los algoritmos de seguimiento de las fibras.
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La DTI no describe con precisión la microestructura en vóxeles de sustancia blanca compleja que contienen más de una población de fibras, debido a los tractos de intersección o al promediado de volumen parcial de las vías adyacentes con distintas orientaciones de las fibras, como la central semioval; en ella se decusan los principales tractos de sustancia blanca, como el tracto piramidal, el fascículo longitudinal superior y el cuerpo calloso. Esto ha obstaculizado el uso del mapeo preoperatorio del tracto piramidal € pacientes con tumores cerebrales.
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Más recientemente, la técnica HARDI ha permitido describir con más exactitud las vías en regiones complejas de sustancia blanca.
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La reconstrucción q-ball de datos HARDI ofrece una función de distribución de orientación (ODF), una técnica útil para determinar las orientaciones de múltiples poblaciones de fibras que contribuyen a una señal RM de difusión de vóxeles, con lo que traza las trayectorias de las fibras a través de regiones de arquitectura tisular compleja en un plazo de tiempo viable para el entorno clínico.
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Ecografía
De forma singular, las imágenes ecográficas no dependen del empleo de formas de ondas electromagnéticas sino de las propiedades de las ondas sonoras de alta frecuencia (ondas longitudinales) y su interacción con los tejidos biológicos.
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Una onda sonora de frecuencia apropiada (el intervalo diagnóstico está comprendido entre 3,5 y 20 MHz) se produce por principios piezoeléctricos, en virtud de los cuales algunos cristales pueden cambiar de forma y producir un voltaje, y a la inversa. A medida que el haz pasa a través de los tejidos, dos efectos importantes determinan la producción de la imagen: la atenuación y la reflexión.
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La atenuación se debe a la pérdida de energía debida a absorción, reflexión y refracción en los tejidos blandos con la reducción resultante de la intensidad de la señal. La reflexión de las ondas sonoras en el intervalo del receptor produce la imagen, cuya ecotextura depende de diminutas diferencias en la impedancia acústica entre los distintos tejidos. El flujo sanguíneo y la velocidad pueden medirse (en aplicación del principio Doppler) en modo dúplex.
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Mediante técnicas como el estudio armónico de imagen y el uso de agentes de contraste ecográficos (microburbujas estabilizadas) ha sido posible realizar la determinación no invasiva de la perfusión miocárdica, de descubrimiento reciente. Estos agentes de contraste mejoran claramente la detección de metastasis en el higado y el bazo.
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La ecografía es la técnica más comúnmente utilizada para producir elastografías, en las que se emplean imágenes rígidas o tensas del tejido blando para detectar o clasificar los tumores. El cáncer es de 5 a 28 veces más rígido que el tejido blando normal circundante. Cuando se aplica una compresión o vibración mecánica, el tumor se deforma menos que el tejido de alrededor. La elastografía puede utilizarse, por ejemplo, para medir la rigidez del higado in vivo o en la detección de tumores de mama o de tiroides. Se ha demostrado una correlación entre la elasticidad del hígado y el grado de cirrosis.
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En los recursos online que acompañan a este libro se han incluido secuencias de vídeo de ecografías en tiempo real. La interpretación de la anatomía y la patología a partir de imágenes ecográficas estáticas resulta más difícil que en otras modalidades de imagen, ya que la técnica depende en gran medida del operador y ofrece una información singular sobre la forma y estructura de los tejidos que no se obtiene con otras tecnicas de imagen.
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Medicina nuclear
Históricamente, el campo de la medicina nuclear nació en 1946 cuando se comenzó a administrar yodo radiactivo como un «cóctel atómico» para tratar el cáncer de tiroides. Desde entonces, la medicina nuclear ha avanzado notablemente y a principios de los años setenta pasó a considerarse una subespecialidad de diagnóstico.
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A diferencia de la radiología diagnóstica, que crea una imagen mediante el paso a través del cuerpo de energía procedente de una fuente externa, la medicina nuclear crea la imagen midiendo la radiación emitida por trazadores introducidos en el organismo. Las dosis globales de radiación son comparables a la TC y varían según cada exploración.
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La medicina nuclear difiere también de la mayor parte de las demás modalidades de imagen en que las pruebas revelan la función fisiológica de un área específica del cuerpo. En algunos casos, esta información fisiológica puede fundirse con las modalidades más anatómicas de la TC o la RM, para combinar sus fortalezas en el estudio de la anatomía y la función para el diagnóstico.
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En lugar del medio de contraste que puede usarse en las técnicas de imagen, la medicina nuclear utiliza productos farmacéuticos que han sido marcados con un radionúclido (radiofármacos) y se administran a los pacientes por inyección intravenosa, ingestión o inhalación. El método de administración depende del tipo de prueba y del órgano o del proceso de estudio. La radiación emitida es detectada y visualizada con ayuda de equipos específicos, como gammacámaras, PET y tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT). En algunos estudios, la radiación puede medirse a partir de partes del organismo mediante el empleo de sondas, o bien pueden tomarse muestras de los pacientes y medirse con contadores.
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La medicina nuclear se centra en la biología funcional; así pues, no solo hace posible el estudio de un proceso patológico sino que, además, permite aplicar tratamientos para ciertas enfermedades.
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Los radiofármacos usados en las técnicas de imagen emiten un rayo y y los empleados para el tratamiento emiten una partícula B. Los rayos y tienen energías más elevadas en su paso por el cuerpo y son detectados por una cámara especializada, mientras que las partículas se desplazan distancias cortas y emiten dosis de radiación dirigidas al órgano diana. Por ejemplo, puede utilizarse tecnecio 99m o yodo 123 para detectar enfermedades de la tiroides, aunque algunas enfermedades tiroideas o el cáncer de tiroides pueden tratarse de forma exclusiva o parcial mediante yodo 131. La diferencia en el agente utilizado depende del tipo y de los niveles de energía de la partícula de radiación que emite el radioisótopo.
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Los radionúclidos, o partículas radioactivas, usados en medicina nuclear están unidos a menudo por medios químicos a un complejo denominado trazador, de manera que cuando se administran actúan de forma característica en el organismo. La forma en que el cuerpo asimila el trazador puede diferir en las distintas enfermedades o procesos patológicos, y mostrar así imágenes diferentes de la normalidad. Así sucede, por ejemplo, con el trazador que se emplea en las técnicas de estudio óseo, que es el difosfonato de metileno (MDP). Este compuesto se une al tecnecio 99m en las técnicas de estudio óseo. Se fija a la hidroxiapatita del hueso. Si se produce un cambio fisiológico en el hueso debido a una fractura, una enfermedad ósea metastásica o un cambio artrítico, tendra lugar un incremento en la actividad ósea y, por tanto, una mayor acumulación del trazador en esta región que en el hueso normal.
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El resultado será un «punto caliente» focalizado del radiofármaco en la exploración ósea.
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El tecnecio 99m es el principal radioisótopo de la medicina nuclear.
Puede obtenerse mediante elución a partir de un generador de molibdeno/tecnecio almacenado en un departamento de medicina nuclear, lo que facilita su acceso. Tiene una vida media corta (6 horas), que permite su empleo en la obtención de imágenes médicas y facilita su eliminación. Estas propiedades farmacológicas hacen posible su rápida asociación con diversos trazadores y la emisión de rayos y de energía adecuada para los estudios de imagen médicos.
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Además del tecnecio 99m, los radionúclidos intravenosos más comunes utilizados en medicina nuclear son los leucocitos marcados con yodo 123 y 131, talio 201, galio 67, 18 fluorodesoxiglucosa (FDG) e indio 111. Los radionúclidos gaseosos/en aerosol más habituales en estas técnicas son xenón 133, criptón 81m, tecnecio 99m (Technegas) y dietilentriaminpentaacetato de tecnecio 99m (DTPA).
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Las imágenes obtenidas por medicina nuclear pueden ser individuales o múltiples. Los conjuntos de imagen pueden representarse mediante técnicas de secuencia temporal (p. ej., cine), como los estudios dinámicos o las secuencias cardíacas, o de secuencia espacial, donde la gammacámara se mueve con respecto al paciente, como en las modalidades SPECT. Las técnicas de secuencia espacial permiten presentar las imágenes en una acumulación de cortes, de forma muy semejante a la TC o la RM. Las de secuencia espacial también pueden fusionarse con los resultados simultáneos de TC o RM para ofrecer estudios combinados fisiológicos y anatómicos. Las técnicas de secuencia temporal y espacial aportan perspectivas e información singulares sobre los procesos fisiológicos del organismo.
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La modalidad PET es un tipo especializado de medicina nuclear que mide funciones importantes del cuerpo, como el flujo sanguíneo, el consumo de oxígeno y el metabolismo de la glucosa, con el fin de evaluar el estado funcional de los órganos y los tejidos. Los estudios PET manejan isótopos de trazadores radiactivos de vida corta que emiten un «antielectrón», una partícula de antimateria. Estos radioisótopos se incorporan químicamente en moléculas biológicamente activas, muy a menudo el azúcar FDG. Una hora después de la inyección, la FDG se concentra en los tejidos de interés, y se obtienen imágenes a medida que el isótopo experimenta un decaimiento en la emisión de positrones. El positrón se desplaza apenas unos milímetros y se aniquila con un electrón, para producir un par de fotones y que se mueven en direcciones opuestas. Los detectores PET procesan únicamente pares de fotones que se detectan de forma simultánea (detección coincidente).
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A continuación, estos datos se procesan para crear una imagen de actividad tisular con respecto a ese isótopo en particular. Después, estas imágenes pueden fusionarse con las de TC o incluso las de RM.
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Una limitación de las técnicas PET es la corta vida media de los isótopos. Así pues, el acceso a un ciclotrón para la generación de los isótopos desempeña un papel importante en la posible posición del equipo de PET. Los isótopos típicos empleados en los estudios de imagen médicos y su vida media son: carbono 11 (~20 minutos). nitrógeno 13 (~10 minutos), oxígeno 13 (~2 minutos) y flúor 18 (~110 minutos).