Health Spain , Valladolid, Monday, December 07 of 2009, 17:07

La Resonancia Magnética de Difusión revela la estructura nerviosa del cerebro

Ingenieros de la Universidad de Valladolid trabajan con estas imágenes, que pueden ayudar a los neurólogos en patologías como la esclerosis múltiple o la isquemia

Cristina G. Pedraz/DICYT Las técnicas de Imagen por Resonancia Magnética (IMR) se han convertido en una de las modalidades de representación médica más importantes para la prevención, diagnóstico y control de desórdenes neurológicos. La resonancia magnética permite distinguir entre la sustancia blanca, compuesta por fibras nerviosas cubiertas de mielina (que contiene sobre todo axones, encargados de transmitir los impulsos nerviosos entre las células); y sustancia gris, formada por dendritas y cuerpos neuronales que no poseen mielina y se relacionan con el procesamiento de información. De este modo, ambas sustancias se diferencian por la presencia o no de mielina, materia que rodea la fibra nerviosa y posibilita la transmisión veloz de los impulsos nerviosos entre las diferentes partes del cuerpo.

 

En los años 90 surgió una nueva técnica de IMR, la denominada Resonancia Magnética por Difusión (RMD). A diferencia de la resonancia magnética tradicional, ésta sólo permite estudiar la sustancia blanca, aunque de una forma novedosa y con aplicación, sobre todo, en el cerebro. El Laboratorio de Procesado de Imagen (LPI) de la Universidad de Valladolid, situado en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación, lleva a cabo diversos proyectos de investigación en esta materia, que también es objeto de tesis doctorales.

 

Según explica Marcos Martín, miembro del Laboratorio, la RMD se basa en la difusión de las moléculas de agua por el tejido cerebral, “lo que permite identificar la estructura nerviosa del cerebro”. “El agua se difunde por los axones de las neuronas, que son como carreteras que siguen una determinada dirección”, señala. En concreto, este tipo de resonancia magnética permite cuantificar el grado de anisotropía, la propiedad del tejido cerebral que depende de la direccionalidad de las moléculas de agua y de la integridad de las fibras de la sustancia blanca.

 

La direccionalidad del desplazamiento de moléculas de agua a lo largo de los axones de la sustancia blanca se puede representar en dos y tres dimensiones. Estas imágenes se denominan tractografías, en referencia a los tractos neuronales o conjuntos de axones, y utiliza técnicas de análisis de imágenes asistido por ordenador.

 

Tal y como apunta el ingeniero, “hace tres años ningún hospital de Valladolid tenía esta técnica”, pero gracias a una subvención pudieron adquirir un equipo para su utilización en el centro Recoletas. Posteriormente, el Hospital Clínico Universitario también invirtió en uno. Los investigadores de la Universidad de Valladolid colaboran con ambos centros. “Nosotros ponemos el software. Estamos entre los radiólogos, que son los que capturan los datos; y los especialistas, neurólogos y neurocirujanos que los interpretan y utilizan”, precisa Antonio Tristán, uno de los miembros del Laboratorio que ha elegido la RMD como tema de su tesis doctoral.

 

Aplicaciones clínicas

 

La información que muestra la Resonancia Magnética de Difusión tiene diversas aplicaciones clínicas. Mientras que su utilización en el cerebro es ya común, su posible uso en campos como la cardiología se encuentra aún en fase “experimental”. En relación con el cerebro, la RMD sirve para estudiar patologías que llevan implícito el acumulo de agua regional (edemas, inflamación o desmielinización). Así, ha despertado interés entre los especialistas sobre su utilidad diagnóstica y pronóstica en caso de Accidente Cerebrovascular (ACV), neurotraumatología, neuropsiquiatría y, en particular, en neurooncología.

 

En cuanto al Accidente Cerebrovascular, este tipo de resonancia magnética permite, por ejemplo, visualizar el tejido cerebral isquémico que aún no está infartado y al que puede aplicarse el tratamiento trombolítico. Asimismo, si el paciente se encuentra en fase aguda de la isquemia cerebral se produce una disminución de la difusión de agua por los tejidos; y si se encuentra en fase “crónica” esta difusión aumenta a causa del mayor contenido de agua extracelular, lo que puede observarse mediante RMD y optimizar el diagnóstico.

 

En la misma línea, la RMD ha demostrado alta sensibilidad para la detección de lesiones en los axones de la sustancia blanca originados por un traumatismo craneal, la denominada Injuria Axonal Difusa (IAD). Estos daños se localizan principalmente en el cuerpo calloso, el tronco cerebral y la interfase entre sustancia gris y blanca. Los miembros del Laboratorio de Procesado de Imagen trabajan además en “epilepsia o ictus”, mientras que otros grupos se dedican de forma más experimental a la enfermedad de Parkinson, Alzheimer o el Deterioro Cognitivo Mínimo (DCM). En este sentido, diversos estudios prueban que existe una gran cantidad de lesiones microscópicas ubicadas en la sustancia blanca de los pacientes con enfermedad de Alzheimer que no se pueden detectar mediante las técnicas convencionales de resonancia magnética, y sí a través de imagen de difusión.

 

Esclerosis múltiple

 

Por otro lado, manifiestan los investigadores, otra de las aplicaciones de la RMD se encuentra en la esclerosis múltiple, “que destruye la mielina de los axones y por tanto el agua deja de difundirse por sus caminos, yéndose en todos los sentidos”. Ésta alteración de la sustancia blanca puede observarse mediante imagen de difusión, “y no con una resonancia magnética convencional”, añade Antonio Tristán. Además de al cerebro, la pérdida de mielina afecta a la médula espinal, originando que la transmisión del impulso nervioso no se produzca de forma adecuada.

 

Finalmente, la imagen por difusión ha posibilitado también hallar anomalías en la sustancia blanca en pacientes esquizofrénicos, lo que ha abierto un nuevo campo de investigación acerca de este trastorno, el más importante del ámbito de la psiquiatría. El potencial de la RMD es objeto de múltiples proyectos de investigación del Laboratorio, cuyos ingenieros prestan apoyo “en la parte más técnica” a los centros hospitalarios con los que colaboran.

 

Ayuda para la extracción de tumores
Una las aplicaciones clínicas de la imagen de difusión se centra en los tumores cerebrales. La Resonancia Magnética de Difusión muestra los diferentes caminos nerviosos y existen estudios anatómicos que revelan las funciones de cada uno de ellos, puntualiza Marcos Martín. Por ello, cuando el especialista tiene que realizar una intervención quirúrgica puede decidir con la RMD “si extrae más o menos cantidad de tejido tumoral en función de los tractos nerviosos que estén afectados”. De esta forma, el cirujano sabe que “si corta un determinado tracto nervioso el paciente puede perder la movilidad de un brazo o perder el habla”, por ejemplo. Además, la imagen de difusión ha demostrado su utilidad para observar las alteraciones anatómicas de los tractos del sistema nervioso central en tumores primarios (los que se originan en el propio cerebro) y secundarios o metastáticos (formados por células que provienen de otras partes del cuerpo y se han extendido). Mientras los primarios pueden ser benignos o malignos, los secundarios son siempre malignos.

 

El diagnóstico se realiza mediante pruebas de imagen como la Tomografía Computarizada (TC) y la resonancia magnética convencional. Después, dependiendo de la ubicación, el tamaño, el tipo del cáncer y el estado de salud general del paciente se elige el tratamiento, que suele consistir en cirugía (craneotromía cuando se abre el cráneo para extraer el tumor o derivación en el caso de utilizar una sonda para desviar la acumulación de líquido a otra zona del cuerpo), radioterapia externa o interna para destruir células cancerosas y el tamaño del tumor y quimioterapia, basa en el uso de fármacos. En ocasiones, la radioterapia es el tratamiento más frecuente porque la extirpación quirúrgica es poco segura. No obstante, la imagen de difusión puede ser concluyente para optimizar este tipo de intervenciones.