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Técnicas en imagenología cerebral
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Técnicas en imagenología cerebral Técnicas en imagenología cerebral Document Transcript

  • Daniel García Peláez Grupo 9261 Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de PsicologíaTécnicas en Imagenología cerebralUnidad 6. Aplicaciones de las técnicas de ImagenologíaTomografía por Emisión de PositronesDefinición de PETLa Tomografía por Emisión de Positrones es una técnica de la medicina que utilizamoléculas cargadas con isótopos radiactivos. Se denominan isótopos, a los átomos de unmismo elemento, cuyos núcleos poseen una cantidad diferente de neutrones, y por lotanto, difieren en masa. Casi todos los elementos tienen al menos dos isótopos, sólo son21 elementos, entre ellos el berilio y el sodio, los que sólo tienen un isótopo natural.Los isótopos se denotan por el nombre del elemento, seguido por el número másico(protones + neutrones), separados por un guión (carbono-12, carbono-14, uranio 238,etc.).Los isótopos más utilizados en medicina nuclear son el Oxígeno-15, el Nitrógeno-13,el Carbono-11 y el Flúor-18. Todos ellos poseen un periodo físico de semidesintegracióncorto, que oscila entre los dos minutos del Oxígeno-15 y 110 minutos del Flúor-18. Estosperiodos tan cortos ofrecen ventajas desde el punto de vista de la protección radiológica,siendo sometidos los pacientes a dosis de radiación más bajas que con otras técnicasradiológicas, sin embargo, sólo pueden utilizarse en centros médicos que dispongan de unciclotrón de uso médico, especialmente diseñado para la producción de isótopos emisoresde positrones.Estos isótopos son emisores de positrones (o antielectrones), que son antipartículas delelectrón. Cuando un antielectrón se combina con un electrón del tejido o substancia en el 1
  • que fue administrado el isótopo, ambos se destruyen, y su masa se convierte en energíaelectromagnética en forma de un par de fotones emitidos en la misma dirección y sentidocontrario. Es la energía de estos fotones la que detectan los scanners de PET.Con estos isótopos se pueden marcar muchas sustancias de interés en investigación ydiagnóstico clínico, sin modificar su comportamiento. La molécula más comúnmenteutilizada es la flúor-2-desoxi-D-glucosa (FDG) marcada con Flúor-18 (18F-FDG), a estacombinación de molécula y marcador, se le denomina trazador. El trazador 18F-FDG esentonces el más utilizado, pues su mecanismo de transporte es análogo al de la glucosa. Ésta molécula se marca habitualmente mediante módulos automáticos situados en elinterior de celdas calientes plomadas. Una vez marcadas son sometidas a control decalidad radioquímico y farmacéutico, donde se revisa su esterilidad, su ausencia deagentes pirógenos (provocadores de fiebre), antes de administrarse al paciente por víaintravenosa. Posteriormente se obtienen las imágenes tomográficas de su distribuciónorgánica, utilizando cámaras de positrones. Los pacientes, tras un periodo de espera variable entre 20 y 120 minutos, son colocadosen una camilla situada en la línea que pasa por el centro de los anillos. Posteriormenteuna computadora reconstruye imágenes tomográficas (transversales, coronales, sagitalesy oblicuas) a partir de los datos recogidos. Estas imágenes describen la distribución tisularde la molécula marcada administrada previamente. Imágenes de Tomografía por Emisión de Positrones (PET) en la demenciatipo AlzheimerLa enfermedad de Alzheimer se caracteriza por la pérdida de neuronas y sinapsis en lacorteza cerebral y en ciertas regiones subcorticales. Esta pérdida provoca una atrofia enlas regiones afectadas, incluyendo una degeneración en el lóbulo temporal y parietal ypartes de la corteza frontal y la circunvolución cingulada.Las técnicas de imagen cerebral como el PET tienen un papel clave en la detección delAlzheimer en etapas iniciales y en la determinación de la eficacia de los tratamientos endesarrollo.Se administra vía intravenosa un marcador químico denominado FDDNP, molécula que escapaz de unirse a las placas seniles y a los ovillos in vitro (depósitos extracelulares de beta-amiloide en la sustancia gris del cerebro), características de los pacientes Alzheimer. Amedida que el paciente evoluciona de un estado cognitivo normal a un deterioro cognitivomoderado, se observa un aumento en la adhesión regional de FDDNP de un 5-11%. 2
  • Autopsias muestran elevadas concentraciones de placas amiloides y ovillos neurofibrilaresen las regiones en las que había habido una mayor adhesión de FDDNP. Ilustración 1 Estructura del 18F-FDDNP Ilustración 2 Exploración de PET usando el trazador 18F-FDDNP La PET usando el trazador 18F-FDG puede aportar información sobre cambios cerebralesfuncionales, es decir, alteraciones del flujo sanguíneo cerebral o del metabolismo de laglucosa, o del oxígeno. 3
  • Ilustración 3 Exploraciones PET usando el trazador 18F-FDGEl trazador 18F-MPPF, es un antagonista de la serotonina 5-HT1A, es utilizado por losinvestigadores clínicos para explorar anormalidades en el sistema serotoninérgico.Resonancia Magnética La resonancia magnética es un método no invasivo de tomar imágenes del cuerpo. 4
  • A diferencia de las radiografías y la tomografía computarizada, que utilizan radiación, laresonancia magnética utiliza imanes y ondas de radio potentes. Las señales del campomagnético rebotan en todo el cuerpo y son enviadas a una computadora, donde sonconvertidas en imágenes. Los diferentes tipos de tejidos devuelven señales diferentes.Las imágenes por resonancia magnética se denominan cortes. Un examen producedocenas, incluso cientos de imágenes. Para producir imágenes sin la intervención de radiaciones ionizantes (rayos gamma o X),la resonancia magnética se obtiene al someter al paciente a un campo electromagnéticocon un imán de 1.5 Tesla, equivalente a 15mil veces el campo magnético de nuestroplaneta. Este imán atrae a los protones que están contenidos en los átomos de hidrógeno queconforman los tejidos humanos, los cuales, al ser estimulados por las ondas de radiofrecuencia, se salen de su alineamiento normal. Cuando el estímulo se suspende elestímulo, los protones regresan a su posición original, liberando energía que setransforma en señales de radio para ser captadas por una computadora que lastransforma en imágenes, que describen la forma de los órganos.La resonancia magnética al igual que la tomografía computarizada, son exploracionesestructurales que muestran la estructura anatómica del cerebro y permiten visualizar loscambios morfológicos que van apareciendo. Ilustración 4 Imagen por Resonancia Magnética 5
  • Ilustración 5 IRM de dos tumores cerebralesIlustración 6 Imagen de un infarto en territorio de arteria cerebral media izquierda en fase aguda-subaguda. 6
  • Tomografía axial computarizadaTambién conocida como TAC. Tomografía se refiere a que es la representación gráfica de un corte o sección de unobjeto. La palabra axial significa “relativo al eje”. El plano axial es aquel que perpendicularal eje longitudinal de un cuerpo. La tomografía axial computarizada, aplicada al estudio delcuerpo humano, obtiene cortes transversales a lo largo de una región concreta del cuerpo,(o todo de él). Es una técnica de exploración de rayos X que produce imágenes detalladas de cortesaxiales del cuerpo. En lugar de obtener una imagen como la radiografía convencional, laTAC obtiene múltiples imágenes al rotar alrededor del cuerpo. Una computadora combinatodas estas imágenes en una imagen final que representa un corte del cuerpo como sifuera una rodaja. Esta máquina crea múltiples imágenes en cortes de la parte del cuerpoque está siendo estudiada. Éste método diagnóstico es útil para detectar anormalidades del cerebro y médulaespinal tumores cerebrales y accidentes cerebro vasculares.Se puede recurrir a distintos medios de contraste para obtener imágenes mucho másnítidas.Su principal diferencia con la resonancia magnética es el uso de rayos X. Ilustración 7 Estructura de un tomógrafo de tercera generación 7
  • El funcionamiento de los tomógrafos computarizados es básicamente el siguiente: unemisor de rayos X rota 360° alrededor del paciente, paralelamente se encuentra un arcode detectores. Con cada rotación se obtiene un corte. De hecho, la mayor desventaja de laTAC, es la dosis de radiación que recibe el sujeto a estudio, que aumenta con la cantidadde cortes que se realicen. En un estudio del cráneo se necesitan como mínimo 12 o 14cortes, en estudios de abdomen o tórax es aún mayor.Entre las ventajas de la TAC se encuentra que es una prueba rápida de realizar, que ofrecenitidez de imágenes superiores a la resonancia magnética como la visualización deórganos pequeños y hueso. Ilustración 8 Pérdida de surcos corticalesIlustración 9 TAC de un infarto cerebral establecido 8