AFECCIONES VASCULARES CEREBRALES EN TAC. Alumno: CRISTIAN LUNA

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1 AFECCIONES VASCULARES CEREBRALES EN TAC Alumno: CRISTIAN LUNA AÑO: 2002

2 INDICE 1 Introducción ( ubicación del problema) 2 Breve historia del método de Tomografía 2.1 Ventajas del método tomográfico 2.2 Tipo de tomógrafo que se utiliza para el estudio de cerebro 3 Calidad de imagen 4 Ley de atenuación 5 Artefactos que influyen en el protocolo de cerebro 6 Protocolo de cerebro 7 Anatomía del área de interés 8 Posibles patologías detectables por tomografía 9 Casos clínicos y presentación de imágenes 10 Conclusión

3 Introducción Las patologías cerebrales, abarca una gran cantidad de procesos patológicos, dentro de los cuales, aquellos que son a causa de una perturbación de los vasos sanguíneos que irrigan el cerebro, constituyen, en el mundo, la tercera causa de muerte y generan una notable incapacidad física y laboral. Aunque el cerebro humano comprende sólo 2 por ciento del peso total del cuerpo, utiliza el 20 por ciento del rendimiento cardíaco, solo para proporcionar sus necesidades básicas. Estas demandas y requisitos ponen los tejidos del sistema nerviosos en una circunstancia particularmente vulnerable. Limitaciones o alteraciones en el flujo de sangre pueden crear perturbaciones profundas en la función del cerebro y la integridad estructural del mismo. La incidencia de las afecciones vasculares cerebrales (AVC) aumenta con la edad. Los riesgos por la mortalidad a causa de los accidentes cerebro vasculares han ido disminuyendo, debido al avance en los métodos de estudio, como así también el crecimiento tecnológico de los sistemas de diagnósticos para su localización y posterior seguimiento del caso clínico. En otras palabras, resulta claro que la mortalidad por AVC disminuye en el mundo civilizado, pero no así su morbilidad. Es más, ésta tenderá a incrementarce debido al envejecimiento progresivo de la población, como así también el ritmo de vida actual. No obstante surgieron diferentes formas de llevar a cabo una prevención de un ACV, disminuyendo los llamados factores de riesgo como por ejemplo fumadores, colesterol alto diabetes, control de la hipertensión y el temprano y adecuado diagnóstico del caso. Debido a que el número de afecciones y sus formas de diagnosticarlas son muchas, en este informe, nos limitaremos a desarrollar aquellas, que se pueden diagnosticar por el método de tomografía axial computada, aunque sin embargo, para su entendimiento tendremos que presentar breves comentarios sobre, la tecnología de los aparatos de tomografía computada, así también, un breve reconocimiento en la anatomía del área de interés.

4 Breve historia del método de Tomografía La tomografía axial computarizada (TAC) fue descrita y puesta en práctica por el Dr. Godfrey Hounsfield en 1.972, quien advirtió que los rayos X que pasaban a través del cuerpo humano contenían información de todos los constituyentes del cuerpo en el camino del haz de rayos, que, a pesar de estar presente, no se recogía en el estudio convencional con placas radiográficas. La TAC es la reconstrucción por medio de un ordenador de un plano tomográfico de un objeto. La tomografía se obtiene mediante el movimiento combinado del tubo de rayos X hacia un lado mientras la placa radiográfica se mueve hacia él contrario, por lo que una superficie plana de la anatomía humana es perfectamente visible, y las áreas por encima y por debajo quedan borradas. La imagen se consigue por medio de medidas de absorción de rayos X hechas alrededor del objeto. En el TAC, el ordenador se utiliza para sintetizar imágenes. La unidad básica para esta síntesis es el volumen del elemento. Cada corte del TAC está compuesto por un número determinado de elementos volumétricos, cada uno de los cuales tiene una absorción característica, que se representan en la imagen del TV o monitor como una imagen bidimensional de cada uno de estos elementos (pixeles). Aunque el pixel que aparece en la imagen de monitor es bidimensional, en realidad representa el volumen, y por eso habría que considerarlo tridimensional, pues cada unidad, además de su superficie, tiene su profundidad, a semejanza del grosor de un corte tomográfico. A esta unidad de volumen es a lo que se llama "voxel". Los elementos básicos de un equipo de TAC consisten en una camilla para el paciente, un dispositivo ("gantry") donde se instalan el tubo de rayos X y los detectores (elementos electrónicos que van a conseguir la toma de datos), un generador de rayos X y un ordenador que sintetiza las imágenes y está conectado con las diferentes consolas, tanto de manejo como de diagnostico. Entre las técnicas de imagen, destaca por su uso prioritario la TAC (Tomografía Axial Computerizada), o TC, basada en la emisión de radiaciones electromagnéticas, característica que comparte Con las Rx, y que la diferencia de la RMN. Dada la facilidad de realización, la precisión diagnóstica y la ausencia de riesgo, ha desplazado a técnicas clásicas más agresivas.

5 Ventajas de la tomografía Una de las ventajas que presenta la tomografía para él diagnostico de afecciones cerebrales vasculares, frente a los demás métodos de diagnostico es: La solución del problema de superposición de planos Esta ventaja de la tomografía es una de las principales que ubican, a este método en un lugar preferencial para el diagnostico de ACV, frente a la radiología convencional, debido al coeficiente de absorción del esqueleto óseo con respecto a las partes blandas, y los líquidos de esta región de principal interés para el diagnóstico de estos casos clínicos. En tomografía se observan estructuras de tejidos blandos con diferencias de densidades de 0,5% En el cerebro, tenemos un gran porcentaje de estructuras que presentan una pequeña diferencia en su coeficiente de atenuación, lo mismo ocurre en el caso de la diferenciación de las patologías de los vasos sanguíneos, para ello también se pueden hacer estudios con contraste. Evaluar cuantitativamente Apreciar detalles en su verdadera dimensión sin distorsión geométrica Las distorsiones geométricas que nos presenta como un problema la radiología, se soluciona en el caso de la tomografía, ya que los cortes son axiales, y se pueden hacer reconstrucciones en tres dimensiones, además de angiotomografías cerebrales.

6 Tipo de tomógrafo que se utiliza para el estudio de cerebro Tomografía helicoidal o espiral : Se requiere rotación continua, avance de mesa continuo, aumento de la capacidad de disipación calórica del tubo de RX, mucha memoria para almacenar un volumen de datos muy grande. La limitación está dada por el tiempo que el paciente pueda permanecer sin respirar y la capacidad calórica del tubo. No hay pausa interscan. Ventajas : Se pueden estudiar órganos o volúmenes completos en tiempos cortos; Reducción del tiempo de estudio; Se reducen los artefactos por movimiento; Se reconstruyen cortes en cualquier posición; No hay problemas de profundidad inspiratoria; Se aprovecha mejor el contraste; Mejores reconstrucciones multiplanares y 3D. Desventajas No hay una localización definida del corte; La geometría del corte es diferente; El ancho de corte efectivo aumenta (está dado por la apertura del colimador y la velocidad de la mesa); Hay problemas para la reconstrucción por métodos conocidos. TAC de cuarta generación: Muchos detectores (400 a 4000), haz de rayos en abanico (ángulo aproximado 30), radiación continua, sólo rotación (continua o alternativa) no hay traslación, tiempos de adquisición 1 seg. a 14 seg., número de proyecciones variable, buen aprovechamiento de la radiación, no tiene problemas de anillos, parte rotatoria del Gantry más liviano por lo cual puede rotar más rápido, el abanico debe ser de menor ángulo y la distancia tubo detector mayor por el problema del punto focal móvil respecto de los detectores para evitar scatter, hay que hacer una conversión de fan bean a detector fan. Tubo de rayos x para TAC Debe tener alta capacidad de disipación calórica para permitir trabajo continuo. Se mide en HU (Heat Units) unidades calóricas. Se disponen de tubos de 5 MHU. Se utilizan tubos de ánodo giratorio refrigerados por aceite, detrás del ánodo de tungsteno se coloca una gran masa de grafito para evacuar el calor. El cátodo: filamento de tungsteno de 0,1 a 0,3 mm. Delante del cátodo se forma una nube electrónica porque los electrones emergen con baja velocidad; éstos

7 son acelerados hacia el ánodo por el voltaje aplicado; si el voltaje aplicado es bajo sólo poco electrones son acelerados. Tipos de detectores: Cristal de centelleo con fotodiodo semiconductor: Buen rango dinámico, los afecta la temperatura y la humedad. Cámaras de Xenón: Menor rango dinámico y no los afecta la temperatura. Calidad de imagen Se entiende por calidad de imagen el hecho de conseguir una imagen lo más fiel posible del objeto bajo estudio y, desde el punto de vista del diagnóstico con un mínimo de exposición a la radiación y de incomodidad para el paciente. La calidad de imagen se ve afectada por: El funcionamiento del equipo 1. Fallas 2. Ajustes Los parámetros seleccionados de adquisición 1. KV 2. MAS (corriente por tiempo) 3. Espesor de corte 4. Tiempo de scan (proyecciones) Parámetros seleccionados de procesamientos 1. Matriz de reconstrucción 2. kernel 3. ventana el paciente 1. características físicas 2. posicionamiento 3. movimiento 4. implantes metálicos el ruido Se define ruido a la granulosidad que aparece en la imagen, los cuales son de naturaleza estática: Ruido cuántico: propio de la radiación Ruido electrónico: por los amplificadores

8 El primero es de mayor importancia que el segundo, debido a que el ruido en la imagen es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la dosis que llega al detector. Esto, afecta especialmente ala imagen de bajo contraste ya que se puede llegar a enmascarar estructuras, sobre todo si estas son de pequeño tamaño. Al evaluar la calidad de imagen obtenido con un paciente, deberían tenerse en cuenta los tiempo de scan, contraste inyectado y las dosis aplicadas para obtener buenos resultados. (Costo-beneficio). La calidad de imagen se puede evaluar a través de méritos como: resolución espacial PSF (FWHM) Point Spread Function LSF Line Spread Function MTF Modulation Tranfer Function RESOLUCION LIMITE Frecuencia para la que la MTF cae a 0.02 Los factores que influyen en la resolución de alto contraste: Blurring ( borrosidad) debido a: Tamaño de mancha focal Tamaño de los detectores Matriz FOV (tamaño de pixel) Espesor de corte (Vol. Parcial y objetos no paralelos al eje Z) Tiempo de scan (NÚM. De proyecciones) Resolución de contraste o de bajo contraste: Dosis que alcanza al detector: la cual está influenciada por mas, KV, espesor de corte, tamaño del paciente. Kernel Sensibilidad del detector Display Ruido Ley de atenuación µ.d I=I0.e Donde : I= intensidad final I0= intensidad inicial µ= coeficiente de absorción lineal µ=f(densidad del tejido, Z del tejido, Energía de los rayos x) Número CT

9 µ.(material) - µ.(agua) CT= * 1000 µ.(agua) Número CT Comparación del CT de cerebro con otros. Agua Sangre Cerebro Cabeza Nro CT (-50)-(-100) Artefactos Se conoce como artefacto aquello que nos produce una distorsión en la imagen, los cuales pueden tener diferentes causas u orígenes, como por ejemplo pueden ser por el paciente, físicos o del equipo. En este informe nos vamos a detener en acentuar aquellos artefactos que son de fundamental importancia para el estudio de cerebro: Paciente: 1. Movimientos: 2. Partes del cuerpo fuera del campo visual de los detectores: 3. Metálicos: tanto implantes como cadenitas, aros etc. Físicas: 1. Beam hardenning: Endurecimiento del rayo, que produce un corrimiento del espectro hacia la derecha en la región del cráneo tiene un adicional del BH. 2. Artefacto de volumen parcial: Aparece cuando hay objetos de mayor absorción en el centro de rotación como es el caso del cerebro en el corte a la altura de las órbitas 3. Inhomogeneidad de los RX: Equipo: 1. Anillos (falla de un detector) 2. Líneas, bandas. o anillos parciales: Debido a fallas electrónicas y/o desajustes.

10 Protocolo de cerebro Se debe informar al paciente sobre el estudio que se le va a realizar, explicándole en que consiste, que tiempo demanda, y en que forma se le va a administrar el contraste yodado, premeditando que la mayoría de los estudios arteriales del área cerebral, se hacen con la ayuda de contraste para una mejor definición de la imagen. Hay que valorar las condiciones físicas y psíquicas del paciente, a fin de lograr la máxima comodidad para el mismo. La posición del paciente es de cubito dorsal, ingresando primero la cabeza en el gantry, para proceder con el estudio, es necesario, si se puede, sacar todo aquello que nos pueda producir artefactos en la imagen(anillos, aros, cadenitas, e implantes metálicos) para así mejorar la calidad del estudio. Para el estudio de cerebro por tomografía nos debemos manejar dentro de los siguientes valores: Parámetros de adquisición: Tensión del tubo (Kv): media Corriente del tubo (ma): alta Tiempo de scan (ms): medio y largo Ancho de corte (mm): medio y grueso Parámetros de reconstrucción Algoritmo : standard Ventana centro: 35 Ventana ancho: 100 Campo : cabeza Contraste El contraste que se utiliza para los estudios de cerebro es el yodo, suministrado por vía endovenosa, él mismo solo se usa si hay una sospecha de aneurisma, pero en los estudios, para descartar accidentes cerebrales vasculares, no es necesario por lo bien que se ven este tipo de patología, debido a la magnitud de la misma. En 4eelcaso de hacer una suministración de contraste la dosis es de 50 ml, para este tipo de estudio.

11 Anatomía vascular del cerebro La compleja red vascular intracraneal se encuentra dentro de los huesos de la base del cráneo ( occipital parietal, temporal) y la calota (porción temporal, frontal y parietal). Las arterias principales que irrigan la cabeza, son las dos arterias carótidas primitivas, y las arterias vertebrales, las primeras ascienden por el cuello, hasta la altura del cartílago tiroides, donde cada una se divide 2 dando lugar a las carótidas internas y externas, esta última irriga la región de la cara, superficie de la cabeza y la mayor parte del cuello, y la carótida interna irriga las partes situadas dentro del cráneo y las cavidades orbitales. Las vertebrales ascienden por las apófisis transversa de las vértebras cervicales, superiores, llega al axis, atraviesa la apófisis transversas del atlas y penetra en al cerebro del agujero occipital. Arteria carótida interna Se origina en la bifurcación de la arteria carótida primitiva asciende hacia la base del cráneo a través del conducto carotideo del hueso temporal, se dirige hacia delante a través seno cavernoso, terminando por debajo de la sustancia perforada anterior del cerebro al dividirse en arteria cerebral anterior y media. Arteria cerebral anterior Nace en el extremo interno de la cisura de Silvio, se dirige adelante y hacia adentro por encima del nervio óptico, y se pone en contacto estrecho con la arteria homónima del lado contrario, uniéndose mediante tronco llamado arteria comunicante anterior Arteria cerebral media Se origina en la carótida interna y se dirige hacia las profundidades de la cisura de Silvio, a la que acompaña en toda su extensión, se divide en varias ramas que irrigan: al putamen, segmento anterior de la cápsula interna, un segundo grupo de la cerebral media irriga la corteza de los lóbulos frontales y temporales, el lóbulo de la ínsula y la región parietal inferior entre otras. Arteria comunicante posterior Cuando sale de la carótida interna, se dirige hacia atrás por encima del nervio motor ocular común, se anastomosa con la cerebral posterior, rama de la basilar. Arteria vertebral Nace de la parte postero superior de la primera porción de la arteria subclavia, asciende por el agujero de la apófisis transversa de todas las vértebras cervicales excepto la 7ma. Penetra en el cráneo a través del agujero occipital

12 se une a la altura del borde inferior de la protuberancia anular, para formar la arteria basilar. Ramas de la arteria vertebral Salen enfrente del agujero occipital 2 o 3 ramas meningeas, que se ramifican entre los huesos y la duramadre en la fosa cerbelosa, irrigando al hueso y la hoz del cerebro. Arteria basilar Formada por la unión de las dos arterias vertebrales, se extiende desde el borde inferior, al borde superior de la protuberancia anular donde se divide en dos arterias cerebrales posteriores. Ramas Ramas pendoculares: dos vasos pequeños irrigan la protuberancia y la parte adyacente del cerebro. Arteria laberíntica: (auditiva interna) nace de la porción inferior de la arteria basilar. Cerebelosa antero-inferior desde la parte inferior de la arteria basilar se dirige hacia atrás y afuera. Cerebelosa superior Nace cerca del final de la arteria basilar, pasa justo por el nervio motor ocular común irriga la piamadre. Arteria cerebral posterior Se origina por división del basilar, cada una se dirige hacia la región externa del pedúnculo cerebral posterior y se introduce finalmente en el lóbulo occipital. Se anastomosa con la comunicante posterior. Irriga casi la totalidad del pedúnculo cerebral y del tálamo, la región subtalámica y los tubérculos cuadrigéminos. Tiene ramas centrales y ramas corticales, hay que destacar que la arteria cerebral posterior irriga el área visual de la corteza cerebral. Venas intracraneales Debido a que el tema es muy complejo, en contenido, haremos un resumen del mismo, nombrando las venas de mayor importancia. Venas diploicas Ocupan los canales en el diploe de los huesos craneales, carecen de válvulas, tienen paredes delgadas, formadas únicamente de endotelio. En las radiografías craneales aparecen como bandas relativamente transparentes. Tienen comunicación con las venas meningeas.

13 Venas meningeas Se originan principalmente en vasos plexiformes, situados en la duramadre y que drenan en vasos eferentes. Venas meningeas medias Se comunican por arriba con es seno longitudinal superior, forman dos troncos principales que acompañan la arteria meningea media. Venas cerebrales y cerebelosas Las cerebrales se las divide en internas y externas, las cuales se desplazan por siguiendo las cisuras para que de este modo se impida la el colapso de las venas cerebrales por sus delgadas paredes, que podrían sufrir por causa del aumento de la presión. Vena cerebral media Desde la superficie lateral del hemisferio y discurre por el lóbulo temporal Venas profundas Drenan las partes profundas del hemisferio cerca del agujero interventricular. Los senos venosos también son numerosos y de compleja distribución con lo que vamos a nombrarlos solamente: Seno venoso de la duramadre. Seno longitudinal superior. Seno longitudinal inferior. Seno transverso. Seno recto. Seno sigmoideo. Seno occipital. Seno cavernoso. Seno esfenoidal. Senos intercavernoso. Plexo venoso basilar

14 Son varios canales venosos situados entre la capa de la duramadre que cubre la base del cráneo, conecta los senos petrosos inferiores y se comunica con el plexo vertebral interno. Venas meningeas medias Se comunican por arriba con el seno longitudinal superior Se unen para formar dos troncos principales, uno frontal y otro parietal, que acompañan las arterias meningeas medias. Polígono de willis También llamado circulo arterial de willis. Este circulo está situado en cisterna interpendicular en la base del cerebro y engloba al quiasma óptico y las estructuras de la fosa interpendicular. Está formado de la siguiente manera por delante se unen dos arterias vertebrales cerebrales anteriores entre sí, mediante la arteria comunicante anterior, por detrás la arteria basilar se divide en dos arterias cerebrales posteriores, cada una de las cuales se une a la arteria carótida interna del mismo lado mediante la arteria comunicante posterior. Aproximadamente el 60 % de los círculos presentan anomalías, pero de este modo queda conformado un sistema de vías colectoras de modo que se asegura en lo posible que en cerebro no pierda su riego sanguíneo por oclusión de algunas de las principales arterias. Posibles patologías detectables por tomografía axial computada. Introducción La mayoría de los accidentes cerebro vasculares, son causadas por placas que se forman en una o más arterias que irrigan el encéfalo, las placas son generalmente del mecanismo de coagulación de la sangre, esta oclusión de los vasos cerebrales determina una pérdida en la función en la zona localizada o que la presión elevada haga estallar un vaso entonces se produce una hemorragia que comprime el área del tejido encefálico local los efectos neurológicos en un AVC está determinado por la zona del encéfalo que afecta, don de la más común es la oclusión de las arterias cerebrales medias que irriga la parte media del hemisferio cerebral, también, y de características devastadoras, son la afecciones de la arteria cerebrales posteriores y medias, que impiden en algunos casos la conexión entre el encéfalo y la médula espinal, Causando anomalías sensoriales y motoras. Casos clínicos Síndrome arterial cerebral

15 Los síndromes arteriales cerebrales son muchos y de diversas causas según el caso, nos limitaremos a enumerar algunos de ellos mencionando los más comunes, y dentro de los cuales se puede diagnosticar mediante TAC. Trombosis Se caracteriza, por la hemiplejía, y la hemianestesia contralateral, si es del hemisferio dominante se la agrega ceguera homolateral debido a que la irrigación principal de la retina, es recibida por la arteria oftálmica. Síndrome de la arteria cerebral anterior Rama de la carótida interna, irriga la región que corresponde al lóbulo frontal y al parietal entre otros. La trombosis de esta arteria determina diversos síndromes según en donde se localice, si la trombosis ocurre en el tronco principal ocurre una hemiplejía casi completa debido a que la recurrencial irriga en parte la cápsula interna. Síndrome de la arteria cerebral media Se origina de la carótida interna, a lo largo de su trayecto emite diversas ramas. Un grupo de la arteria cerebral media irriga la corteza de os lóbulos frontales y temporales, el lóbulo de la ínsula y la región parietal posterior. La trombosis de esta arteria origina generalmente una evolución mortal, si la trombosis ocurre en la arteria prefrontal se manifiesta una parálisis facial. Mencionaremos otros síndromes, cuyas características, se deducen según la arteria que correspondan, y la zona que nutren: Síndrome de la arteria vertebral Síndrome de las arterias bulbares anteriores Síndrome de la arteria cerebelosa posterior e inferior Síndrome del tronco basilar Síndrome de la arteria cerebral posterior Síndrome de insuficiencia vértebro-basilar Hemorragia subaracnoidea espontanea Es una hemorragia de etiología no traumática localizada en los espacios subaracnoideos, su causa más frecuente es la ruptura de uno de los vasos que componen el polígono de willis, también pueden ser de causas diversas como por ejemplo trombosis venosa, afecciones del colágeno o malformaciones de las meninges Aneurismas intracraneanos Se pueden observar en ambos sexos, siendo raros que se produzcan antes de los 20 años de edad, se tratan generalmente de una combinación de factores congénitos y adquiridos, los aneurismas del polígono de willis son generalmente por anomalías vasculares congénitas, las cuales pueden ser por

16 deficiencias e a estructura de las paredes de las arterias o en la unión en la constitución del polígono de willis. Por arteriografía se puede visualizar los aneurismas, del mismo modo que por tomografía contrastada, el cual se ve en forma incompleta, el llenado del polígono. Conclusión Si nos ponemos a enumerar las diferencia entre la tomografía y la radiología convencional, seguro encontraremos varias, algunas de las cuales favorecen ala radiología, como es el caso de comparar costos, y otras en mayor número favorecen a la tomografía. El caso no es tan sencillo, si se toman como factor de comparación la resonancia magnética nuclear, algunos autores tratan de justificar, porque una si y otra no, cuando se trata de patologías cerebrales vasculares. A mi entender, no tiene sentido alguno dicha comparación, no porque no la tenga, sino porque son diferentes, para cada uno, y todos tienen razón, aunque si considero de buena práctica, tener presente, como varios profesionales insisten, que la tomografía tiene una ventaja llamada costo, la cual tiene cada vez mayor importancia, y a esto se le suma la tecnología aplicada en la fabricación de las últimos aparatos, que cada vez logran una mayor definición anatómica, mayor velocidad en los estudios, lo cual se traduce nada más ni nada menos que en la comodidad del paciente, sin olvidar el tamaño, el peso y el costo de mantenimiento de un tomógrafo frente a un resonador, lo cual lleva a muchos profesionales, a que en la practica primero se haga una tomografía, para descartar, por ejemplo, aneurismas, desplazamiento de masa y/o hemorragias intracraneales, y luego si se requiere mayor precisión de estructuras anatómicas afectadas, se solicita una resonancia magnética nuclear.

17 BIBLIOGRAFÍA: - XIII Congreso Argentino de Biología y Medicina Nuclear - Revista HospiMedica (Vol. 9 y 10 del 2001). - Revista Diagnostic Imaging, Septiembre del Libro, Patología; Robbins (tercera edición). - Imaging Systems for Medical Diagnostics. Erich Krestel, Siemens. - Revista Medicine (septima serie). - Atlas de Anatomía Humana (tomo segundo) - Libro de Neurología, Julio Aranovich. - Anatomía y Patología por Tomografía de Cerebro (CD). - Youmans Neurología (CD). - Libro, Tratado de Fisiología Médica, Guyton Hall. - Libro, Gray Anatomía, Williams Warwick.