Generalidades y aplicaciones clínicas de la Espectroscopia por Resonancia Magnética (SRM) en el SNC del Paciente Pediátrico Andrés Fernando López Cadena Radiólogo - Universidad Nacional de Colombia Profesor de Radiología Pediátrica Universidad Nacional de Colombia Epidemiólogo clínico - Universidad el Bosque
Club de Revista Andrés Fernando López Cadena Médico Radiólogo Universidad Nacional de Colombia
RMI Descrito en 1946 por los ganadores del Premio Nobel Edward Purcell, de la Universidad de Harvard, y Félix Bloch, de la Universidad de Stanford RMN era utilizada sólo por los físicos para estudio de los núcleos de los átomos. En la década de 1970 RMN comenzó a ser utilizada en la practica clínica
Bases Físicas RMI, fósforo ( 31P ), flúor ( 19F ), carbono ( 13C ), y sodio ( 23Na ). Los más utilizados para la espectroscopia por RM clínica son protones ( 1H) 1H MRS debe detectar señales débiles de los metabolitos, se recomienda un campo mínimo de 1,5 t Las unidades con mayor intensidad de campo tienen una mayor relación señal -ruido ( SNR ), mejor resolución, y tiempos de adquisición más cortos.
Bases Físicas La magnitud del valor de la relación giromagnética de un núcleo, es una constante K característica del propio núcleo La frecuencia de rotación de los núcleos están influenciados por el campo magnético externo y el campo magnético del micro ambiente local, esto genera cambios en la frecuencia de giro del átomo (desplazamiento químico)
Bases Físicas La magnitud del desplazamiento químico se expresa en partes por millón ppm En la espectroscopia por RM el eje X corresponde a la ubicaciónón del metabolito en ppm de acuerdo con el desplazamiento químico, y el eje y corresponde a la amplitud de pico o concentración del metabolito.
Técnica Se trabaja sobre estudio previo anatómico RM en el cual se encuentra el sitio de interés. Single Voxel Multi Voxel 2D 3D Tiempos Cortos Tiempos Intermedios
Single Voxel Se obtiene señal de un voxel seleccionado en tres planos ortogonales X,Y,Z, con tres pulsos de radiofrecuencia. 2 tecnicas PRESS (pointed-resolved spectroscopia) STEAM ( stimulated echo acquisition mode)
Multi Voxel Adquirir en una sola secuencia de RMS información volumétrica y espacial del comportamiento giro magnético de los átomos. Utiliza una fase de codificación de gradientes para codificar la información espacial de los metabolitos. 1D 2D 3D
Multi Voxel 2 técnicas PRESS (pointed-resolved spectroscopia) STEAM ( stimulated echo acquisition mode) mayor número de voxel, se necesitan más medidas de fase de codificación, y esto implica un tiempo más largo para la de adquisición. Para la supresión de señales no deseadas o contaminación del voxel, la técnica mas utilizada es la supresión exterior de volumen (OVS).
TE corto Vrs TE intermedio/largo TE corto (20 a 40 milisegundos), mejor resolución espacial, mayor numero de picos identificados como mioinositol y glutamato TE largo (135 a 288 milisegundos), menor resolución espacial, menor numero de picos identificados, menor súper posición de picos.
Supresión de agua La señal del agua es 100 000 veces mas fuerte que la de los metabolitos cerebrales Técnicas de supresión H2O chemical-shift selective water suppression (CHESS) variable pulse power and optimized relaxation delays (VAPOR) water suppression enhanced through T1 effects (WET).
Espectroscopia Detectar metabolitos cerebrales normales y encontrar anormalidades si las hay. La alteración de los metabolitos con frecuencia anteceden a la alteración estructural El eje X muestra desplazamiento químico ppm El eje Y muestra altura del pico concentración
Metabolitos Cerebrales NAA N acetil aspartato: Es el pico más alto en el cerebro normal, Se ubica 2,02 ppm. NAA se sintetiza en las mitocondrias de las neuronas NAA se encuentra exclusivamente en el sistema nervioso (periférico y central), y se detecta tanto en la materia gris y blanca. Ausente en metástasis y meningioma Es un marcador de la viabilidad y la densidad neuronal y axonal.
Metabolitos Cerebrales Creatina: marcador de sistemas energéticos y el metabolismo intracelular. El pico del espectro de Cr se ubica a 3,02 ppm Este pico representa una combinación de moléculas que contienen creatina y fosfocreatina
Metabolitos Cerebrales Colina: marcador de recambio de la membrana celular, refleja indirectamente proliferación celular. El pico se ubica a 3.22 ppm En los tumores, los niveles de colina se correlacionan con el grado de malignidad que refleja la celularidad Aumento de colina puede ser visto en gliosis o inflamación. Por esta razón, se considera que no es específica
Metabolitos Cerebrales Lactato: producto de la glucólisis anaeróbica, su concentración aumenta en la hipoxia cerebral, la isquemia, convulsiones y trastornos metabólicos Pico se ubica a 1,33 ppm TEcorto(+),TElargo(-)
Metabolitos Cerebrales Lipidos: son componentes de las membranas celulares no visualizados con TE largo debido a su tiempo de relajación muy corto Hay 2 picos de lípidos: protones de metileno en 1,3 ppm y los protones de metilo en 0,9 ppm Estos picos están ausentes en el cerebro normal
Metabolitos Cerebrales Mioinositol: carbohidrato sintetizado en células gliales se considera marcador de proliferación glial, se ubica 3,56 ppm. Alanina: aminoácido, se ubica a 1,33 ppm es típico de meningioma Glutamato y glutamina: neurotransmisor exitatorio, se ubica 2,05-2,50 ppm, se encuentra elevado en encefalopatía hepática
Espectroscopia en niños
Aplicaciones Clínicas Tumores Cerebrales, RMS ayuda con diagnostico diferencial, grado histológico, grado de infiltración de la lesión, recurrencia del tumor y radio necrosis.
Aplicaciones Clínicas Infección los abscesos piógenos presentan disminución de los picos de NAA y Cr pero con niveles normales de Cho. Pico de lactato aumentado
Aplicaciones Clínicas Error congénito del metabolismo Demencias Epilepsia