El tensor de difusión, una herramienta útil en la predicción de secuelas neurológicas

El tensor de difusión, una herramienta útil en la predicción de secuelas neurológicas Poster no.: S-0587 Congreso: SERAM 2014 Tipo del póster: Presentación Electrónica Educativa Autores: S. Sánchez Bernal, E. Torres Diez, E. Lopez Uzquiza, M. DIEZ BLANCO, E. Marco de Lucas; Santander/ES Palabras clave: Anatomía, Neurorradiología cerebro, RM-Difusión/Perfusión DOI: 10.1594/seram2014/S-0587 Cualquier información contenida en este archivo PDF se genera automáticamente a partir del material digital presentado a EPOS por parte de terceros en forma de presentaciones científicas. Referencias a nombres, marcas, productos o servicios de terceros o enlaces de hipertexto a sitios de terceros o información se proveen solo como una conveniencia a usted y no constituye o implica respaldo por parte de SERAM, patrocinio o recomendación del tercero, la información, el producto o servicio. SERAM no se hace responsable por el contenido de estas páginas y no hace ninguna representación con respecto al contenido o exactitud del material en este archivo. De acuerdo con las regulaciones de derechos de autor, cualquier uso no autorizado del material o partes del mismo, así como la reproducción o la distribución múltiple con cualquier método de reproducción/publicación tradicional o electrónico es estrictamente prohibido. Usted acepta defender, indemnizar y mantener indemne SERAM de y contra cualquier y todo reclamo, daños, costos y gastos, incluyendo honorarios de abogados, que surja de o es relacionada con su uso de estas páginas. Tenga en cuenta: Los enlaces a películas, presentaciones ppt y cualquier otros archivos multimedia no están disponibles en la versión en PDF de las presentaciones. Página 1 de 29

Objetivo docente Revisar la anatomía de los principales fascículos de sustancia blanca del cerebro (Fig. 1 on page 2). Correlacionar algunos de los signos clásicos neurológicos más frecuentes con la lesión en los tractos nerviosos correspondientes. Analizar el papel de la tractografía-dti en la predicción de futuras secuelas de los pacientes. Images for this section: Fig. 1: Principales tractos de sustancia blanca. Página 2 de 29

Revisión del tema Las lesiones neurológicas de origen cerebral son secundarias a daño en la corteza cerebral o en los fascículos de sustancia blanca que conectan distintas áreas de la corteza o ésta con la médula espinal. La tractografía es una secuencia que aporta información anatómica sobre la distribución y recorrido de estos tractos nerviosos. La afectación de alguno de los fascículos de sustancia blanca condiciona la pérdida o disminución de alguna función neurológica y limita la recuperación del paciente. A continuación se describen los principales tractos de sustancia blanca. HAZ CÓRTICO-ESPINAL (HCE) (Fig. 2 on page 7) El tracto corticoespinal, también denominado vía piramidal, se ocupa específicamente de los movimientos voluntarios. El HCE se compone de más de 1 millón de fibras derivadas de la corteza motora primaria (circunvolución precentral, área 4 de Brodmann), corteza premotora (6), circunvolución parietal ascendente (1, 2, 3) y corteza parietal adyacente (5). El tracto piramidal incluye: - Tracto corticoespinal que conecta con la médula espinal. - Tracto corticobulbar que conduce información a las motoneuronas de los núcleos de los nervios craneales. Las fibras convergen en la corona radiada y luego forman un haz de sustancia blanca compacto, orientado longitudinalmente con alta anisotropía. Localizado en el extremo posterior de la cápsula interna (Fig. 3 on page 8) (uno de los tipos más comunes de infarto lacunar) y continúa como parte del pedúnculo cerebral (mesencéfalo). Fig. 4 on page 9. LESION BRAZO POSTERIOR DE LA CÁPSULA INTERNA - ANTERIOR: debilidad en la cara (100%), extremidades superiores (67%) y extremidades inferiores (44%). Página 3 de 29

- CENTRAL: debilidad en todas las partes del cuerpo. - POSTERIOR: debilidad en la extremidad inferior (100%), extremidad superior (80%) y cara (20%) Esto es causado porque las fibras del pie del tracto corticoespinal en el brazo posterior de la cápsula interna somatotópicamente pueden ser posteromediales a las fibras de la mano a lo largo del eje corto de la cápsula interna. La reconstrucción en la secuencia DTI del HCE permite la localización específica de los infartos de capsulares y pericapsulares en relación con las partes del cuerpo afectadas gracias a la precisión topográfica de esta técnica. A continuación se muestran dos casos con lesiones en el tracto córtico-espinal Fig. 5 on page 11 y Fig. 6 on page 13. FASCÍCULO GRACILIS El fascículo gracil (Haz de Goll) es un haz de fibras axonales localizado en los cordones posteriores de la médula espinal. Transporta información fundamentalmente propioceptiva aunque también de sensibilidad profunda, vibratoria y del dolor visceral, de la mitad inferior del tórax (por debajo de T6) y miembros inferiores por la médula espinal hasta el tronco del encéfalo. El fascículo cuneiforme realiza las mismas funciones, pero lleva la información de la mitad superior del tórax (niveles superiores a T6). Los tractos de sustancia blanca ascendentes suelen tener tres niveles de neuronas: - Fibras de primer orden: lado ipsilateral de la médula espinal. - Fibras de segundo orden: localizadas en la médula oblonga del tronco cerebral, se decusan y crean tractos denominados lemnisco medial del tálamo. - Fibras de tercer orden: desde el lemnisco medial en el tálamo hasta la corteza cerebral. La lesión de cualquiera de estas vías puede conllevar una pérdida de sensibilidad en las extremidades (Fig. 7 on page 15). RADIACIÓN ÓPTICA (RO) Página 4 de 29

Las fibras de la radiación óptica van desde el núcleo geniculado lateral del tálamo hasta el área visual de la corteza occipital a lo largo de la cisura calcarina llevando información visual (Fig. 8 on page 17). RO generalmente discurre profunda por los gyrus temporales superior y medio y el surco temporal superior. Estos haces están dispuestos en una dirección anteroposterior y representa sectores específicos y ordenados de los cuadrantes del campo visual. RO se divide en: - Haz anterior (asa de Meyer): tiene un curso anterior variable. Discurren a lo largo de la cara inferolateral del asta temporal manteniendo una estrecha relación con el IFOF en su recorrido. - Haz posterior: las fibras viajan directamente a través del lóbulo parietal al lóbulo occipital en el brazo retrolenticular de la cápsula interna a la corteza visual. Lleva la información de la parte inferior del campo visual. Lesiones de la radiación óptica: - Lesión de toda la radiación óptica causa hemianopsia homónima (Fig. 9 on page 19). - Lesión del asa de Meyer causa cuadrantanopsia homónima superior. La posición exacta del asa de Meyer es importante para la cirugía de la porción anterior del lóbulo temporal. - Lesión del haz posterior causa cuadrantanopsia homónima inferior. FASCÍCULO ARCUATO El fascículo longitudinal superior (SLF) conecta la parte frontal y la parte posterior del cerebro (Fig. 10 on page 21). Tiene un papel importante en las funciones del lenguaje. El fascículo arcuato está formado por las fibras mediales de asociación del SLF que se originan caudal a la circunvolución temporal superior y pasan alrededor de la cisura de Silvio terminando en la corteza prefrontal dorsal. Desempeña un papel clave en la información auditiva transmitida entre las dos áreas de la corteza. Lesiones en este fascículo pueden causar afasia de conducción: Página 5 de 29

Alteración del lenguaje caracterizado por un discurso relativamente fluido, espontáneo, con buena comprensión, sin embargo los pacientes presentan dificultades para repetir el discurso escuchado con abundantes parafasias fonológicas Fig. 11 on page 21. También pueden tener: - Alteraciones en la nominación (desde la contaminación parafásica a la incapacidad total para producir la palabra adecuada). - Trastornos en la lectura (la comprensión es mucho mejor que la lectura en voz alta). - Trastornos de escritura (desde dificultades ortográficas leves hasta agrafia profunda). - Apraxia ideomotora (bucofacial y de extremidades). - Alteraciones neurológicas primarias (alguna hemiparesia derecha y pérdida sensorial cortical). Los pacientes con parafasias fonológicas debido a lesiones en la corteza posterior no suelen ser conscientes de sus errores, en cambio, los pacientes con afasia de conducción son conscientes de sus errores parafásicos. FASCÍCULO FRONTO-OCCIPITAL INFERIOR (IFOF) Haz de fibras de asociación que conectan el lóbulo frontal (incluyendo el área de Broca) con el occipital y la parte posterior de los lóbulos parietal y temporal. Las fibras convergen en un único fascículo que pasa a lo largo de la cara inferolateral del núcleo lenticular (superior al fascículo uncinado). IFOF pasa a lo largo de las astas temporal y occipital del ventrículo lateral y se extiende en forma de abanico al aproximarse e introducrise en el lóbulo occipital Fig. 12 on page 23. En algunos pacientes, las lesiones del IFOF en asociación con otros tractos contribuyen a producir afasia global (afasia semántica) Fig. 13 on page 23. FASCÍCULO UNCINADO Haz con forma de gancho que conecta la parte anterior del lóbulo temporal con la circunvolución frontal inferior y la superficie inferior del lóbulo frontal (Fig. 14 on page 25). - Porción ventral: conecta la corteza orbitaria con la amígdala y la circunvolución hipocampal. - Porción dorsal: interconecta la corteza del polo temporal con el extremo rostral de la circunvolución frontal media. Página 6 de 29

Lateral a la amígdala e hipocampo, en el lóbulo temporal, gira y asciende por detrás de la cápsula externa hacia el interior de la corteza insular y continúa hasta la parte posterior de la circunvolución orbitaria. Es una de las conexiones cuya interrupción condiciona una pérdida severa de memoria, es por tanto una posible causa de amnesia retrógrada postraumática. Los pacientes sometidos a lobectomía temporal anterior presentan déficits en la nominación originados por la interrupción de las conexiones frontotemporales mediadas por el fascículo uncinado. No representa ningún papel en la memoria visual. FASCÍCULO LONGITUDINAL INFERIOR (ILF) ILF conecta la parte anterior del lóbulo temporal con el lóbulo occipital, discurriendo a lo largo de las paredes laterales de las astas temporal y occipital del ventrículo lateral (Fig. 15 on page 25). Varios trabajos han demostrado que la integridad del ILF no es indispensable para el lenguaje, ya que puede ser compensada durante la estimulación y después de la resección por vías indirectas (Fig. 16 on page 26). Images for this section: Página 7 de 29

Fig. 2: Haz córtico-espinal Página 8 de 29

Fig. 3: Distribución somatotópica de los axones del haz córtico-espinal. Página 9 de 29

Fig. 4: Recorrido de la Vía Piramidal. Página 10 de 29

Fig. 5: Varón de 68 años que sufrió un hematoma parietal derecho. 6 meses después del drenaje quirúrgico continuaba hemipléjico. RM mostró una gran atrofia focal y degeneración walleriana. DTI mostró una interrupción del tracto corticoespinal. Página 13 de 29

Fig. 6: Mujer de 22 años, con antecedentes de hemorragia subaracnoidea aguda cuando tenía 5 años. Presenta una leve hemiparesia derecha 3/5. Sin déficit en el lenguaje. Página 15 de 29

Fig. 7: Varón de 59 años que presenta hipopalestesia y lateropulsión a la izquierda en la extremidad inferior. DWI mostró un infarto agudo en la región posterolateral del bulbo raquídeo. DTI confirmó la lesión parcial del fascículo gracil y pedúnculo cerebeloso inferior. Página 17 de 29

Fig. 8: Radiación óptica derecha. Página 19 de 29

Fig. 9: Mujer de 53 años con hemianopsia homónima izquierda tras la resección quirúrgica de un meningioma parieto-occipital. DTI confirmó la ledión de la radiación óptica izquierda que no pudo ser reconstruído. Fig. 10: El fascículo longitudinal superior está compuesto por tres fascículos. El fascículo arcuato es el medial (naranja) alrededor de la cisura de Silvio. Página 21 de 29

Fig. 11: Varón de 49 años que presentaba afasia de conducción. En la RM se identificó una lesión isquémica aguda en las fibras del fascículo arcuato. DTI mostró una lesión parcial del fascículo. Fig. 12: Fascículo fronto-occipital inferior (IFOF). Página 23 de 29

Fig. 13: Mujer de 48 años con glioma de alto grado frontal derecho. IFOF esta comprimido y desplazado por el glioma. Fig. 14: Fascículo uncinado. Página 25 de 29

Fig. 15: Fascículo longitudinal inferior (ILF). Página 26 de 29

Fig. 16: Mujer de 53 años que presento un glioma de bajo grado en lóbulo temporal izquierdo. En el estudio de RM pre-quirúrgico (izquierda) se observaba compresión de las fibras adyacentes del uncinado e ILF. LA RM post-quirúrgica mostró lesión parcial del ILF. La paciente presentó disfasia transitoria con parafasias fonémicas los primeros días tras la cirugía con posterior desaparición de las mismas. Página 27 de 29

Conclusiones La tractografía puede ayudar a comprender algunos signos neurológicos clásicos. Muchos estudios han demostrado el valor predictivo de la DTI- tractografía del haz cortico-espinal para evaluar el pronóstico motor en pacientes con accidente cerebrovascular. Además, algunos trabajos han demostrado que el pronóstico de la afasia en pacientes cuyo fascículo arcuato izquierdo podía ser reconstruído era mejor que en pacientes en los que no se consiguió su reconstrucción. Conociendo la anatomía y la función de cada tracto podemos establecer una correlación entre la clínica y los hallazgos en las pruebas de imagen y así valorar la posibilidad de recuperación del paciente. Por tanto, la tractografía se presenta como una herramienta muy útil en la predicción de la rehabilitación funcional de los pacientes. Bibliografía Bernal B et al 2009 ;132(Pt 9):2309-16. The role of the arcuate fasciculus in conduction aphasia. Brain MR Imaging of the Temporal Stem: Anatomic Dissection Tractography of the Uncinate Fasciculus, Inferior Occipitofrontal Fasciculus, and Meyer's Loop of the Optic Radiation J.I. Breiera et al. Language Dysfunction After Stroke and Damage to White Matter Tracts Evaluated Using Diffusion Tensor Imaging. AJNR 2008 29: 483-487. Hiraga A, et al. Pure monoparesis of the leg due to cerebral infarctions: A diffusionweighted imaging study. Journal of Clinical Neuroscience 2009; 16 (11):1414-1416. Jang SH. Prediction of motor outcome for hemiparetic stroke patients using diffusion tensor imaging: A review. NeuroRehabilitation 2010;27:367-72. Kwon YH, et al. Combined study of transcranial magnetic stimulation and diffusion tensor tractography for prediction of motor outcome in patients with corona radiata infarct. J Rehab Med 2011;43:430-34. Página 28 de 29

Neuroimage 2005 Jul 1;26(3):771-6. Fiber tracking by diffusion tensor imaging in corticospinal tract stroke: Topographical correlation with clinical symptoms Visual pathway study using in vivo diffusion tensor imaging tractography to complement classic anatomy. Neurosurgery 2012 Mar;70(1 Suppl Operative):145-56. Página 29 de 29