Espectroscopia Cerebral por Resonancia Magnética.

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1 Espectroscopia Cerebral por Resonancia Magnética.
Caren González, Cesar Villamizar, Gustavo Rojas, Franklin Moreno, Mercedes Ávila, Carlos Parales. Instituto Autónomo Hospital Universitario de los Andes. Mérida. Venezuela

2 Introducción La espectroscopia por resonancia magnética (E-RM) realizada a través de la determinación del hidrógeno (H1), es una técnica no invasiva que permite determinar "in vivo" los protones que se encuentran en el cerebro en condiciones normales y patológicas permitiendo obtener un espectro metabólico del cerebro. Se considera una técnica promisoria para la evaluación no invasiva del metabolismo cerebral, que no requiere sustancias radioactivas para su realización debido a la abundancia de los protones en forma 100% natural; requiere un tiempo no mayor de 6 minutos para su realización.

3 Objetivos Definir aspectos físicos y técnicos de la espectroscopia, así como los metabolitos que pueden ser determinados a través de dicha técnica, sus funciones celulares y relación con procesos patológicos. Determinar la ventaja sobre la resonancia magnética convencional y su utilidad práctica.

4 Espectroscopia Cerebral
Mientras que la resonancia magnética convencional (RM) obtiene información anatómica basada en la señal del agua, la espectroscopia permite obtener un espectro metabólico del cerebro basado en que la diferencia en la composición química de sus metabolitos se refleja en una diferente frecuencia de resonancia, esto es lo que se conoce como chemical shift. Espectro normal del cerebro

5 Protones de hidrógeno en distintas moléculas
Factores Físicos Protones de hidrógeno en distintas moléculas Desde el punto de vista bioquímico los átomos de hidrógeno del agua, proteínas o lípidos son los mismos. Sin embargo, las distintas moléculas de acuerdo a su configuración tridimensional generan por si mismas micro campos magnéticos que se sobreponen al campo magnético generado por el resonador.

6 Espectro de metabolitos
Factores Físicos Espectro de metabolitos Esto condiciona que las moléculas giren a una velocidad ligeramente diferente, la cual se mide en frecuencia de precesión, o más frecuentemente en partes por millón (PPM). El espectro que se obtiene consta de unos picos estrechos, cuya área es proporcional al número de núcleos detectados. Se usan adquisiciones en T2; mientras más prolongado más estrecho es el pico del espectro.

7 Consideraciones Técnicas
Los metabolitos en el cerebro se encuentran en concentraciones milimolares, por lo tanto, las señales del agua, grasa del cerebro y las estructuras vecinas pueden sobrepasar y distorsionar las señales de los metabolitos de interés. Para superar esto, se emplean técnicas para impedirles resonar. La cuantificación del espectro es compleja, se usa la comparación y relaciones entre los diferentes metabolitos, usando a la creatina como control por considerarse el pico más estable.

8 Consideraciones Técnicas
Se realizan tres tipos de muestreo: Single voxel: volumen seleccionado de 2x2x2 cm diámetro. Multi-voxel: corte total del cerebro, obteniendo análisis de varias regiones en forma simultánea. Chemical shift imaging: representa metabolitos en escala de colores sobrepuesta a imagen convencional referencial. A B Multi voxel (A), Chemical shift (B)

9 Metabolitos Cerebrales
N-acetil aspartato (NAA, pico 2.0ppm): es un marcador neuronal y sus concentraciones disminuyen en diferentes tipos de insultos cerebrales. Colina (Co, pico 3.2 ppm): forma parte de la membrana celular, su incremento refleja el aumento del número de células. Creatina ( Cr 3.03 ppm y 3.94 ppm): es utilizado como reserva de los fosfatos de alta energía y además actúa como buffer en los reservorios de ATP-ADP. Lactato (Lac, pico 1.32): lo podemos encontrar en lesiones necróticas o quísticas.

10 Metabolitos Cerebrales
Mioinositol (MI, pico 3.56 ppm): actúa en la neurorrecepción hormona-sensitiva. La combinación de MI elevado con disminución da NAA se ha observado en la Enfermedad de Alzheimer. Glutamato (Glu, pico ppm): neurotransmisor que actúa en el metabolismo de las mitocondrias. Alanina (pico ppm): función incierta. Se puede incrementar en tumores intracraneales como los meningiomas.

11 Conclusión La espectroscopia por resonancia magnética, es una técnica no invasiva, con capacidad para detectar y cuantificar "in vivo“ un conjunto de metabolitos de un volumen cerebral. Permite así analizar las variaciones de estos metabolitos en las diversas alteraciones patológicas. La información es independiente de las posibles alteraciones estructurales; de esta manera aporta información complementaria a la imagen por resonancia magnética y constituye en ocasiones el único marcador de la patología, ya que es capaz de detectar alteraciones que cursan con un estudio estructural normal.

12 Bibliografía Onofre J, Martinez H, Arteaga M, Gómez A, Mauregui S. Resonancia magnética en el cerebro humano.Principios básicos. Rev Mex Neuroci 2002,3(4): Myung K, Chang H, Systemic lupus erithematosus: brain MR imaging and single voxel hydrogen 1 MR spectroscopy. Radiology 2000:217:43-49. Barker P. Magnetic resonance spectroscopy in cerebral ischemia and infarction. Seminars Cerebrovasc Dis Stroke 2001;1: Poptani H, Gupta R, Roy R, Pandey R, Jain V, Chhabra D. Characterization of intracranial mass lesions with in vivo proton MR spectroscopy. AJNR Am J Neuroradiol 1995;16:1593–603. Rand SD, Prost R, Haughton V, Mark L, Strainer J, Johansen J et al. Accuracy of single-voxel proton MR spectroscopy in distinguishing neoplastic from nonneoplastic brain lesions. AJNR Am J Neuroradiol 1997;18:1695–704. Filippi M, Grossman RI. MRI techniques to monitor MS evolution: The present and the future. Neurology 2002;58:1147–53. Moriarty M, Belinda S, Li Y, Regal B, He J,Markowitz C, Grossman R, Gonen O. Espectroscopía por Resonancia Magnética de N-Acetilaspartato Cerebral Total Un Marcador Potencial para la Toma de Decisiones en la EM Recurrente-Remitente. Davie C, Hawkins C, Barker G. Serial proton magnetic resonance spectroscopy in acute multiple sclerosis lesions. Brain 1994;117:49-58.