Espectroscopia cerebral por Resonancia Magnética.

 

Autores

 

Dra. Caren González. Residente 3º año postgrado radiología y diagnóstico por imágenes del Hospital Universitario de los Andes. Universidad de los Andes.

Dr. César Villamizar. Médico Radiólogo.

Dr. Gustavo Rojas. Médico Radiólogo.

Dr. Franklin Moreno. Médico Radiólogo.

Dra. Mercedes Ávila. Médico Radiólogo.

Dr. Carlos Parales. Médico Radiólogo.

 

Palabras clave: Espectroscopia, Resonancia Magnética, Espectro Cerebral Normal, Metabolitos.

 

Key words: Spectroscopy, Magnetic Resonance, Normal Brain Spectrum, Metabolites.

 

Resumen

 

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.

 

Objetivo: utilidad de la neuroespectroscopia para definir metabolitos en el espectro cerebral normal de H1 y determinar su relación con la creatina.

 

Revisión: Existe un número limitado de componentes que son detectados en el cerebro en forma rutinaria in vivo con el espectro de protones. El pico más alto en el tejido cerebral normal corresponde a las moléculas de N-acetil aspartato, que se utiliza como marcador neuronal, ya que se encuentra presente exclusivamente en las neuronas. Este patrón característico nos permite comparar distintas funciones metabólicas a través de marcadores del metabolismo energético (Creatina), replicación celular (Colina), metabolismo anaerobio (Lactato), neurotransmisores (Mioinositol, Glutamato y Glutamina); además de macromoléculas tales como lípidos.

 

Conclusión: la capacidad para detectar, y cuantificar, un conjunto de metabolitos de un volumen cerebral determinado por Espectroscopia por Resonancia Magnética (E-RM); permite analizar las variaciones de los mismos en las alteraciones patológicas. La información es independiente de las posibles alteraciones estructurales; de esta manera la Espectroscopia por Resonancia Magnética (E-RM) 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

 

Summary

 

Introduction: The Magnetic Resonance Spectroscopy (E-RM) performed by means of the hydrogen (H1) determination, is a noninvasive technique that allows “in vivo” determination of protons in the brain under normal and pathological conditions, allowing to obtain a metabolic brain spectrum.

Objective: To determine the utility of the neurospectroscopy defining metabolites in the normal brain spectrum of H1 and their relationship with creatine.

 

Review: There are a limited number of components been detected in the brain in routine form “in vivo” with the spectrum of protons. The highest pick in the normal brain tissue corresponds to N-acetyl aspartate molecules, which are used as neuronal marker, is exclusively present in the neurons. This characteristic pattern allows us to compare different metabolic functions using energy metabolism markers (Creatine), cell replication (Coline), anaerobic metabolism (Lactate), neurotransmitters (Myoinositol, Glutamate and Glutamine); besides such macromolecules as lipids.

 

Conclusion: The ability for detecting, and quantifying, a set of metabolites from a given brain volume by E-RM; allows to analyze changes of the same ones in pathological alterations. The information is independent of possible structural alterations; this way the E-RM offers complementary information to the magnetic resonance image and occasionally constitutes the only marker of the pathology, since it is able to detect alterations coursing with a normal structural study.

 

Introducción

 

Mientras que la resonancia magnética convencional (RM) obtiene información anatómica basada en la señal del agua, 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 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 quimical shift.^1-2-3-4

 

La espectroscopia protónica, tiene ventajas importantes incluyendo el no requerir sustancias radioactivas (debido a la abundancia de los protones en forma 100% natural); puede efectuarse en la mayoría de los equipos de resonancia que se utilizan actualmente para la evaluación de pacientes, requiere un tiempo no mayor de 6 minutos para su realización y es altamente sensible debido al gran rango giromagnético de los protones naturales. ^1-2

 

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 sí mismas micro campos magnéticos que se sobreponen al campo magnético generado por el resonador (Fig. 1).²

 

Existe un número limitado de componentes que son detectados en el cerebro en forma rutinaria in vivo con el espectro de protones. Un espectro (bandas separadas en orden según su respectiva longitud de onda) se registra con tiempo de eco prolongado (>50 milisegundos), el cual contiene señales de N-acetil aspartato (NAA), Creatina (Cr), y Colina (Co). El lactato (Lac) no se detecta en condiciones normales. Otro espectro con modo de adquisición de eco estimulado (STEAM), que se obtiene al utilizar tiempo de eco corto (<35 milisegundos), identifica fácilmente la significativa presencia del LAC; contiene señales de otros compuestos como el mioinositol (Mi), glutamato y glutamina (Glu) además de macromoléculas tales como lípidos. ^2-5

 

La espectroscopia por resonancia magnética (E-RM) se efectúa mediante la realización de dos tipos de muestreo:

 

-         Para un voxel único (pequeño volumen cúbico de un área cerebral de 8 cm).⁶

^-          Técnicas multi-voxel de imágenes de variación química (espectro de un corte total del cerebro, obteniendo análisis de varias regiones en forma simultánea). ^6-7

^-          Chemical shift imaging: representa metabolitos en escala de colores sobrepuesta a imagen convencional referencial (Fig. 2).⁶

 

El tamaño del volumen de interés (VDI) debe ser normalizado para el tamaño descrito en las enfermedades globales. ^2-8 El VDI se debe definir en una región determinada y elegida con respecto al diagnóstico sospechado (zona de isquemia, área con posible foco epileptogénico, etc). En la tabla 1 se presentan una lista de las posiciones recomendadas. ²