PRACTICA 2 Técnicas de neuroimagen.
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Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN PRÁCTICA 2 TÉCNICAS DE NEUROIMAGEN OBJETIVOS 1. Conocer las características básicas de la tomografía axial computerizada y de la resonancia magnética. 2. Conocer las ventajas y limitaciones de ambas técnicas de neuroimagen. 3. Aprender la orientación espacial de las imágenes cerebrales. 4. Aprender a identificar las distintas regiones cerebrales. I. TÉCNICAS DE NEUROIMAGEN MORFOLÓGICA O ESTRUCTURAL II. TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTERIZADA (TAC) III. RESONANCIA MAGNÉTICA (RM) IV. TECNICAS DE NEUROIMAGEN FUNCIONAL IV. 1. Resonancia Magnética Funcional IV. 2. Tomografía por Emisión de Positrones (TEP) IV. 3. Tomografía por Emisión de Fotón único (SPECT) Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 1 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN I. TECNICAS DE NEUROIMAGEN MORFOLOGICA O ESTRUCTURAL La tomografía axial computerizada (TC o TAC) y la resonancia magnética (RM) son técnicas de neuroimagen que permiten obtener imágenes en vivo del sistema nervioso con bastante definición anatómica, especialmente la RM. La Neuropsicología se ha servido de tales técnicas para establecer una correlación entre áreas cerebrales y funciones cognitivas, conducta y personalidad. En esta práctica revisaremos las bases que subyacen a la TAC y a la RM. Asimismo, expondremos un método para realizar el análisis de lesiones cerebrales a partir de las pruebas de neuroimagen. II. TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTERIZADA (TAC) La TAC surgió en 1972 y fue la primera técnica de neuroimagen disponible, proporcionándole el premio Nobel en 1979 a sus descubridores, Allan Cormack y Godfrey Hounsfield. Consiste en una exploración de rayos X que produce imágenes detalladas de cortes axiales (perpendiculares al eje cefalocaudal) del cuerpo. En lugar de obtener una imagen como la radiografía convencional, la TAC obtiene múltiples imágenes al rotar alrededor del cuerpo. Una computadora combina todas estas imágenes en una imagen final que representa un corte del cuerpo como si fuera una rodaja. Esta máquina crea múltiples imágenes en rodajas (cortes) de la parte del cuerpo que está siendo estudiada. Se trata de una técnica de visualización por rayos X. Podríamos decir que es una radiografía de una fina rodaja obtenida tras cortar un objeto El aparato de TAC consiste en un tubo de rayos-X, que puede girar de 180º a 360º alrededor del área que se pretende examinar, y un conjunto de detectores situados en el lado opuesto de tal modo que se pueden obtener múltiples proyecciones angulares del área de interés. Los detectores pueden rotar con en conjunción con el tubo de rayos-X o pueden mantenerse estáticos en un círculo de 360º alrededor de la superficie a examinar. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 2 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Ç Estos detectores son más sensibles que la película de rayos-X, siendo capaces de detectar variaciones de densidad del tejido blando tan pequeñas como de un 1%, mientras que las radiografías convencionales sólo detectan entre un 10% y un 15%. La información obtenida por los detectores se analiza mediante ordenador, empleando una técnica llamada retroproyección filtrada. Empleando esta técnica en los datos de densidades de las múltiples proyecciones angulares, se construye una imagen de la sección transversal (horizontal) de la región en el plano del haz de rayos-X. La sección puede tener un grosor entre 10mm y 2mm. La resolución (menor distancia detectable) puede estar situada entre 5mm y 1mm, siendo los aparatos más recientes o de última generación los que ofrecen mayor resolución. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 3 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN 1977 1983 Actual La característica más importante del tejido que analiza el ordenador es la densidad, atribuyendo un valor de -1000 al aire, 0 al agua y +1000 al hueso compacto. A partir de esta escala, el ordenador asignará valores numéricos a las densidades recogidas por los detectores (es decir, cuanta más radiación absorba un tejido, menos radiación será captada por los detectores y se le asignará un valor mayor). Las zonas hipodensas aparecen en oscuro (como el aire de los senos frontal y esfenoidal, el líquido cefalorraquídeo y la grasa), mientras que las zonas hiperdensas aparecen claras (como el hueso, las estructuras calcificadas o la hemoglobina). Con esta técnica es posible visualizar: el espacio subaracnoideo, ventrículos, ganglios basales, tálamo, cápsulas interna y externa, sustancia blanca y gris de los hemisferios cerebrales, cisura de Silvio y otros surcos Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 4 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN corticales, y el hueso de la bóveda craneal. Con la administración de un contraste yodado también se pueden visualizar la hoz del cerebro, tienda del cerebelo, plexos coroideos, senos venosos durales, principales venas profundas y vasos sanguíneos mayores del cerebro. La detección de cambios patológicos mediante la TAC depende de la detección en una región del cerebro de una absorción de rayos X que se aparta del valor normal estándar. Así, la presencia de edema, infarto o tumor alterará la absorción estándar de los rayos X en esta región y producirá una imagen anormal. Los infartos isquémicos aparecen en un progresivo color gris oscuro, llegando con el tiempo a aparecer en negro (debido a la ocupación del espacio necrosado por el líquido cefalorraquídeo). Las hemorragias cerebrales aparecen, por el contrario, en blanco y progresan reduciéndose hasta quedar una zona de hipodensidad (debido a la necrosis tisular). Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 5 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Aunque la TAC supuso una revolución tanto para la el diagnóstico e intervención neurológicas como para el estudio de la relación cerebroconducta, la TAC no se encuentra carente de limitaciones. El principal problema que presenta la TAC es la iatrogenia, es decir, el efecto nocivo que provoca debido a la utilización de radiaciones ionizantes. Una segunda limitación proviene del hecho de la baja resolución de imagen que ofrece en comparación con otras técnicas (como la resonancia magnética), aunque los escáneres de última son capaces de alcanzar una resolución de 1mm en el plano de la sección analizada (frente a los 0,5mm de la resonancia magnética). Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 6 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Actividades a realizar 1. Explica en que consiste la TAC. 2. Indica la diferencia entre los rayos X convencionales y la TAC. 3. Indica la característica más importante del tejido que analiza el ordenador. 4. Indica las desventajas de la TAC 5. Señala las siguientes imágenes donde se encuentran: a) Lóbulos frontales, parietales temporales y occipital, b) astas anteriores y posteriores de los ventrículos laterales, c) tálamo y ganglios basales, d) Cisura interhemisférica y cisura de Silvio. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 7 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 8 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 9 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN III. RESONANCIA MAGNÉTICA (RM) La Resonancia Magnética Nuclear (RMN o RM) permite obtener imágenes tomográficas en cualquier dirección del espacio. Esta técnica permite un mayor contraste en tejidos blandos que la TAC y, a diferencia de esta no utiliza radiaciones ionizantes, por lo que no produce iatrogenia. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 10 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN TAC RM También hay que destacar su sensibilidad al movimiento de los líquidos, con lo que posibilita obtener angiografías1 sin utilizar contraste También permite realizar análisis bioquímicos en vivo mediante la espectrometría, permitiendo analizar los diferentes elementos químicos que forman un compuesto y estudiar de forma directa procesos metabólicos sin interferir en ellos ni utilizar técnicas agresivas. La RM es un fenómeno físico por el que ciertas partículas como los electrones, protones y núcleos atómicos con un número impar de protones, neutrones o ambos, pueden absorber energía electromagnética de radiofrecuencia al ser colocados bajo un potente campo magnético. En las Imágenes por RM (IRM) se aprovechan las propiedades magnéticas de los núcleos de hidrógeno (H-1) o del sodio (Na-23). Por su abundancia y por su alta señal, el núcleo de H-1 es el que se utiliza habitualmente. En general, obtener una IRM significa realizar un análisis tomográfico seriado por resonancia magnética de los núcleos de H-1. La unidad de campo magnético utilizada para medir la RM es la tesla (T) que equivale a 10.000 gauss (el valor del campo magnético terrestre se sitúa alrededor de los 0,5 gauss). Las RM más utilizadas oscilan entre 0,5T y 1,5T (aunque ya se están utilizando las de 2, 3 y 4T). Al colocar un cuerpo en un campo magnético éste se comporta de forma particular en función de su configuración interna, es decir presenta una determinada susceptibilidad magnética. Según esta susceptibilidad magnética, los cuerpos pueden dividirse 1 La angiografía es un proceso de diagnóstico por imagen cuya función es el estudio de los vasos circulatorios que no son visibles mediante la radiología convencional. 11 Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN en diamagnéticos y paramagnéticos. Los cuerpos diamagnéticos presentan una susceptibilidad magnética menor que cero es decir, que el campo magnético originado por el interior de estos cuerpos es menor que el campo magnético externo al que está sometido. Estos cuerpos no presentan movimiento al colocarlos en un campo magnético (por ejemplo, la plata, el agua, el plomo y el grafito). Los cuerpos paramagnéticos son aquellos cuya susceptibilidad magnética es superior a cero, por lo que en su interior el campo magnético es mayor que el campo al que está sometido. Estos cuerpos, en condiciones normales, presentan movimientos como con una determinada orientación (momento magnético) como podemos ver en el conjunto de núcleos de H1 del siguiente dibujo. Momentos magnéticos de los núcleos de Hidrógeno orientados al azar En el cuerpo humano el momento magnético total es cero debido a la orientación arbitraria de los momentos magnéticos de todas las partículas. Cuando se someten a un campo magnético externo los núcleos de los átomos de H1, o cualquier otro, los diferentes momentos magnéticos en los que se encuentran tienden a sincronizarse alineándose de forma paralela a dicho campo magnético (B0). Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 12 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Esta alineación se consigue pasando de un estado menos energético a otro más energético (absorción de energía) y es precisamente este cambio en el que cosiste el fenómeno de la RM. RESONANCIA ABSORCIÓN SELECTIVA DE ENERGIA Posteriormente, el exceso energético es liberado mediante un proceso denominado relajación, y esta energía que se libera hace volver de nuevo a la imantación inicial de los cuerpos, es decir, a su estado de equilibrio inicial. RELAJACION DEVOLUCION DE ENERGIA Es precisamente la energía liberada durante el proceso de relajación la que se utiliza para obtener la señal y trasformarla en una imagen. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 13 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN PROCESO DE ADQUISICION Y FORMACION DE LA IMAGEN Esquemáticamente el proceso de formación de la IRM sería el siguiente En la IRM se miden, básicamente, dos parámetros – Constante de tiempo longitudinal (T1) – Constante de tiempo transversal (T2) T1 y T2 se encuentran relacionados con la rápidez o lentitud con la que se produce la relajación. Esta rapidez o lentitud depende del tipo de molécula en la que se encuentran inmersos los átomos de H. Desde un punto de vista pragmático indicaremos que la IMR potenciada en T1 permite visualizar los líquidos en negro Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 14 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Por el contrario, en una imagen potenciada en T2 los líquidos aparecen en blanco La patología que conlleva cambios morfológicos se detecta igual que con la TAC, pero con la ventaja de poderla examinar en cualquier orientación (en los tres planos), buscándose básicamente en imágenes potenciadas en T1. En las patologías que suponen un aumento de agua libre extracelular (edema, necrosis, etc.) o agua libre intracelular (neoplasias) es útil la potenciación en T2. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 15 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Tumor cerebral hematoma capsular derecho Actividades a realizar 1. Explica el proceso básico del funcionamiento y obtención de una IRM 2. Indica como se ven los líquidos en T1 y en T2 3. Indica en las siguientes imágenes las estructuras que se visualizan Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 16 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 17 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 18 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN IV. TECNICAS DE NEUROIMAGEN FUNCIONAL IV: 1. Resonancia Magnética funcional: La resonancia magnética funcional (RMF) utiliza los principios generales que relacionan estrechamente la actividad neuronal con el metabolismo y el flujo sanguíneo. Puede registrar cambios hemodinámicos cerebrales que acompañan la activación neuronal y permite la evaluación funcional de regiones responsables de la sensorialidad, motricidad, cognición y procesos afectivos en cerebros normales y patológicos. Ogawa et al.(1990), en experimentación con ratas habían probado que la deoxihemoglobina en la sangre podría ser usada como un medio de contraste intrínsico en imágenes denominación de obtenidas por RM, fenómeno que recibió la contraste-Bold (blood oxigenation level dependent) o dependiente del nivel de oxigenación sanguínea. La metodología de la RMF esta basada en la substracción entre las señales emitidas en la RM obtenida en condiciones basales y las obtenidas durante la actividad neuronal. Para estudios funcionales se requiere un equipo de al menos 1.5 Tesla, aun cuando se han descrito registros exitosos con 1 Tesla. Con campos magnéticos mayores (3 Tesla o más) se obtiene una señal de mejor calidad. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 19 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Las neuronas necesitan nutrientes para funcionar y dada su incapacidad para almacenar contenidos energéticos, el cerebro depende del flujo vascular que le entrega glucosa, oxígeno, vitaminas, aminoácidos y ácidos grasos. Así el incremento regional de la actividad neural está asociado a un incremento local del metabolismo y perfusión cerebral. Basados en este principio y considerando que la deoxihemoglobina actúa como un agente de contraste endógeno e intravascular, tenemos que este efecto se incrementa en relación directa con la concentración de deoxihemoglobina, que va a afectar la conducta por RM de los protones de hidrógeno contenida en las moléculas de agua, lo que genera un acortamiento de los tiempos de relajación (T1 y T2), lo cual atenúa la intensidad de señal en imágenes de RM. El incremento de la actividad neuronal se traduce en dilatación de lechos capilares con el objeto de proveer mayor cantidad de glucosa y oxígeno al área de actividad neuronal aumentada. No obstante, aunque exista una mayor demanda energética el consumo de oxígeno permanece más o menos constante y lo que aumenta es la oferta de glucosa al tejido. Por lo tanto, ocurre un aumento en el flujo sanguíneo sin un incremento de similar magnitud de la extracción de oxígeno, con reducción de la deoxihemoglobina y aumento de la oxihemoglobina en el lado venoso del lecho capilar, generando ello un aumento de la intensidad de señal por RM. Es muy difícil aislar y obtener una estimulación exclusiva del área neuronal de interés, por ello la elaboración del Test o paradigma a aplicar, debe ser cuidadosa en su elaboración y diseño. Además debe considerarse un entrenamiento previo del paciente para que pueda reaccionar adecuada y rápidamente durante el examen. Una forma de diseñar los paradigmas es hacerlo en "bloque", en este caso se realiza una aplicación repetida o seriada de un estímulo seguido de un periodo de descanso. Con lo anterior se puede realizar una sustracción entre el periodo de actividad neuronal y el de descanso o inactividad. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 20 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Gráfico que muestra el diseño de un test con períodos alternados cada 30 segundos de estimulación y reposo. Se obtuvieron en este caso un total de 80 volúmenes, niveles en diferentes, 10 a su vez en 6 diferentes localizaciones. El procesamiento de datos comprende varias etapas: primeros los datos son analizados para realizar una correlación temporal entre los cambios de los niveles de señal por RM y el paradigma impuesto. Después debe trazarse un umbral estadístico para distinguir las regiones inactivas del cerebro de aquellas señales más consistentes con actividad relativa al paradigma empleado. Estos análisis son realizados revisando píxel a píxel, empleando diferentes procedimientos estadísticos como "T" de Student, método de correlación cruzadas u otros, que permiten trazar un mapa estadístico que provea la medida de localización espacial, extensión y magnitud de la actividad cerebral. Finalmente los resultados del análisis de activación son sobreimpuestos en imágenes estructurales de alta resolución espacial obtenida en el mismo tiempo de examen generalmente en secuencia T1. Areas de interés para el estudio con RMF I. Area Motora: Diversos autores han trazado mapas somatotópicos de la corteza motora primaria con RMF obteniendo una buena correlación con las áreas determinadas por Brodmann como 4 y 6. II. Lenguaje Expresivo: Las áreas correspondientes al lenguaje expresivo (áreas de Broca), pueden ser activadas pidiéndole al paciente que genere palabras, ya sea que las piense o las pronuncie. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 21 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN III. Lenguaje comprensivo: En este tipo de Test se puede hacer escuchar al paciente textos narrativos. Para esto se debe contar con un sistema adecuado de audífonos que permitan disminuir el ruido inherente al equipo y permitir que el paciente escuche las instrucciones y el texto deseado. La activación se observa en este caso en forma bilateral en la circunvolución temporal superior (Brodmann 22). IV. Areas Visuales: La estimulación visual se realiza directamente con la presentación de imágenes. Estas al ser oscilantes van a provocar una activación mayor a lo largo de la cisura calcarina. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 22 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN V. Memoria: Se ha realizado una gran cantidad de trabajos para la investigación de algunos tipos de memoria, como la memoria de trabajo, observándose en este caso activación de las porciones ventrales y frontales de la corteza prefrontal lateral. VI. Afectos: Se ha estudiado la respuesta ante estimulo visuales que son capaces de generar emociones placenteras o desagradables. Las emociones positivas activan bilateralmente la ínsula, la circunvolución frontal inferior derecha, el splenium y precuneus. En cambio las emociones negativas activan bilateralmente la circunvolución medial frontal, la circunvolución del cíngulo en su porción anterior, la circunvolución precentral derecha y el núcleo caudado izquierdo. RMF como herramienta de planificación neuroquirúrgica El papel de la RMF en el plano neuroquirúrgico es un aspecto importante para decidir la extensión de la resección quirúrgica a nivel cerebral. En este sentido se deben tomar en cuenta dos factores: la extensión del tejido alterado y la función del tejido vecino. La extensión del tejido alterado se puede determinar con RM convencional y la función del tejido adyacente con RMF teniendo ésta un rol determinante. Esta técnica permite realizar más fácilmente mapeos corticales, que ayudan en la planificación neuroquirúrquica, tanto en patologías tumorales, como en cirugía de epilepsia y donde sea Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 23 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN necesario ubicar con precisión áreas críticas motoras o de lenguaje para evitar el daño de estas o bien donde sea necesario determinar dominancia cerebral. IV. 2. Tomografía por Emisión de Positrones (TEP) La tomografía por emisión de positrones, TEP o PET (por las siglas en inglés de Positron Emission Tomography), es una técnica propia de una especialidad médica llamada medicina nuclear y de la radiología, al combinar imágenes de TAC. Es una técnica no invasiva de diagnóstico por imagen capaz de medir la actividad metabólica de los diferentes tejidos del cuerpo humano, especialmente del sistema nervioso central. Al igual que el resto de técnicas diagnósticas en Medicina Nuclear, la TEP se basa en detectar y analizar la distribución que adopta en el interior del cuerpo un radioisótopo administrado a través de una inyección. Lo que hace es medir la producción de fotones gamma (resultado de la destrucción de un positrón). Se utiliza para medir el paso de una sustancia por la barrera hematoencefálica. Se inyecta la sustancia que se desea investigar unida a un isótopo que emite positrones. Es en tiempo real y se ve de forma de una imagen dimensional del cerebro usando técnicas matemáticas de imagen. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 24 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Esquema del proceso de captura de la PET Existen varios radioisótopos emisores de positrones de utilidad médica. El más importante de ellos es el Flúor-18, capaz de unirse a la glucosa para obtener el trazador 18-Flúor-Desoxi-Glucosa (18FDG), para medir la tasa de consumo de glucosa cerebral regional (rCGC). Es decir, se obtiene glucosa detectable mediante la emisión de señal radiactiva. La posibilidad de poder identificar, localizar y cuantificar el consumo de glucosa por las diferentes células del organismo, ofrece un arma de capital importancia al diagnostico médico, puesto que muestra qué áreas del cuerpo tienen un metabolismo glucídico elevado. Un elevado consumo de glucosa es, Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 25 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN precisamente, la característica primordial de los tejidos neoplásicos. La mayor captación la presenta la sustancia gris y los ganglios basales; la sustancia blanca presenta menor actividad al estar menos perfundida. Los ventrículos laterales no presentan actividad. Las patologías que producen un descenso del rFSC (flujo sanguíneo cerebral regional) se presentan como hipoactivas, mientras que los incrementos fisiológicos o patológicos del flujo y del metabolismo cerebral regional producen áreas hiperactivas. La PET es superior a la SPECT por tener mayor resolución espacial y exacta corrección de atenuación, lo que mejora la visualización de estructuras profundas. La dosis de radiación que recibe el cerebro es igual en ambas técnicas (aproximadamente 0,3 cGy). Existe la posibilidad de realizar superposiciones de las imágenes funcionales de la PET con imágenes morfológicas de TC o RM. La TEP, por tanto, permite localizar los focos de crecimiento celular anormal en todo el organismo, en un solo estudio e independientemente de la localización anatómica donde asiente la neoplasia (primaria o metastásica), ya que la TEP no evalúa la morfología de los tejidos, sino su metabolismo. Además de la oncología, donde la TEP se ha implantado con mucha fuerza como técnica diagnóstica, otras áreas que se benefician de este tipo de exploraciones son la cardiología, la neurología y la neuropsicología, dada la posibilidad de cuantificar el metabolismo tanto cardiaco como de sistema nervioso central. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 26 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN Imágenes capturadas en una PET cerebral típica IV. 3. Tomografía por Emisión de Fotón único (SPECT) La tomografía por emisión de fotón único (SPECT) (del ingles single photon emission computerized tomography) es una técnica que ha mostrado un creciente interés en Neurología, ya que proporciona información funcional y metabólica y permite el estudio de imágenes por la administración de un radiofármaco (radioisótopo), usualmente por vía intravenosa o inhalatoria. Estas sustancias siguen distintas rutas metabólicas y de difusión en el organismo, de manera que son captadas específicamente por diferentes órganos y tejidos, a la vez que son capaces de emitir radiación gamma que se detecta mediante una gamma cámara. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 27 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN La irradiación del paciente es comparable a la recibida durante una exploración rutinaria de rayos X. Este proceso dura entre 20 y 30 minutos, y una vez finalizado, el paciente puede reincorporarse a sus actividades normales. La mayoría de sistemas de SPECT utilizan una gran gamma cámara rotatoria suspendida, que puede girar alrededor del paciente, lo cual permite obtener imágenes coronales, sagitales, transversales y oblicuas de cualquier parte del cerebro. Desde su aparición hasta la actualidad, los sistemas de SPECT han evolucionado rápidamente, pasando por los sistemas de cabeza única, cabeza doble y triple, luego los sistemas multidetectores de 4 cabezas hasta los detectores Harvard que han alcanzado una sensibilidad 75 veces superior a los primeros sistemas. Se conocen más de 1000 radioisótopos entre los que existen en la naturaleza y los creados por el hombre; sin embargo en la medicina nuclear solo se utilizan cinco: Xenón 133 y 127 (133Xe, 127 Xe), Tecnecio 99 (99mTc), Yodo 123 (123I) y Talio 201(201Tl); de estos, los 4 primeros son químicamente inertes (no son retenidos en el cerebro) y el último es químicamente activo (es retenidos en el cerebro). Los más ampliamente utilizados son el 133 Xe (administrado por vía inhalatoria o intravenosa) y el 99m Tc. Estos núclidos son fuertemente lipofílicos, lo cual les permite ligarse a los eritrocitos y una fácil difusión desde la sangre al tejido cerebral. Así se obtienen imágenes tomográficas del rVSC (tasa de perfusión cerebral regional) y de la permeabilidad de la barrera hematoencefálica. Dependiendo del trazador utilizado, el SPECT puede proporcionar información del rFSC (tasa de flujo cerebral regional, del rVSC (tasa de perfusión cerebral regional) y de los receptores de los neurotransmisores cerebrales. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 28 Neuropsicología Práctica 2 TECNICAS DE NEUROIMAGEN SPECT con corte axial de un infarto extenso del territorio de la arteria cerebral media derecha. Obsérvese la ausencia de perfusión en dicho territorio La distribución del FSC puede ser mapeada tomográficamente con microesferas químicas, moléculas químicamente activa que son atrapadas localmente en el cerebro en proporción al flujo sanguíneo. Al obtener imágenes calientes o de alta perfusión (como la corteza) e imágenes frías o de baja perfusión (como los ventrículos), permitirá detectar zonas infartadas o zonas isquémicas o de penumbra. De esta manera puede diferenciar una epilepsia transitoria (zona caliente) de AITs (zonas frías). Ha puesto de también de manifiesto alteraciones fisiopatológicas de la isquemia cerebral como la perfusión de lujo, la diasquisis cerebral y los efectos distales del vasoespasmo que suele acompañar a la hemorragia subaracnoidea. También es útil para valorar la reserva vascular en un territorio particular. Las limitaciones de esta técnica son: a) La necesidad de usar un sistema especial de rotación rápida alrededor del paciente, b) La pobre resolución espacial, y la presencia de artefactos debido a radioisótopos presentes en la nasofaringe (cuando se administra el trazador por vía inhalatoria), y c) Esta contraindicada durante el embarazo. Francisco Román Lapuente; María del Pino Sánchez López; María José Rabadán Pardo 29
