Aplicaciones de la espectroscopia
La figura muestra dos imágenes de aspecto tumoral (a y c) y los espectros respectivos obtenidos a TE de 136 ms (b y d). En el primer espectro (b) se aprecia discreta reducción de la resonancia de NACC con mínimo aumento de la ratio Cho/Cr. Este patrón no permite sugerir un origen tumoral. En el segundo caso el espectro (d) es más claramente tumoral, con marcada reducción de NACC y marcado aumento de la ratio Cho/Cr. En el primer caso la anatomía patológica no detectó tumor, y la evolución de las imágenes confirmó una lesión pseudotumoral. En el segundo caso el estudio histológico confirmó la presencia de un astrocitoma de bajo grado.
Se han reconocido tres tipos de aplicaciones de los estudios espectroscópicos mediante RM en el diagnóstico de patología cerebral.
Las APLICACIONES CLASE A son aquellas que han demostrado ser útiles en pacientes individuales.Se trata del estudio de las neoplasias y de los errores congénitos del metabolismo.
Las APLICACIONES CLASE B son aquellas que han demostrado ser ocasionalmente útiles en pacientes individuales. Engloban estados de isquemia/hipoxia y epilepsia.
Por último, las APLICACIONES CLASE C son aquellas útiles principalmente en determinados grupos de pacientes, por lo que se encuentran en investigación. Incluyen el neuro-SIDA e infecciones oportunistas, enfermedades neurodegenerativas (Alzheimer, Parkinson y parkinsonismos, enfermedad de Huntington, ELA), Esclerosis Múltiple, encefalopatía hepática, traumatismo craneoencefálico (TCE) y la enfermedad psiquiátrica (esquizofrenia, trastorno bipolar, ansiedad, abuso de drogas).
APLICACIONES CLASE A
Neoplasias
En primer lugar los estudios espectroscópicos mediante RM contribuyen a establecer el diagnóstico de patología neoplásica versus no neoplásica (por ejemplo esclerosis múltiple, EM).
Por otro lado orientan al Neurorradiólogo en el diagnóstico diferencial entre tumor primario y metástasis. La pendiente de la Cho o del ratio Cho/NAA ó Cho /Cr es más suave en tumores primarios, en la mayoría de gliomas, dado su carácter más infiltrante entre células normales, existiendo una interfase entre la masa y el parénquima normal, frente a la existencia de una pendiente abrupta en la enfermedad metastásica. De esta forma el ratio Cho/NAA > 1 en el tejido peritumoral orienta a infiltración, glioma.
Los diferentes componentes del tumor (necrosis, áreas de hemorragia, cambios inflamatorios asociados) generan distintos patrones de ERM en una misma neoplasia. En términos generales se detectan incrementos de la concentración de Cho, generalmente mayor a mayor grado tumoral.
La ERM típica en el estudio de las neoplasias muestra en términos generales aumento de Cho, disminución de NAA y pequeños cambios en Cr. No obstante es importante hacer hincapié en que no hay que basarse únicamente en los valores de este metabolito, puesto que el volumen objeto de estudio puede ser escaso, con baja densidad celular, y por tanto obtener un pico de Cho menor de lo esperado que haga pensar en un tumor de bajo grado, que no lo es.
Así conviene atender al ratio o relación con las células sanas (Cho/NAA > 1,3) o con el metabolito estable por excelencia, la creatina (ratio Cho/Cr). En las técnicas multivoxel es posible y recomendable comparar con áreas sanas de similar localización a la región en que se sitúa el tumor. También resulta conveniente correlacionar con otras técnicas especiales como la difusión y perfusión, a través de los nuevos sistemas de procesamiento de imágenes que permiten la integración de todas ellas.
Los tumores de alto grado presentan una mayor restricción en secuencia potenciada en difusión y mayor flujo en secuencia de perfusión, lógicamente.
En el caso concreto de los meningiomas se han determinado picos de Alanina como metabolito “marcador”. Es importante mencionar una de las aplicaciones más impotantes y útiles de la ERM, la diferenciación de cambios por radionecrosis versus presencia de recidiva tumoral, resulta un diagnóstico diferencial complejo puesto que muchas veces se superponen.
Morfológicamente se puede apreciar en ambos casos una lesión con efecto masa, edema perilesional y realce tras la administración de contraste intravenoso adyacente a lecho quirúrgico. Teniendo en cuenta la frecuente recidiva en tumores como el glioblastoma multiforme (GBM) y que muchos pacientes han sido tratados con radiación, es necesaria una herramienta adicional a la imagen puramente anatómica para esclarecer los hallazgos.
Además no es infrecuente encontrar focos de radionecrosis alejados del foco tumoral primario. Por otro lado es conocido el efecto potenciador de la neurotoxicidad de la radioterapia cuando se asocia con quimioterapia. La lesión microvascular directa de la radiación de alta energía puede ocasionar infarto y necrosis, con gliosis reactiva y posteriormente necrosis coagulativa.
En la ERM el perfil metabólico de la radionecrosis se manifiesta como pérdida o ausencia de señal de metabolitos normales, aumento de la concentración de lípidos / lactato, no presentes en condiciones normales y ligera elevación de Cho o de ratios respecto al cerebro normal.
La presencia de picos elevados de lípidos y lactato asociado a la ausencia de picos de NAA, Cr y sobre todo Cho sugieren radionecrosis con ausencia de tumor viable. No obstante, en ocasiones se detectan perfiles metabólicos «de baja agresividad» en los que se aprecia una discreta elevación de los niveles de Cho y lípidos/lactato con normalidad del pico de NAA.
El aumento de la concentración de Cho en la radionecrosis se debe a la estimulación de las células inflamatorias, pero no es tan elevada como la visible en la recidiva neoplásica, con altos niveles de Cho ó ratios (Cho/NAA >1,17; Cho/Cr > 1,11).
De todas formas, a veces es necesaria una correlación con otras técnicas especiales como la perfusión , cuyo incremento sugiere progresión mientras que la detección de niveles medios o bajos oriente a radionecrosis.
A pesar de toda esta información en ocasiones no queda más remedio que recurrir a la biopsia para un diagnóstico diferencial definitivo.
APLICACIONES CLASE B
Isquemia/hipoxia
La ERM no se emplea de modo rutinario en pacientes con enfermedad isquémica, no obstante en función del vaso afectado y del grado de flujo colateral los cambios pueden registrarse inmediatamente después del evento en áreas de parénquima adyacente a la arteria ocluída.
La ERM puede establecer la extensión de la verdadera zona infartada, incluso antes de que se identifiquen alteraciones en las imágenes FLAIR. Se observa descenso de NAA, más evidente en el centro del área isquémica, y aumento de Lac, puesto que en ausencia de oxígeno la glucosa no se metaboliza a través de la vía del ciclo de ácidos tricarboxílicos, por lo que se emplea una vía menos eficiente que da lugar a piruvato y lactato.
En caso de tratarse de patología reversible, se aprecia en sucesivos controles recuperación de patrón del perfil metabólico normal.
La Cr se suele mantener estable. La Cho se ve incrementada en caso de presencia de gliosis y disminuída si existe necrosis y/ó edema. La concentración de lípidos se encuentra incrementada en casos de infarto subagudo y crónico, secundario a alteración de la membrana celular.
Suele existir una correlación entre la difusión, la perfusión y la espectroscopia.
En el síndrome de “casi-ahogamiento” la espectroscopia es útil para aportar información pronóstica, puesto que si el ratio NAA/Cr está dentro de límites normales o mínimamente reducido supone un buen pronóstico.
En el caso de hipoxia / isquemia en neonatos añade información a la secuencia de difusión, que es la de elección en estos casos, pudiendo detectar en las gráficas espectroscópicas disminución NAA y aumento Lac. El pronóstico es pobre si persisten niveles de Lac elevados a pesar de existir una recuperación evidente en estudios de perfusión.
Epilepsia
Debido al aumento de la demanda de oxígeno y nutrientes durante una crisis epiléptica, la espectroscopia mediante RM puede poner de manifiesto un incremento de los niveles de Lac (incluso visibles en períodos interictales), disminución de NAA, aumento de la concentración de Cho y de Glx y reducción de GABA.
En la epilepsia resulta muy útil realizar secuencias multivoxel con el fin de recoger información de un gran volumen que abarque ambos hemisferios y poder establecer así estudios comparativos entre la posible zona afecta y la región equivalente en el hemisferio contralateral.
En la epilepsia del lóbulo temporal (ELT) se aprecia afectación de la región medial temporal de modo bilateral. La ERM se emplea principalmente para la valoración quirúrgica, puesto que en la ELT se revierte patrón metabólico anómalo en el hemisferio sano una vez llevada a cabo la resección. El uso de la ERM es cuestionable en la displasia cortical.
Aplicaciones Clase C
Neuro-SIDA e infecciones oportunistas
La afectación cerebral por VIH se manifiesta de dos modos, como infecciones oportunistas y linfoma por inmunodeficiencia y complejo demencia sida por encefalitis por el virus.
Se han detectado en los estudios espectroscópicos niveles reducidos de NAA, que generalmente son precedidos de elevación de Cho, mI (debido al proceso inflamatorio previo a la pérdida neuronal) y a veces Cr, en estadios iniciales.
Pueden ser necesarias otras técnicas como la difusión o estudios de SPECT/ PET.
En términos generales en la patología infecciosa se detecta elevación de Cho y disminución o ausencia de NAA y aparecen metabolitos que en condiciones normales se encuentran a muy baja concentración en el SNC, como el Lac.
Enfermedades neurodegenerativas
Las enfermedades degenerativas condicionan daño cerebral con pérdida neuronal y gliosis.
Existen diversos tipos y localizaciones, si bien en términos generales condicionan reducción de los niveles de NAA (más significativa a mayor tiempo de evolución) y aumento de Cho y mI.
La ERM juega un papel relevante sobre todo en la monitorización de los diversos tratamientos.
Enfermedad de Alzheimer (EA)
Se trata de la enfermedad neurodegenerativa más frecuente. En estadios iniciales la espectroscopia permite identificar descenso de los niveles de NAA y aumento de Cho y mI, este último empleado como marcador específico.
Enfermedad de Parkinson (EP) y parkinsonismos
En la enfermedad de Parkinson se pueden detectar cambios en el seno de la sustancia negra, a pesar de ser un sustrato de escaso volumen lo que limita la valoración mediante esta técnica como ya se indicaba anteriormente, observando disminución del ratio NAA/Cho.
Corea de Huntington (EH)
Se debe a la expansión anómala de un triplete citosina-adenosina-guanina (CAG) en un gen (HTT), localizado en el cromosoma 4 (locus 4p16.39) el cual codifica la proteína huntingtina (HTT). Dichas repeticiones CAG se transcriben como residuos de glutamina que alteran las propiedades estructurales y bioquímicas de esta proteína.
Mediante ERM es posible determinar reducción de la concentración de NAA por lesión neuronal y aumento de los niveles de Cho tanto en los núcleos de la base como en el córtex. Si bien existen mayores niveles de Gln/Glu, también se produce disminución de GABA por lo que la concentración de Glx quedaría “compensada” . Se puede detectar además aumento de Lac en determinadas regiones.
Esclerosis lateral amiotrófica (ELA)
Caracterizada por la degeneración de motoneuronas, apreciando la reducción de los niveles de NAA cortical.
En el caso de tratarse de lesiones crónicas se aprecia normalización de los niveles de estos metabolitos, salvo el NAA, cuyo descenso se puede observar incluso en el parénquima adyacente. Si existen fenómenos de gliosis asociada se puede identificar elevación de Cho. En pacientes susceptibles al tratamiento puede resultar útil también la valoración de la concentración de NAA con el fin de evaluar la respuesta al mismo.
En las placas agudas se observa disminución de cociente NAA/Cr, en función de la severidad del cuadro y de la evolución, resultando incluso más fiable que RM morfológica. La destrucción de membranas celulares condiciona aumento de Cho, mI, Lac y lípidos. El incremento de los niveles de Gly se ha empleado como marcador en la EM.
Esclerosis múltiple ( EM)
Se trata de la enfermedad desmielinizante más frecuente. La ERM es capaz de localizar zonas de afectación previo a alteración morfológica, en relación con desmielinización y lesión axonal microscópica. Si bien la afectación de la sustancia gris es mucho menos frecuente que la afectación de la sustancia blanca en esta enfermedad, puede estar presente, tanto en sustancia gris cortical como profunda, incluyendo por tanto núcleos de la base. Probablemente se deba a la presencia de depósitos de hierro asociados a neurodegeneración. Aparecen asimismo como lesiones hiperintensas en secuencias potenciadas en T2.
En las placas agudas se observa disminución de cociente NAA/Cr, en función de la severidad del cuadro y de la evolución, resultando incluso más fiable que RM morfológica. La destrucción de membranas celulares condiciona aumento de Cho, mI, Lac y lípidos. El incremento de los niveles de Gly se ha empleado como marcador en la EM.
En el caso de tratarse de lesiones crónicas se aprecia normalización de los niveles de estos metabolitos, salvo el NAA, cuyo descenso se puede observar incluso en el parénquima adyacente. Si existen fenómenos de gliosis asociada se puede identificar elevación de Cho. En pacientes susceptibles al tratamiento puede resultar útil también la valoración de la concentración de NAA con el fin de evaluar la respuesta al mismo.
Encefalopatía hepática
La ERM útil sobre todo en la encefalopatía hepática subclínica, siendo posible registrar niveles reducidos de Cho y mI y aumento del complejo Glx, más evidentes a mayor severidad.
También se ha empleado en la valoración de la respuesta al tratamiento de la hepatopatía.
Traumatismo craneoencefálico (TCE)
La espectroscopia no se realiza de forma rutinaria en pacientes con TCE, si bien puede reflejar el grado de afectación neuronal (p ej. en casos de daño axonal difuso) con el fin de orientar un pronóstico, principalmente en áreas de aspecto normal en estudios convencionales.
Ha resultado útil la valoración del cociente NAA/Cr y la cuantificación de descenso NAA global; se han observado casos de pacientes con mayores niveles de Cho en sustancia gris que han presentando peor pronóstico (debido a cambios inflamatorios activos).
El Lac supone un marcador pronóstico en traumatismos cerrados pediátricos. Patología Psiquiátrica La ERM en estas enfermedades se basa lógicamente en la detección de los niveles de los diferentes neurotransmisores implicados (Glutamato, Glutamina, GABA, etc). También puede evaluar los niveles de psicotrópicos (ej Litio) y drogas.
• Esquizofrenia: aumento de Glx, Cho y Cr. Aumento de NAA en pacientes bajo tratamiento.
• Trastornos del ánimo: aumento / disminución Cho en la depresión mayor; marcada reducción de GABA y disminución de glutamato en cingulado anterior. Disminución de NAA/Cr en sujetos bipolares, aumento NAA en pacientes bajo tratamiento con Litio y aumento de GABA en pacientes con depresión en tratamiento con inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS).
• Ansiedad: disminución de NAA en córtex frontal e hipocampo, presencia de lactato.
• Crisis de pánico: reducción de GABA, asimetría de Cr en lóbulos frontales.
• Trastorno Obsesivo Compulsivo (TOC): aumento de Cho en tálamo.
• Autismo: disminución NAA y Glx.
• Estrés postraumático: reducción de NAA.
• Abuso de drogas: disminución de NAA. Puede revertir tras la desintoxicación