los Imágenes de tensor de difusión o resonancia magnética ponderada por difusión (DW-MRI) representa el comportamiento de difusión de las moléculas de agua en el tejido biológico como método de imagen basado en el MRT clásico y se utiliza principalmente en exámenes cerebrales. Similar a la resonancia magnética clásica, el procedimiento no es invasivo y no requiere el uso de radiación ionizante.
¿Qué son las imágenes por tensor de difusión?
La resonancia magnética ponderada por difusión es un método de resonancia magnética (MRT) que mide los movimientos de difusión de las moléculas de agua en el tejido corporal.
En la práctica clínica, se utiliza principalmente para examinar el cerebro, porque el comportamiento de difusión del agua permite sacar conclusiones sobre algunas enfermedades del sistema nervioso central. Con la ayuda de la tomografía por resonancia magnética ponderada por difusión o la formación de imágenes con tensor de difusión, también se puede obtener información sobre el curso de los grandes haces de fibras nerviosas. En las imágenes de tensor de difusión (DTI) de uso frecuente, una variante de DW-MRI, también se registra la dependencia direccional de la difusión.
El DTI calcula un tensor por unidad de volumen, que se utiliza para describir el comportamiento de difusión tridimensional. Sin embargo, debido a la gran cantidad de datos requeridos, estas mediciones requieren mucho más tiempo que la resonancia magnética clásica. Los datos solo se pueden interpretar utilizando varias técnicas de visualización. Hoy en día, las imágenes con tensor de difusión que surgieron en la década de 1980 son compatibles con todos los nuevos dispositivos de resonancia magnética.
Función, efecto y objetivos
Al igual que la imagen por resonancia magnética convencional, la imagen por resonancia magnética ponderada por difusión se basa en el hecho de que los protones tienen un giro con un momento magnético. El giro puede alinearse en paralelo o en antiparalelo a un campo magnético externo.
La alineación antiparalela tiene un estado energético más alto que la alineación paralela. Cuando se aplica un campo magnético externo, se establece un equilibrio a favor de los protones de baja energía. Si se activa un campo de alta frecuencia a través de este campo, los momentos magnéticos se invierten en la dirección del plano xy dependiendo de la fuerza y la duración del pulso. Esta condición se conoce como resonancia magnética nuclear. Cuando el campo de alta frecuencia se apaga nuevamente, los espines nucleares se alinean nuevamente en la dirección del campo magnético estático con un retraso de tiempo que depende del entorno químico del protón.
La señal se registra a través de la tensión generada en la bobina de medición. En la tomografía por resonancia magnética ponderada por difusión, se aplica un campo de gradiente durante la medición, que cambia la intensidad del campo magnético estático en una dirección predeterminada. Esto hace que los núcleos de hidrógeno se desfasen y la señal desaparezca. Si la dirección de rotación de los núcleos se invierte por un nuevo pulso de alta frecuencia, vuelven a entrar en fase y la señal se produce de nuevo.
Sin embargo, la intensidad de la segunda señal es más débil porque algunos núcleos ya no están en fase. Esta pérdida de intensidad de la señal describe la difusión del agua. Cuanto más débil es la segunda señal, más núcleos se han difundido en la dirección del campo de gradiente y menor es la resistencia a la difusión. La resistencia a la difusión depende a su vez de la estructura interna de las células nerviosas. Con la ayuda de los datos medidos, se puede calcular e ilustrar la estructura del tejido examinado.
La resonancia magnética ponderada por difusión se utiliza a menudo en el diagnóstico de accidentes cerebrovasculares. El fallo de las bombas de sodio-potasio en caso de accidente cerebrovascular restringe gravemente los movimientos de difusión. Con DW-MRI esto es inmediatamente visible, mientras que con MRI convencional, los cambios a menudo solo se pueden registrar después de varias horas. Otro campo de aplicación se relaciona con la planificación de operaciones en cirugía cerebral.
Las imágenes del tensor de difusión determinan el curso de las vías nerviosas. Esto debe tenerse en cuenta al planificar la operación. Las grabaciones también pueden mostrar si un tumor ya ha penetrado en el tracto nervioso. Este método también se puede utilizar para evaluar la cuestión de si una operación tiene perspectivas. Muchas enfermedades neurológicas y psiquiátricas, como la enfermedad de Alzheimer, la epilepsia, la esclerosis múltiple, la esquizofrenia o la encefalopatía por VIH, son ahora objeto de investigación en imágenes con tensor de difusión. La pregunta es qué regiones del cerebro se ven afectadas por qué enfermedades. Las imágenes con tensor de difusión también se utilizan cada vez más como una herramienta de investigación para estudios de ciencias cognitivas.
Riesgos, efectos secundarios y peligros
A pesar de sus buenos resultados en el diagnóstico de ictus, en la preparación de operaciones cerebrales y como herramienta de investigación en muchos estudios clínicos, la tomografía por resonancia magnética ponderada por difusión todavía tiene sus límites de aplicación.
En algunos casos, el proceso aún no está completamente desarrollado y requiere un trabajo intensivo de investigación y desarrollo para mejorarlo. Las mediciones de la tomografía por resonancia magnética ponderada por difusión a menudo solo ofrecen una calidad de imagen limitada porque el movimiento de difusión solo se expresa mediante una atenuación de la señal medida. Se ha avanzado poco incluso con una resolución espacial más alta, ya que con elementos de volumen más pequeños la atenuación de la señal desaparece en el ruido del aparato de medición. Además, es necesaria una gran cantidad de mediciones individuales.
Los datos de medición deben volver a procesarse en la computadora para poder corregir algunas perturbaciones. Hasta el momento, todavía existen problemas para representar satisfactoriamente un comportamiento de difusión complejo. Según el estado actual de la técnica, la difusión dentro de un vóxel solo se puede registrar correctamente en una dirección. Se están probando métodos que pueden hacer simultáneamente grabaciones ponderadas por difusión en diferentes direcciones. Estos son procesos que requieren una alta resolución angular.
Los métodos para evaluar y procesar los datos también deben optimizarse. En estudios anteriores, por ejemplo, los datos obtenidos de la resonancia magnética ponderada por difusión se compararon con grupos más grandes de sujetos de prueba. Sin embargo, debido a las diferentes estructuras anatómicas de los diferentes individuos, esto puede conducir a resultados engañosos del estudio. Por eso es necesario desarrollar nuevos métodos de análisis estadístico.
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