Técnicas de imagen por resonancia magnética funcional e intervencionista

Unidad 8: Caracterización de las pruebas de RM funcional e intervencionista.

1. Flujo en RM. Angiografía por RM.
2. Estudios del corazón por RM.
3. Neurología avanzada.
4. Intervención y terapia por RM.
5. Otras aplicaciones de RM.1. Flujo en RM. Angiografía por RM.

Gracias a que el flujo influye sobre el fenómeno de la RM, se puede realizar esta técnica para observar los vasos sanguíneos, aprovechando la diferencia de señal entre el tejido estacionario que rodea al vaso y la señal del flujo sanguíneo. La angio-RM con contraste es la técnica de elección para la evaluación de la vascularización de cuello, tórax, abdomen y extremidades.

El flujo sanguíneo no es siempre homogéneo, por ejemplo: el venoso suele tener velocidad constante y el arterial no (presenta aceleración y desaceleración) y también puede ser:

• Laminar: más rápido en el centro que en los bordes.
• Turbulento: por altas velocidades o presencia de obstáculos (placas de ateroma).

Si suponemos que el plano de corte del vaso es perpendicular, entonces:

• Si el pulso inicial de 90° y el pulso de refase de 180° los reciben los espines dentro del plano de corte, la sangre emite señal y el vaso se ve blanco (fig 8.17)
• Si no recibe los dos pulsos dentro del plano de corte, la sangre no emite señal y se verá negra (fig 8.18)

Espines no saturados RF 90° RF 180° Tejido estacionario K Tejido estacionario Grosor de corte Figura 8.17 Los espines reciben los dos pulsos dentro del plano de corte: la sangre se ve blanca Espines no saturados RF 90° RF 180° Espín fuera del plano de corte Tejido estacionario Tejido estacionario Grosor de corte Figura 8.18 Los espines emiten señal cuando están fuera del plano de corte: la sangre se ve negra

Técnicas de angio-RM para visualizar vasos sanguíneos

Las técnicas actuales usadas en angio-RM (ARM) para ver los vasos sanguíneos pueden ser técnicas con y sin contraste IV:

Técnicas sin contraste

A. Técnicas sin contraste:

• Técnica de sangre negra.
• Técnica de sangre blanca:
• Angio-RMTOF:ARM por tiempo de vuelo.
• Angio-RM PCA:ARM por contraste de fase.

Técnicas con contraste IV

B. Técnicas con contraste IV: utilizan las diferencias que se generan entre los núcleos estacionarios y los núcleos móviles al ser excitados por pulsos de radiofrecuencia o al ser sometidos a gradientes magnéticos.

Técnica de sangre negra sin contraste

A. Técnica sin contraste: Técnica de sangre negra.

Se basa en secuencias SE o TSE o inversión/recuperación (IR) en las que la sangre circulante produce una ausencia de señal ya que los espines estimulados se mueven y se desplazan fuera del plano de corte antes de recibir el pulso de refase de 180º. Para que ocurra esto se requiere:

1. Que el tiempo de vuelo (tiempo que tardan los espines móviles sanguíneos en atravesar el plano de corte) sea menor que el TE para que los espines móviles salgan del plano de corte antes de recibir en pulso de refase de 180°.
2. TR largo para que no haya diferencias entre los tejidos estacionarios y los móviles.
3. Grosor de corte fino para que los espines móviles salgan del plano de corte antes de recibir en pulso de refase de 180º.

Esta técnica permite demostrar la morfología de los vasos y las estructuras adyacentes o de la pared del vaso, como pueden ser trombos o placas de ateroma.

Técnica de sangre blanca: ARM-TOF o ARM por tiempo de vuelo

A. Técnica sin contraste: Técnica de sangre blanca: ARM-TOF o ARM por tiempo de vuelo.

ARM TOF (time of flight) es el tiempo de vuelo que necesitan los p+ para atravesar el espesor del plano de corte.

Se trata de realzar la señal de la sangre entrante y suprimir la señal del tejido estacionario: los espines que se encuentran en el plano de corte en el momento de enviar el pulso de RF absorben la energía y se relajan mientras van saliendo del plano de corte siguiendo la corriente sanguínea, siendo reemplazados por otros espines nuevos (no excitados) aportados por la entrada de sangre nueva dentro del plano de corte.

De tal forma que:

• Si el TR es largo: los espines estacionarios se relajan por completo y no encontraremos ninguna diferencia entre la señal de los espines estacionarios (tejidos fijos) y la de los espines móviles (sangre).
• Si el TR es corto: no damos tiempo a que los espines estacionarios se relajen por completo, el nuevo pulso de radiofrecuencia hará que se cree una magnetización mayor, creándose una diferencia de señal entre tejidos fijos y móviles.

Espines no saturados RF 90° RF 180° Tejido estacionario A B - Tejido estacionario Grosor de corte Figura 8.19 ARM TOF: (A) entrada en el plano de corte de sangre nueva no saturada; (B) salida de sangre saturada del plano de corte: el tejido estacionario está casi saturado

Factores para la recolección de señal en ARM TOF

Para recoger la señal que procede del interior de los vasos sanguíneos es imprescindible obtener el eco durante el tiempo de vuelo, y ello dependerá de los siguientes factores:

• Velocidad sanguínea: el tiempo de vuelo debe ser mayor que el TE.
• Grosor del plano de corte: a mayor grosor, mayor señal.
• Utilización de TE cortos, y por ello se utilizan secuencias GE.
• Utilización de TR corto, menor que el T1 de los tejidos fijos.

Métodos de angiografía en ARM TOF

Cuando se realiza una angiografía debemos cubrir un determinado volumen. En la ARM TOF podemos adoptar dos métodos:

• Dividir el volumen que queremos estudiar en planos que adquiriremos separadamente. Es la ARM TOF 2D.
• Adquirir la señal de todo el volumen (de 3 a 8 cm) a la vez. Es la ARM TOF 3D.

Comparativa ARM-TOF 2D y ARM-TOF 3D

ARM-TOF 2D ARM-TOF 3D Se puede usar para el estudio de flujos rápidos y lentos Se usa para el estudio del flujo arterial y pequeños vasos tortuosos Cortes de 4 a 6 mm que se pueden solapar entre un 25 y 30% Se obtiene un solo corte grueso de 3 a 8 cm, y se reconstruye posteriormente con cortes de 1 mm Baja resolución espacial Alta resolución espacial Se consigue una buena "supresión de fondo", ya que no dan señal los tejidos fijos y sí los móviles Mejor supresión del tejido de fondo Se usa principalmente para estudios venosos Se usa principalmente para estudiar el polígono de Willis

Técnica MOTSA y eliminación de flujos no deseados en ARM-TOF

Actualmente se usa una técnica híbrida entre la ARM-TOF 2D y la ARM-TOF 3D que se llama técnica MOTSA (múltiple overlaping thin slabs angiography), que consiste en dividir todo el volumen de estudio en varios subvolúmenes o slabs solapados entre sí para evitar el artefacto de persiana veneciana.

En ARM-TOF se capta señal de las arterias y de las venas. Para poder distinguirlas y eliminar los flujos no deseados, se utiliza una banda de presaturación espacial (REST) que da un pulso previo de radiofrecuencia a la zona donde están los protones que van a entrar en el plano de corte que no nos interesan.

REST B A Figura 8.21 MOTSA: en rojo, volumen total del estudio; en negro, subvolúmenes solapados; la flecha indica la dirección de la sangre; (A) arteria; (B) vena: con la situación del REST eliminamos la señal que procede de la vena y solo vemos la arteria

Uno de los inconvenientes que presenta la técnica TOF es debido a que las estructuras con T1 corto como la grasa o un hematoma aparecerán con alta señal de intensidad, al igual que la sangre. Por esta razón en las técnica TOF y en la ARM en general se tiende a usar secuencias que anulan la señal de la grasa, como la secuencia FAT-SAT.

Técnica de sangre blanca: ARM-PCA o ARM por contraste de fase

A. Técnica sin contraste: Técnica de sangre blanca: ARM-PCA o ARM por contraste de fase.

El movimiento de la sangre se puede someter a la influencia de un gradiente magnético bipolar en una dirección y en la contraria. Es por esto que los tejidos estacionarios obtienen una buena señal porque terminan en fase, mientras que los tejidos móviles (sangre) acumulan un desfase que da lugar a una disminución de señal (oscurecimiento) llamado vacío por flujo. De esta forma, se obtiene una primera imagen en la que los tejidos estacionarios dan señal y los móviles aparecen negros.

Pero esto se puede corregir si se utiliza la técnica de compensación de flujo o flow comp, que consiste en usar un gradiente bipolar adicional para que todos los protones (fijos y en movimiento) terminen en fase, se pierda el vacío por flujo y emitan señal. De esta forma, se obtiene una segunda imagen en la que ambos tejidos (estacionarios y móviles) dan señal.

Después, se combinan ambas imágenes de forma que los vasos se ven blancos, la sangre da señal y el tejido estacionario que los rodea se ve negro.

Diferencias entre ARM-TOF y ARM-PCA

ARM-TOF ARM-PCA Solo evalúa el flujo perpendicular al plano de corte Evalúa flujo multidireccional Tiempo de exploración más corto Tiempo de exploración más largo Puede distinguir entre flujo arterial y venoso No permite distinguir entre flujo arterial y venoso

Técnica con contraste: ARMc

B. Técnica con contraste: ARMc

El contraste más usado en RM es el gadolinio, que actúa acortando T1 (tiempo de relajación longitudinal) de los protones circulantes en la sangre con los que entra en contacto. De esta forma, los p+ emiten rapidamente la señal (antes de ser expulsados fuera del plano de excitación por la corriente sanguínea).

Se busca visualizar las arterias sin artefactos de movimiento. Se ha convertido en la tecnica estándar para el estudio de los vasos del cuello, tórax, abdomen y extremidades, quedando las técnicas TOF y PCA para estudio de los vasos del cráneo.

Mediante este método funcionan las secuencias ultrarrápidas de EG 3D potenciadas en T1 con gadolinio. Pero antes de activar las secuencias es imprescindible conocer el tiempo que tarda en llegar el contraste desde el punto de inyección hasta el vaso a explorar, para que el inicio de la secuencia coincida con la llegada del contraste.

Técnicas de sincronización para la llegada del gadolinio

Técnicas para conseguir una buena sincronización de la llegada del gadolinio con la adquisición de imágenes:

• Best guess o estimación subjetiva: usar un "retardo teórico" en el que se supone que la llegada del bolo será igual para todos los pacientes. En desuso por su imprecisión.
• Bolus test: consiste en calcular el tiempo de retraso inyectando una pequeña cantidad de contraste (1-2 cm3 de gadolinio) y luego, 20 cm3 de suero fisiológico en una secuencia rápida de EG que obtiene imágenes cada segundo y así detectamos la llegada de contraste al vaso de interés. Una vez comprobado el tiempo de retraso, se inyecta la dosis completa y se espera los segundos calculados anteriormente y se activa la secuencia seleccionada de angio-RM.
• Bolus tracking: elegir un corte axial en la región anatómica que nos interese y colocar un ROI en el vaso sanguíneo que elijamos. El área es muestreada cada 20 ms y cuando llega el contraste la señal se verá muy incrementada.
• Angiografía dinámica: no es necesaria ninguna sincronización, puesto que la secuencia comienza a la vez que la inyección.

El procedimiento de la ARMc se realiza de la siguiente manera: se obtiene una primera serie localizadora o Survey, después otra serie sin contraste llamada máscara y una última serie con contraste, y a continuación se realiza la sustracción entre la serie de la máscara y la del contraste para eliminar el tejido de fondo y que solo nos quede la imagen con el contraste (del vaso sanguíneo).