Dr. J. Angel Romero F. México, D.F. Tractografía cerebral

Dr. J. Angel Romero F. México, D.F. Tractografía cerebral

Dr. J. Angel Romero F.
México, D.F.
Tractografía cerebral
INTRODUCCION
Difusión RM tractografía recientemente ha surgido como una herramienta útil
para la planeación quirúrgica y navegación intraoperatoria. La justificación del
rastreo de fibras o tractografia RM es para inferir las trayectorias
tridimensionales de los tractos de substancia blanca de manera no invasiva.
La difusión es la propiedad física que describe el movimiento aleatorio de las
moléculas en una solución con concentración uniforme en respuesta a la
energía térmica. Este fenómeno, conocido como movimiento browniano fue
descrito por Robert Brown en 1827.
Existen dos formas de difusion, Isotrópica cuando las moléculas de agua
difunden igual en todas las direcciones y Anisotrópica, donde la difusión
molecular es diferente en las distintas direcciones.
PRINCIPIOS FÍSICOS
Los algoritmos de rastreo de las fibras pueden ser clasificados ampliamente en
2 tipos:
Determinístico y probabilístico. Hay 3 tipos principales de la imagen DTI:
Mapas paramétricos cuantitativos, mostrados en escalas de grises (mapas de
anisotropia fraccional). Mapas de color (MC), que muestran la orientación
principal de la difusion molecular por cada voxel y, Mapas tridimensionales, que
muestran la disección virtual de los tractos. Para determinar la dirección en la
difusion anisotrópica se requiere utilizar el tensor de difusion (TD) que asume
que las moléculas de agua, durante un tiempo limitado, estarán contenidas en
un volumen (volumen elipsoide) cuyo eje mayor tiene la orientación de las
fibras.
El TD muestra la organización de la substancia blanca mediante mapas de
color (MC) que informan de la dirección de las fibras en los tres planos del
espacio. Convenientemente, se representan en color azul la dirección superiorinferior, en rojo la derecha-izquierda y en verde la dirección anterior-posterior.
El cruce de fibras intravóxel y el ruido de la adquisición alteran la
reconstrucción o crean fibras ficticias. Los artefactos de susceptibilidad
degradan y distorsionan la imagen. La reconstrucción de los tractos esta
afectada cuando se reduce la anisotropia por tumores gliales de bajo grado, o
por el edema vasogénico y la infiltración de las neoplasias de alto grado. El
efecto de masa tumoral modifica la orientación de las fibras y secundariamente
la tractografía (TG), por lo que se hace necesaria la valoración conjunta con los
mapas de color.
HODOLOGÍA
FIBRAS DE ASOCIACION, PROYECCION Y COMISURALES
La hodología es el estudio de las “rutas”. La palabra deriva del griego hodos.
En el siglo XIX la anatomía de las conexiones de la substancia blanca se
exploró con las técnicas de disección de fibras por autopsia. En la segunda
parte del siglo XX las conexiones cerebrales se estudiaron con secciones
microscópicas teñidas y en vivo en monos. Con la emergencia de la difusión
RM tractografía, ha sido posible disecar virtualmente los principales tractos de
substancia blanca in vivo en humanos. Ha surgido un nuevo interés en la
tractografia RM en combinación con nuevos estudios de neuropatología
avanzados que tienen el potencial para probar múltiples hipótesis acerca del rol
que cada vía puede jugar en varios procesos de organización funcional (p.e.
del lenguaje). Con difusión MR tractografia el abordaje hodológico puede ser
testado en estudios de correlación anátomo- clínica.
ANATOMIA FUNCIONAL
MAPEO DE LAS CONEXIONES EN LA RED DEL LENGUAJE
LA VIA DORSAL
Fascículo Arcuato (FA)
En humanos, el FA y el fascículo longitudinal superior (FLS) se consideran
sinónimos. Los estudios de tractografia RM han mostrado que la anatomía de
la vía dorsal perisilviana es mas compleja de los que se pensaba. En adición a
la conexión directa entre el segmento medial (área de Broca) y el “territorio de
Wernicke” puede haber una vía subcortical lateral indirecta dividida en 2
segmentos. Recientemente, Catani & cols. disecó 3 segmentos del FA usando
DTI RM tractografia con un abordaje determinístico: 1) un segmento largo,
directo y medial conectando la corteza lateroprefrontal con el lóbulo temporal;
2) un segmento anterior y lateral conectando la corteza lateroprefrontal con el
lóbulo parietal inferior; 3) un segmento lateral y posterior conectando el lóbulo
parietal inferior con el lóbulo temporal. Disecciones pos mortem en humanos
han confirmado la existencia de los 3 segmentos del FA.
LA VIA VENTRAL
Fascículos, Uncinado, fronto-occipital inferior y longitudinal inferior
El fascículo uncinado (FU) es un tracto asociativo ventral que conecta el lóbulo
temporal anterior con la corteza orbitofrontal medial y lateral. Considerado
como perteneciente al sistema límbico, pero sus funciones estan pobremente
comprendidas. El fascículo fronto-occipital inferior (FFOI) es un tracto ventral
asociativo que conecta el lóbulo occipital ventral y la corteza orbitofrontal. En el
tallo temporal y la cápsula extrema, el FFOI corre posterior al fascículo
uncinado. En su curso occipital el FFOI corre paralelo al FLI, sus funciones
pueden estar relacionadas con la lectura, la atención y el procesamiento
visual.
El fascículo longitudinal inferior (FLI) es un tracto asociativo ventral con fibras
largas y cortas conectando los lóbulos temporal y occipital. Las fibras largas
conectan la amígdala y el hipocampo a las áreas visuales. El FLI esta
involucrado en el reconocimiento de las caras, la percepción visual, lectura,
memoria visual y otras funcionase relacionadas con el lenguaje. Los fascículos
uncinado y FFOI cruzan el tallo temporal. Aunque la lateralización del lenguaje
ha sido bien establecida, sus bases anatómicas aun no son del todo
comprendidas.
APLICACIONES CLINICAS
Mapas de color DTI
Los mapas de color codificados direccionalmente con tonalidades que reflejan
la orientación del tensor de difusión y la intensidad ponderada por anisotropia
fraccional (AF) proveen una síntesis informativa y estética de la microestructura
y la arquitectura tisular. Los mapas de color son una útil y prometedora
herramienta para delinear la extensión y la infiltración de un tumor.
Difusion RM tractografía
La tractografia RM puede mostrar la relación de una masa con el fascículo
arcuato (FA) virtualmente disecado. La disección virtual de los 3 segmentos
del FA pueden mostrar, ya sea que la masa ha interrumpido parcialmente o
solo desplazado los tractos. Los mapas de color indican, ya sea que una masa
está desplazando, infiltrando, o destruyendo los haces principales de
substancia blanca. Tractografia RM, es útil para disecar virtualmente la
funcionalidad de los tractos de substancia blanca, tales como, el tracto
corticoespinal y el fascículo arcuato (FA).
La TG también ofrece información útil sobre daño a las fibras axonales por
infarto crónico (lesión hipóxico - isquémica) o enfermedad de neurona motora,
lesión desmielinizante (EM), neuroinfección (EMD) y malformaciones
congénitas (anormalidades del cuerpo calloso y malformación del desarrollo
cortical).
Hay una lista de importantes limitaciones a esta técnica de rastreo de la fibras.
Pocas son inherentes al DTI y la tecnología RM tractografia, estas deben ser
bien comprendidas antes de la entrega de resultados de las disecciones. Aun
no se ha establecido si la resección de fibras aparentemente infiltradas por el
tumor, que por tractografia aparecen interrumpidas o destruidas, resultara en
deficit neurológico pos operatorio permanente.
CONCLUSIONES
En conclusión, la “disección” virtual de los principales haces de substancia
blanca con métodos determinísticos debe ser usada como un mapa para la
planeación quirúrgica.
La tractografia RM es la única técnica no invasiva que permite la “disección” in
vivo de los tractos de la sustancia blanca y aporta una información clave del
estudio anatómico. Su mayor aplicación clínica es la obtención de mapas
preparatorios, sobre todo del haz cortico espinal, y debe analizarse siempre
junto con los mapas de color (MC).
Es importantes comprender bien las limitaciones inherentes de los métodos de
DTI basados en disecciones y mediciones virtuales. En volúmenes de
substancia blanca con varios tractos cruzando, como ocurre en la substancia
blanca frontal y parietal paraventricular, la anisotropia fraccional es baja y hay
cierto grado de incertidumbre al estimar la orientación de las fibras. Estudios
futuros se enfocaran en determinar la importancia de las conexiones de las
fibras anormales y su relación con las manifestaciones clínicas de las
enfermedades del sistema nervioso central.
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