ESPECTROSCOPIA DE RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR PDF

El nombre fue cambiado para su uso en medicina, porque la palabra nuclear podrнa asustar a algunas personas. Pero aquн no hay nada que temer. Para obtener su informaciуn, tanto la RMN como las IRM emplean ondas de radio inofensivas, no los rayos gamma que aniquilan. De hecho en el espectro electromagnйtico, las ondas de radio se encuentran en el otro extremo de los rayos gamma. La RMN es una tйcnica de caracterizaciуn en la cual una muestra es colocada en un campo magnйtico y bombardeada con ondas de radio. Estas ondas de radio animan a los nъcleos de la molйcula a cantarnos una canciуn que sуlo puede ser recibida en un receptor de radio especial.

Author:Kekree Grotaur
Country:Madagascar
Language:English (Spanish)
Genre:Photos
Published (Last):13 June 2010
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Affiliated to Commell University. Sede docente de la Facultad de Medicina de San Fernando. UNMSM RESUMEN La espectroscopia por resonancia magnйtica sуlo se diferencia de la RM convencional en la forma en que presenta la informaciуn, en lugar de una imagen anatуmica presenta un espectro de componentes bioquнmicos, correspondientes a los principales metabolitos cerebrales como son el N?

Estos componentes pueden ser diferenciados porque su diferente composiciуn quнmica hace que su frecuencia de resonancia tambiйn sea diferente. El propуsito de este artнculo es dar una visiуn global de esta nueva tйcnica desde sus bases fнsica hasta sus principales aplicaciones clнnicas, Palabras clave: Espectroscopia, resonancia magnйtica, N?

These metabolites can be separated because their different chemical structure gives them a different resonance frequency. The purpose of this review article is to give a global view of this new technique from its physical basis to its main clinical applications.

Key words: spectroscopy, magnetic resonance, N? Fue Isaac Newton el primero que comprendiу que la luz blanca estaba compuesta de todos los colores del espectro Figura l. Joseph Fraunhofer avanzу significativamente cuando en demostrу que las lнneas oscuras en el espectro del sol eran caracterнsticas de la luz solar y no un efecto espurio de los instrumentos utilizados, sin embargo, el significado de estas lнneas no se reconociу hasta cuando Gusta Kirchoff y Robert Bunsen demostraron que ellas representaban patrones caracterнsticos de absorciуn de la luz por parte de diversos elementos quнmicos, es asн como nace la espectrofotometrнa.

En Fйlix Bloch, en Stanford, y Edward Purcell, en Harvard Figura 2 , trabajando en forma independiente, observaron que los nъcleos que precesaban en un determinado rango de frecuencia podнan emitir una seсal de radiofrecuencia que podнa ser captada por un receptor de radio. Asimismo, demostraron que nъcleos con nъmeros desconocidos de protones y neutrones se alineaban con un campo magnйtico potente y que al aplicarles estнmulos de radiofrecuencia en diferentes бngulos, precesaban cada vez con mayor amplitud y que al cesar el estнmulo, estos nъcleos emitнan una seсal de radiofrecuencia que podнa ser detectada por una antena y un receptor de radio.

Este descubrimiento dio origen a lo que hoy conocemos como resonancia magnйtica nuclear y mereciу el Premio Nуbel de Fнsica en Figura 1. Isaac Newton y su obra donde describe la descomposiciуn de la luz blanca en los colores del espectro Mientras que la resonancia magnйtica convencional RM obtiene informaciуn anatуmica basada en la seсal del agua, la espectroscopia obtiene informaciуn quнmica sobre diversos metabolitos.

Diversos nъcleos atуmicos pueden ser estudiados por espectroscopia, los mбs usados son el 1 H hidrуgeno y el 11 P fуsforo , ambos se encuentran en el cerebro en concentraciones que pueden ser detectadas por la espectroscopia y se han usado extensamente en el estudio in vivo de los metabolitos cerebrales.

Este artнculo se centra en el uso de 1 H porque su sensibilidad es mayor que la del fуsforo y permite por tanto una mejor resoluciуn espacial. La espectroscopia permite obtener un espectro metabуlico del cerebro basado en que la diferencia en la composiciуn quнmica de sus metabolitos se refleja en una diferente frecuencia de resonancia, esto es lo que se conoce como chernical shift. Asн como en la espectrofotometrнa, el espectro de la luz se divide basado en su diferencia en longitud de onda, en la espectroscopia por resonancia magnйtica el espectro del cerebro se logra basado en la diferencia en la frecuencia de resonancia de sus metabolitos Figura 3.

Figura 3. Espetro normal del cerebro La espectroscopia presenta mayores retos que la RM convencional. En primer lugar, los metabolitos en el cerebro se encuentran en concentraciones milimolares, por lo tanto, las seсales del agua y la grasa del cerebro y las estructuras vecinas pueden sobrepasar y distorsionar las seсales de los metabolitos de interйs.

Para superar esto, se emplean tйcnicas para suprimir estas seсales o para impedirles resonar. Figura 2. Felix Bloch y Edward Porcell, recibieron el Premio Nуbel de Fнsica en por descubrir la resonancia magnйtica nuclear. Por ъltimo, en tercer lugar, la cuantificaciуn del espectro es compleja, como no es posible realizar una cuantificaciуn absoluta, se usa la comparaciуn y relaciones entre los diferentes metabolitos, generalmente usando a la creatina como control por considerarse el pico mбs estable.

Estos y otros estudios posteriores establecieron ademбs que el NAA estaba presente solamente en el sistema nervioso central, mayormente en las neuronas, mas no en las cйlulas gliales. El NAAG y el glutamato son aminoбcidos excitadores y en concentraciones fisiolуgicas el glutamato puede ser neurotуxico. Debido a su caracterнstica de encontrarse sуlo en el sistema nervioso central, en espectroscopia el NAA se utiliza como marcador de viabilidad neuronal Todo aquello que produzca una destrucciуn neuronal, sea tumor, esclerosis mъltiple, infarto o enfermedad de Alzheimer entre otras causas, originarб una disminuciуn en este metabolito, lo cual se verб reflejado en la espectroscopia.

Creatina La creatina es ingerida en la dieta, ademбs es sintetizada en el hнgado, riсones y pбncreas. Sus molйculas precursoras son la arginina, glicina y S-adenosilmetionina. Tanto la creatina como la creatina fosfato estбn presente en el mъsculo y las neuronas y aproximadamente 2 g por dнa son reemplazados por la dieta y la sнntesis de novo. La creatina fosfato sirve como reserva de fosfatos de alta energнa en el citosol M mъsculo y neuronas. La creatinquinasa convierte a la creatina en creatina fosfato utilizando ATP.

En el mъsculo en reposo la creatina fosfato es tres veces mбs alto que la creatina, aunque esta relaciуn se invierte con el ejercicio intenso. Los tejidos como el mъsculo y el cerebro donde ocurren los mayores cambios metabуlicos de energнa poseen las mбs altas concentraciones de creatinquinasa.

Por ser la creatina el pico relativamente mбs estable en espectroscopia se usa como valor de control para los demбs metabolitos como el NAA y la colina.

Colina La colina es un nutriente que es absorbido en la dieta, es precursora de la acetil colina y de la fosfatidilcolina. La sнntesis de acetil colina ocurre solo en las neuronas colinйrgicas, mientras que todas las cйlulas utilizan la colina para sintetizar fosfatidilcolina, la cual es un constituyente importante de la membrana celular.

La colina es el paso limitante en la sнntesis de acetil colina y es tambiйn requerida en la forma de fosfatidilcolina como componente de la membrana celular. Cuando las cйlulas que sintetizan acetil colina se ven deprivadas de colina, catabolizan a la membrana y utilizan la colina para sintetizar acetilcolina.

El pico de colina Cho en espectroscopia incluye tanto a la acetilcolina como a la fosfatidilcolina, y por ello, es capaz de reflejar un aumento de fosfatidilcolina cuando la sнntesis de membrana celular se encuentra incrementada, tal como ocurre en los tumores. Lactato Es un marcador de metabolismo anaerуbico, es el producto final de la glicуlisis y se acumula cuando el metabolismo oxidativo es incapaz de cubrir los requerimientos energйticos M cerebro.

El lactato tambiйn se acumula en el compartimiento extracelular M tejido necrуtico, quistes de contenido lнquido, en el LCR de los ventrнculos y en circunstancias en las que se acumula un infiltrado inflamatorio. Con la espectroscopia se hace posible evaluar el espectro metabуlico de la lesiуn lo que posibilita discernir con gran especificidad si se trata de una lesiуn tumoral o no. En los tumores se observa una disminuciуn M NAA, esto se debe a que el tumor no estб compuesto de neuronas que son las ъnicas que contienen NAA , tambiйn a que conforme el tumor crece destruye parйnquima cerebral destruyendo neuronas en las zonas aledaсas6.

Pero probablemente el hallazgo mбs importante en la evaluaciуn de los tumores sea el aumento en la colina el mismo que se produce por la proliferaciуn celular incrementada que produce un recambio acelerado de la membrana celular, donde la colina se encuentra en forma de fosfatidilcolina.

En algunos tumores puede observarse un pico de lactato9, esto puede deberse a necrosis o a un crecimiento tan acelerado que sobrepasa la vнa oxidativa y el cerebro debe recurrir a la glicуlisis anaerуbica, cuyo producto finales el lactato, para satisfacerla excesiva demanda de energнa que se produce Figura 4.

En los tuberculosas se observa una disminuciуn del NAA, sin aumento de la colina. Se observa ademбs, de manera caracterнstica un aumento importante M pico de lнpidos Figura S , esto debido probablemente a la necrosis caseosa que se produce en este tipo de lesiones.

Hemos encontrado ademбs un aumento en el pico de glutamina, que podrнa estar en relaciуn a zona irritativa o de actividad elйctrica anormal. Figura 4. Ubicaciуn M voxel en la lesiуn.

Aumento de colina, con disminuciуn de NAA y pico de lactato, caracterнsticos de proceso tumoral. Figura 5. Ubicaciуn del voxel en la lesiуn. Aumento de lнpidos y glutamina con disminuciуn del NAA, caracterнsticos de tuberculoma. Figura 6. Ubicaciуn del voxel en ambos hipocampos. Figura 7. Aumento de glutamina con leve disminuciуn de NAA.

En su fase granulomatosa es muy difнcil diferenciarla sуlo por criterio de imбgenes de un tuberculoma y aun de un glioma. La espectroscopia nos permite observar algunas caracterнsticas que nos indican el diagnуstico, puede existir una disminuciуn M NAA, pero йsta es mбs bien leve, se observa ademбs un pico de lнpidos, pero mucho mбs pequeсo que el que se observa en tuberculomas y en muchos casos se aprecia tambiйn un aumento de la glutamina, producido posiblemente por el mismo tipo de actividad irritativa mencionado en los tuberculomas.

Este lactato o la acidosis que se asocia al mismo pueden exacerbar el daсo neuronal. El NAA puede utilizarse par evaluar la extensiуn del daсo neuronal, tanto de manera inmediata como en los estadios posteriores que siguen al evento isquйmico agudo.

Se produce ademбs necrosis que tambiйn origina un aumento de este metabolito Muchos de estos pacientes pueden ser ayudados con una remociуn quirъrgica M foco epileptуgeno, a condiciуn de que: 1 todas o la mayorнa de las crisis se origen en el lуbulo temporal; y, 2 el lуbulo temporal restante pueda compensar la funciуn M lado extirpado.

La lateralizaciуn de las crisis se ha basado generalmente en la informaciуn clнnica y electroencefalogrбfica, este enfoque tradicional ha sido modificado por las tйcnicas de neuroimбgenes: tanto la RM convencional como y el PET se han usado con algъn йxito para la lateralizaciуn M foco epileptуgeno, pero sus resultados pueden ser muy variables. En espectroscopia la detecciуn de una disminuciуn de NAA en uno o ambos lуbulos temporales se compara muy ventajosamente con las tйcnicas descritas y es el mйtodo mбs sensible y especнfico de lateralizaciуn de epilepsia M lуbulo temporal13, Interesantemente, en aquellos pacientes que no han tenido convulsiones por al menos seis meses despuйs de una operaciуn al lуbulo temporal anterior, la disminuciуn M NAA en la parte media y posterior, tiende a normalizarse.

Esto debe de significar que la disminuciуn regional interictal del N? Otro hallazgo a mencionar es la presencia de glutamina, que se encuentra mucho mбs elevada en el lado afectado" y ayuda tambiйn en la lateralizaciуn de la crisis epilйpticas Figuras 6 y 7.

Esclerosis mъltiple La espectroscopia muestra que el NAA estб substancialmente reducido en las lesiones agudas, esta reducciуn muestra una recuperaciуn parcial a travйs del tiempo.

Tanto la disminuciуn como la recuperaciуn del NAA tienen una estrecha correlaciуn con las alteraciones neurolуgicas observadas en pacientes con esclerosis mъltiple EM. Estos resultados refuerzan la hipуtesis de que la disfunciуn axonal estб asociada con la disfunciуn neurolуgica y su subsiguiente recuperaciуn en la fase aguda de la EM. En la fase aguda tambiйn se observa un gran incremento de la Colina debido en gran parte a un movimiento de fosfolнpidos de la membrana celular 16 Figuras 8 y 9.

Tambiйn puede observarse un moderado incremento del lactato, probablemente como resultado de la presencia de un infiltrado inflamatorio y de su efecto en la bascula turra local. Es posible tambiйn observar un cierto aumento del mioinositol y de los lнpidos1l. Datos preliminares sugieren que este aumento de los lнpidos detectado por espectroscopia puede ocurrir antes que el desarrollo de las lesiones hiperintensas en T2.

Figura 8. Aumento de colina con disminuciуn del NAA caracterнsticos de esclerosis mъltiple. Figura 9. En la fase crуnica de la EM, puede observarse una disminuciуn M NAA no solo en las placas sino tambiйn en zonas adyacentes de apariencia normal.

De hecho, esta reducciуn M NAA en las zonas aparentemente no afectadas guarda gran correlaciуn con la gravedad de la incapacidad en pacientes con EM crуnica. Enfermedad de Alzheimer La tomografнa computarizada y la resonancia magnйtica han tenido una contribuciуn muy pequeсa en el diagnуstico de enfermedad de Alzheimer como mйtodos directos de diagnуstico.

Con algunas mediciones especнficas M lуbulo temporal, sin embargo, se ha logrado mejorar la sensibilidad y la especificidad de estos mйtodos, pero solamente cuando la enfermedad ya se encuentra muy avanzada.

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