A pesar de su sensibilidad superior para la patología intracraneal en la LCT aguda, la IRM cerebral no está recomendada actualmente por ninguna de las principales directrices para el tratamiento clínico de rutina de la LCT aguda.47 La cuestión del papel recomendado de la IRM en el tratamiento clínico de la LCT aguda leve fue la única de cuatro temas que las pautas CDC/ACEP de 2008 originalmente buscaban abordar, pero para los cuales no se pudieron hacer recomendaciones debido a la falta de evidencia suficiente. 2 De hecho, en la práctica clínica, la resonancia magnética del cerebro rara vez se realiza dentro de la primera semana después de la TBI por varias razones, incluido el costo y los tiempos prolongados de exploración en relación con la TC, la necesidad de evaluar a los pacientes en busca de contraindicaciones para la resonancia magnética, el acceso físico limitado a pacientes inestables o gravemente lesionados. pacientes en el escáner de resonancia magnética (cuyo diámetro es significativamente más pequeño que el de la TC) y la necesidad de dispositivos de soporte vital compatibles con resonancia magnética que podrían no estar disponibles de inmediato. Finalmente, y no menos importante, ha habido una larga falta de consenso con respecto a la importancia clínica de los hallazgos intracraneales patológicos pequeños o sutiles no detectables por TC.

Aunque actualmente no se recomienda de forma rutinaria en el tratamiento clínico de la lesión cerebral traumática aguda, a veces se utiliza la RM como prueba de seguimiento después de realizar la TC. Por ejemplo, actualmente está respaldado para la resolución de problemas, como en casos de disminución persistente inexplicable del nivel de conciencia después de una LCT, LCT leve subaguda o crónica con síntomas o déficits persistentes, sospecha de traumatismo craneoencefálico por maltrato para evaluar la evidencia de lesiones intracraneales de diferentes edades., y otros casos médico-legales para evaluar lesiones intracraneales no detectadas por TC (ver Fig. ).48,49 Técnicas de RM, que incluyen tanto RM estructural como técnicas de RM más avanzadas (ver Capítulo 345 ) que incluyen imágenes de tensor de difusión (DTI), espectroscopia de resonancia magnética, y la resonancia magnética funcional en estado de reposo son muy prometedoras tanto para mejorar el manejo clínico como para mejorar la predicción de resultados en TBI.

MRI (Imágenes por Resonancia Magnética) en Psiquiatría

Numerosos estudios de resonancia magnética estructural sugirieron que la aparición de agrandamiento ventricular es uno de los hallazgos más consistentes en la esquizofrenia. Además, se describieron reducciones en el tamaño de los lóbulos temporales, el complejo amígdala-hipocampo, los lóbulos frontales, los lóbulos parietales y el cuerpo calloso. Por otro lado, se han encontrado aumentos de volumen de los núcleos subcorticales.

A pesar de estos hallazgos, todavía no existe un consenso general sobre la presencia de anomalías estructurales localizadas. Chua y McKenna (1995) concluyen a partir de su revisión detallada de los estudios de resonancia magnética estructural que los hallazgos relacionados con las estructuras límbicas del lóbulo temporal son los más consistentes. En general, los hallazgos de la resonancia magnética estructural descritos apoyan la noción de esquizofrenia como una alteración de la integridad neuronal fronto-temporal.

Se ha informado que los cambios estructurales del cerebro en la esquizofrenia no se correlacionan con la duración de la enfermedad. Por lo tanto, parece probable que las alteraciones estructurales no reflejen simplemente procesos atróficos avanzados. Más bien, parecen provenir de factores patógenos que son más activos antes o en el momento del inicio de la enfermedad y no progresan significativamente dependiendo de la duración de la enfermedad. Sin embargo, este concepto de esquizofrenia aún se discute de manera controvertida y estudios más recientes sugieren alteraciones neuropatológicas progresivas en la esquizofrenia después del inicio de la enfermedad (DeLisi et al. 1997).

Tumores intracraneales benignos y malignos en adultos

Un protocolo de resonancia magnética clínica estándar para imágenes de tumores cerebrales debe incluir secuencias ponderadas en T2, recuperación atenuada por líquido (FLAIR), DWI, imágenes ponderadas en T1 antes y después de la administración intravenosa (IV) de medio de contraste de gadolinio. Los pacientes con tumores cerebrales generalmente requieren un seguimiento a largo plazo, con intervalos programados de acuerdo con la tasa de crecimiento tumoral esperada y si se han observado cambios recientes.

Para garantizar comparaciones de imágenes en serie precisas, los parámetros de la imagen de RM (por ejemplo, la dosis y el tiempo de contraste) deben mantenerse lo más consistentes posible. Cuando estén disponibles, las imágenes en 3D aumentan la visibilidad de las lesiones pequeñas (fig. 55.1) y pueden respaldar las mediciones tumorales volumétricas.

Las señales T1 y T2 varían entre los tipos de tumores cerebrales según la densidad del tejido, los componentes sólidos frente a los quísticos, la hemorragia y/o la mineralización. En las imágenes FLAIR, las lesiones intrínsecas a menudo sobresalen del parénquima cerebral circundante. Este contraste adicional es valioso pero no específico y, en algunos casos, FLAIR demuestra menos detalles de la materia gris-blanca que T2. El hemoderivado intratumoral y la calcificación son más notorios e hipointensos en T2* o imágenes ponderadas por susceptibilidad (SWI), donde los efectos de la susceptibilidad magnética son más fuertes. Las hiperintensidades en las imágenes T1 pueden deberse a hemorragia, calcificación atípica, melanina (en melanomas metastásicos) o grasa. Una combinación típica del sitio del tumor cerebral, la morfología y la composición de la señal a menudo reducirá sustancialmente la lista de posibilidades diferenciales, o incluso generará un diagnóstico único.

La presencia y el patrón de captación de gadolinio pueden brindar información adicional sobre la naturaleza de los tumores cerebrales, pero en muchos casos esto no es específico. La evaluación de la captación de contraste también es importante en la evaluación posterior a la terapia para identificar la enfermedad realzada recurrente, y siempre que la infección sea un posible diferencial. Para exámenes repetidos, se deben considerar los riesgos potenciales de la deposición de gadolinio; sin embargo, actualmente no hay evidencia en contra del uso serial de agentes macrocíclicos en esta situación.

En casos desafiantes, la visibilidad de la mejora del contraste en la RM se puede mejorar duplicando o triplicando la dosis de gadolinio, o usando compuestos de gadolinio de alta relajación. Además, las secuencias FLAIR poscontraste son excelentes para identificar la enfermedad leptomeníngea sutil.

La resonancia magnética se puede integrar en los sistemas de navegación neuroquirúrgicos; además, algunas instituciones poseen instalaciones de resonancia magnética intraoperatoria para monitorear la extensión de la resección casi en tiempo real mientras se preservan regiones elocuentes del cerebro.

Estudios de resonancia magnética estructural y funcional de los trastornos del espectro autista

La neurociencia de los trastornos del espectro autista, la investigación de MRI estructural y fMRI ha informado de manera significativa la neurobiología de los TEA. Los primeros hallazgos de una circunferencia de la cabeza por encima del promedio en el autismo llevaron a estudios de sMRI que demostraron un aumento de TBV y una trayectoria atípica de desarrollo neurológico en las personas afectadas. Los estudios de resonancia magnética estructural han identificado sistemáticamente anomalías en el volumen de la materia gris y blanca cortical en personas con TEA. Las anomalías de la sustancia blanca se han dilucidado aún más a nivel microestructural con DTI. El circuito neuronal de ASD se ha examinado con fMRI utilizando enfoques de estado de reposo y basados ​​en tareas, encontrando anomalías en la activación y conectividad corticales. Además, los estudios del estado de reposo han revelado patrones atípicos de conectividad funcional en la DMN. Aunque los estudios de resonancia magnética han contribuido en gran medida a nuestra comprensión de la neurobiología de los TEA, muchos factores, como tamaños de muestra pequeños, características heterogéneas de los sujetos y metodologías variables, limitan potencialmente la confiabilidad y validez de estos hallazgos. Los futuros estudios de neuroimagen que integren enfoques multimodales y aborden las limitaciones actuales servirán para avanzar en el campo.

Trauma de la cabeza

a TC es la modalidad de imagen de elección para la detección inicial para excluir lesiones intracraneales traumáticas graves en MTBI. Sin embargo, muchos pacientes que desarrollan síntomas persistentes y déficits cognitivos no tienen anomalías detectables en la TC. La RM es mejor que la TC para detectar infartos isquémicos postraumáticos, lesiones y contusiones subagudas no hemorrágicas, lesión por cizallamiento axonal y lesiones en el tronco del encéfalo o la fosa posterior. La resonancia magnética estructural, en particular con una potencia de 3 T, mejora la sensibilidad estructural, se puede realizar cuando los hallazgos neurológicos no pueden explicarse con la TC,128 y es particularmente valiosa para evaluar el tronco encefálico, la fosa posterior y el parénquima cerebral adyacente a la bóveda craneal.129 Estructural La resonancia magnética (sin contraste) también se puede utilizar para la evaluación de los síntomas relacionados con TBI en las fases subaguda y crónica de la lesión.128La resonancia magnética puede generar imágenes de alta resolución (0,5-1 mm) de tejido que contiene agua (formado por átomos de hidrógeno, es decir, protones). La aplicación de un fuerte campo magnético (típicamente 1.5-3 T para humanos y hasta 21 T para animales pequeños) y pulsos de ondas de radiofrecuencia pueden manipular los campos electromagnéticos y el estado de energía de los protones en el cuerpo, que emiten energía que se puede convertir en señales y posteriormente convertidas en imágenes. Se ha desarrollado una amplia gama de técnicas analíticas y de procesamiento para diferentes tipos de tejidos. Diferentes secuencias de pulsos de RM generan imágenes con diferentes intensidades y contraste de señal. Las secuencias ponderadas en T1 implican un tiempo de repetición corto (TR, < 1000 ms) y un tiempo de eco (TE, < 30 ms). Las secuencias ponderadas en T2 implican un TR largo (> 2000 ms) y un TE (> 80 ms). Las secuencias de recuperación de inversión atenuada por líquido (FLAIR) se basan en T2 ponderado con señal de líquido cefalorraquídeo (LCR) hipointensa (es decir, suprimida). Las imágenes ponderadas con gradiente recordado de eco (GRE)-T2* (estrella T2) implican generalmente TR y TE más cortos que las secuencias de eco de espín (T1 o T2), lo que permite adquisiciones de imágenes rápidas.

En las imágenes potenciadas en T1 (Fig. 2 A y D), el agua (p. ej., LCR, edema, infarto, infección, inflamación) aparece oscura, mientras que la grasa (p. ej., lípidos en la sustancia blanca recubierta de mielina) aparece brillante. Las imágenes T1 están optimizadas para distinguir la materia gris (aparece como gris oscuro en la imagen) de la materia blanca (aparece como gris más claro en la imagen), revelando detalles anatómicos con alta fidelidad. Por ejemplo, las exploraciones potenciadas en T1 se utilizan a menudo para medir y evaluar los cambios en los volúmenes o el grosor cortical de varias regiones que se sabe que experimentan neurodegeneración estructural.

Figura 2. Diferentes tipos de imágenes de resonancia magnética estructural. Una vista coronal de imágenes ponderadas en T1 (A), ponderadas en T2 (B) y T2 FLAIR (C) de una mujer normal de 66 años. Una vista coronal de una imagen potenciada en T1 (D) de una mujer de 50 años con síndrome de Down muestra un ventrículo agrandado y un lóbulo temporal medial contraído (flechas blancas).

En las imágenes ponderadas en T2 (Fig. 2 B), la grasa aparece oscura y el LCR brillante, lo que proporciona una medida optimizada del contenido de agua. Debido a que las patologías relacionadas con enfermedades a menudo se asocian con cambios en el contenido de agua, las imágenes ponderadas en T2 son útiles para ilustrar firmas patológicas. Por ejemplo, las imágenes FLAIR (Fig. 2 C) son especialmente útiles para delinear lesiones cerebrales o vasculares, como hiperintensidades de la sustancia blanca (WMH), que normalmente se manifiestan cerca de los ventrículos (casquetes periventriculares) y son bastante comunes con el envejecimiento y las enfermedades neurológicas. Las imágenes T2*GRE o imágenes ponderadas por susceptibilidad (SWI) son una forma de imagen ponderada en T2 que es susceptible al calcio o al hierro. En las imágenes T2*, el hueso (rico en calcio) y la sangre (rica en hierro) aparecen oscuros, lo que lo hace útil para la cuantificación de las principales clases de anomalías cerebrovasculares de vasos pequeños y grandes, incluidos infartos, microhemorragias u otras patologías vasculares.

En ausencia de cambios patológicos visibles obvios, es más difícil vincular los cambios volumétricos o de forma con estados patológicos particulares. Por lo tanto, la resonancia magnética estructural por sí sola es insuficiente para un diagnóstico de enfermedad neurodegenerativa. También es un desafío determinar la fuente neural de la pérdida de volumen o grosor (p. ej., pérdida de células frente a pérdida sináptica y dendrítica) sin un escaneo de ultra alta resolución a 7 T o más, lo que no es factible para la mayoría de las instituciones. Sin embargo, de todos los tipos de resonancia magnética, la resonancia magnética estructural es la más fácil de armonizar entre sitios y escáneres, lo que la convierte en el biomarcador de neuroimagen de elección para grandes ensayos en múltiples sitios y estudios observacionales.

Los desafíos específicos en el uso de resonancia magnética estructural en personas con síndrome de Down incluyen el alto grado de movimiento de la cabeza, lo que conduce a artefactos relacionados con el movimiento que reducen las resoluciones de escaneo efectivas e inducen borrosidad y otras incertidumbres que comprometen los análisis. Además, la estructura anatómica del cerebro en personas con síndrome de Down sufre cambios de desarrollo que pueden requerir el uso de atlas anatómicos especializados y herramientas analíticas. La aplicación de atlas estándar basados ​​en cerebros normativos puede dar como resultado un mal ajuste y una exageración de los hallazgos patológicos.

Neuroimagen en Demencias

Prashanti Vemuri,… Clifford R. JackJr., en Molecular and Genetic Basis of Neurological and Psychiatric Disease (Fifth Edition) de Rosenberg, las imágenes por resonancia magnética se basan en los principios de la resonancia magnética nuclear de los núcleos atómicos. Debido a la abundancia biológica de 1H (en el agua) en el cuerpo humano, los escáneres de resonancia magnética actuales utilizan la señal de 1H para obtener imágenes. Diferentes técnicas de imagen por RM (RM estructural, imagen por tensor de difusión [DTI] y resonancia magnética funcional [fMRI]) tienen métodos especializados para adquirir la señal que subyace a las diferentes propiedades de los tejidos.

La resonancia magnética estructural (sMRI) es la tecnología de imágenes clínicas más común utilizada para visualizar la neurodegeneración en las demencias. La atrofia cerebral detectable por sMRI es la manifestación macroscópica de la pérdida de neuronas, sinapsis y desarborización dendrítica que ocurre a nivel microscópico en enfermedades neurodegenerativas. Si bien la resonancia magnética nuclear (sMRI) no es una medida directa de la patología neuronal, se han demostrado fuertes correlaciones entre el volumen medido en la resonancia magnética y los números neuronales basados ​​en la histología.7

DTI mide las propiedades de difusión de las moléculas de agua en el cerebro y, por lo tanto, es útil para visualizar los tractos de materia blanca que conectan diferentes regiones del cerebro. Hay dos medidas principales de DTI que se utilizan para medir los cambios microestructurales en las demencias debido a la degeneración: la anisotrofia fraccional (FA), que mide el grado de direccionalidad del proceso de difusión (la FA de los tractos de materia blanca normales altamente direccionales es uno y FA disminuye con la degeneración de la materia blanca) y la difusividad media (DM), que mide la magnitud de la difusividad (hay un aumento de la DM con la pérdida de materia gris y blanca debido al movimiento sin restricciones de las moléculas de agua).

La IRMf en estado de reposo o sin tareas mide las fluctuaciones de baja frecuencia (0,1-0,01 Hz) en la señal dependiente del nivel de oxígeno en sangre durante los paradigmas sin tareas no dirigidas y se ha demostrado que es específica de la materia gris. TF-fMRI se puede utilizar para identificar la extensión espacial y la fuerza estadística de las redes correlacionadas temporalmente de actividad de conectividad estructural y funcional dentro del cerebro y, por lo tanto, puede medir la interrupción de la conectividad debido a la demencia. Regiones específicas del cerebro (cíngulo posterior, precúneo, corteza prefrontal medial e hipocampo) tienen una alta conectividad intrínseca cuando el pensamiento se dirige hacia adentro. Esta red se suprime durante cualquier estado inducido por una tarea14 y se cree que forma parte de una red de modo predeterminado (DMN) del cerebro. Esta es la red de conectividad funcional más estudiada en demencia.

El alcohol y el sistema nervioso

Natalie M. Zahr, en Handbook of Clinical Neurology, similar a los hallazgos de resonancia magnética estructural que demuestran una atrofia pronunciada de las cortezas orbitofrontales en alcohólicos abstinentes que tenían probabilidades de volver a beber (es decir, Cardenas et al., 2011; Durazzo et al., 2011; Beck et al. al., 2012), DTI identificó a los alcohólicos con más probabilidades de volver a beber 6 meses después de la evaluación inicial basada en una FA más baja y una mayor difusividad en la sustancia blanca frontal al inicio del estudio (Sorg et al., 2012). Los aumentos de FA y las disminuciones de la difusividad se han interpretado como evidencia de recuperación de la sustancia blanca con la abstinencia. Se ha demostrado la justificación de la recuperación en el cuerpo calloso genu y el cuerpo al año en comparación con 2 semanas de abstinencia (Alhassoon et al., 2012), y en la sustancia blanca frontal al mes en comparación con 1 semana de abstinencia, al menos en pacientes no adultos. fumadores, alcohólicos sobrios (Gazdzinski et al., 2010).

Estudios de neuroimagen en personas con alto riesgo clínico de psicosis

George Gifford,… Philip McGuire, en Risk Factors for Psychosis, La resonancia magnética estructural (IRM) utiliza secuencias de exploración que producen imágenes con alto contraste entre la materia gris y la blanca, lo que permite cuantificar el volumen de la materia gris y la blanca. Un método ampliamente utilizado para procesar exploraciones de resonancia magnética estructural es la morfometría basada en vóxeles, un proceso que normalmente se utiliza para extraer vóxeles que se deduce que son materia gris para hacer comparaciones grupales del volumen de materia gris (Ashburner y Friston, 2000). Las resonancias magnéticas estructurales también se pueden utilizar para evaluar el grado de plegamiento cortical (Zilles et al., 1988) o el patrón y la variación de la girificación cortical (Thompson et al., 2004).

La psicosis se ha asociado con cambios localizados en el volumen de la materia gris y con reducciones progresivas de la materia gris a lo largo del trastorno (Lawrie y Abukmeil, 1998; Steen et al., 2006; Vita et al., 2006; Wright et al., 2000). Se han demostrado reducciones en el volumen de materia gris en CHR versus controles en comparaciones transversales (Meisenzahl et al., 2008), en estudios longitudinales dentro del grupo CHR (Pantelis et al., 2003) y entre subgrupos CHR que muestran reducciones más marcadas en aquellos se encontró que más tarde desarrollaría psicosis (Fusar-Poli et al. , 2011a; Sun et al., 2009; Takahashi et al., 2009; Ziermans et al., 2010). Varios estudios han investigado si la girificación cortical y las medidas de superficie en CHR están relacionadas con una eventual transición a la psicosis (Harris et al., 2004; Sun et al., 2009). Dentro de la población CHR, la transición posterior a la psicosis se ha relacionado con reducciones de volumen en el hipocampo (Mechelli et al., 2011; Pantelis et al., 2003) y la circunvolución cingulada anterior (Yücel et al., 2003). Un metaanálisis de la literatura sugiere que la transición en los grupos CHR se asocia con reducciones volumétricas en la circunvolución frontal inferior derecha y la circunvolución temporal superior derecha.

Sin embargo, existe heterogeneidad en los hallazgos entre los estudios (Bois et al., 2015; Velakoulis et al., 2006; Wood et al., 2005), lo que puede deberse al uso de tamaños de muestra pequeños y los desafíos posteriores de obtener una muestra suficiente de CHR-T (Borgwardt y Schmidt, 2016). Por ejemplo, un gran estudio de CHR de 274 participantes de CHR tuvo 35 participantes de CHR-T a los 12 meses de seguimiento (Cannon et al., 2015). A continuación se analizan los estudios multicéntricos que apuntan a reclutar suficientes números de CHR. Además, los resultados que no sean la transición a un trastorno psicótico completo pueden ser igual o incluso más significativos para los que trabajan en CHR. Se ha demostrado el reconocimiento exitoso de patrones basados ​​en la superficie cortical en la predicción entre participantes de CHR con un resultado funcional bueno y malo (Kambeitz-Ilankovic et al., 2016) y un gran estudio multicéntrico ha utilizado resonancia magnética estructural para predecir el resultado funcional de 1 año en una muestra de 116 personas de CHR (Koutsouleris et al., 2018).

Las resonancias magnéticas estructurales son un elemento básico de los servicios de imágenes clínicas debido a su uso para detectar anomalías macroscópicas. Como tales, se pueden implementar fácilmente, lo que permite su uso en entornos de investigación no especializados. Esto es de particular beneficio para las poblaciones difíciles de reclutar, ya que permite la inclusión de más sitios en estudios multicéntricos. También es un beneficio que la resonancia magnética estructural sea relativamente clara en su interpretación, ya que hay menos capas de abstracción en el análisis posterior al escaneo en comparación con otras técnicas de imagen. Una limitación potencial es que los cambios estructurales pueden ocurrir en una etapa relativamente tardía del proceso patológico que conduce al inicio de la psicosis: hay alguna evidencia de que son anteriores a cambios neuroquímicos y funcionales (Schobel et al., 2013). Además, como ocurre con todas las técnicas de imagen, la resolución de la RM estructural es limitada y no es posible separar algunas estructuras en sus componentes. Dadas estas limitaciones, identificar un cambio estructural no necesariamente proporciona información útil sobre el mecanismo subyacente del desarrollo de la psicosis y se debe tener cuidado en su interpretación.