Coordinadores:

Antonio Luna Alcalá Joan Carles Vilanova Busquets

Antonio Luna Alcalá, Joan Carles Vilanova Busquets

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM Difusión

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM Difusión

ACTUALIZACIONES SERAM

ACTUALIZACIONES SERAM

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM Difusión

Coordinadores: Antonio Luna Alcalá, Joan Carles Vilanova Busquets

ACTUALIZACIONES SERAM

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM Difusión

© 2012 Sociedad Española de Radiología Médica Reservados todos los derechos. El contenido de esta publicación no puede ser reproducido, ni transmitido por ningún procedimiento electrónico o mecánico, incluyendo fotocopia o grabación magnética, ni registrado por ningún medio, sin la previa autorización por escrito del titular de los derechos de explotación. Edita: L&C Diseño S.L. http://www.lycdesign.com Depósito legal: M-648-2014 ISBN: 978-84-941730-1-1 Impreso en España

ACTUALIZACIONES SERAM

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM Difusión Coordinadores:

Antonio Luna Alcalá, Joan Carles Vilanova Busquets

ÍNDICE DE autorEs

Acevedo Barberá, Agustín

García Figueiras, Roberto

Alcalá Mata, Lidia

Herraiz Hidalgo, Luis

Baleato González, Sandra

Hygino Da Cruz, Luiz Celso

Servicio de Anatomía Patológica. Hospital Universitario Quirón, Madrid, España Radiología Abdominal. SERCOSA. Clínica Las Nieves. Calle Carmelo Torres nº 2, 23007 Jaén, España Servicio de Radiodiagnóstico. Hospital Clínico Universitario, Santiago de Compostela, A Coruña, España

Barceló Obregón, Joaquim

Unidad de Resonancia Magnética, Clínica Girona, Girona, España Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Santa Caterina, Salt, Girona, España Departamento de Ciencias Médicas, Facultad de Medicina, Universidad de Girona, Girona, España

Boada Ordis, Maria

Unidad de Resonancia Magnética, Clínica Girona, Girona, España

Broncano Cabrero, Jordi

Radiología torácica. RESSALTA. Grupo Health Time. Hospital Cruz Roja. Paseo de la Victoria s/n. 14008 Córdoba, España Hospital San Juan de Dios. Avda del Brillante 106. 14012 Córdoba, España

Cabrera Zubizarreta, Alberto

Neurorradiología. Unidad de RM. Osatek. Hospital Galdakao, Barrio Labeaga s/n 48960 Galdakao, Bizkaia), España

Carrascoso Arranz, Javier

Servicio de Diagnóstico por la Imagen. Hospital Universitario Quirón. Madrid.

Servicio de Radiodiagnóstico. Hospital Clínico Universitario, Santiago de Compostela, A Coruña, España Servicio de Diagnóstico por la Imagen. Hospital Universitario Quirón. Madrid, España Clinicas de Diagnóstico por Imagen and Multi-Imagen. Ave. das Américas 4666, sala 32522649-900. Rio de Janeiro, Brasil

Luna Alcalá, Antonio

Responsable de RM. Grupo Health Time. Clínica Las Nieves. Calle Carmelo Torres nº 2, 23007 Jaén, España

Martín Noguerol, Teodoro

Neuroradiología. SERCOSA. Clínica Las Nieves. Carmelo Torres 2. 23007 Jaén, España

Martínez Barberoa, José Pablo

Neurorradiología. Clínica Las Nieves, SERCOSA, Grupo Health Time. Carmelo Torres 2, 23006 Jaén, España

Nicolau Molina, Carlos

Sección de Radiología Genitourinaria. Servicio de Radiología. Hospital Clínic de Barcelona, Barcelona, España

Ontañón Garcés, José María

OSATEK. Unidad Hospital Galdakao, Bizkaia, España

Paño Brufau, Blanca

Sección de Radiología Genitourinaria. Servicio de Radiología. Hospital Clínic de Barcelona, Barcelona, España

Pérez de Tudela i Rodríguez, Anna

Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Santa Caterina, Salt, Girona, España

Ramón Botella, Enrique

Sección de Radiología Abdominal. Servicio de Radiodiagnóstico. Hospital General Universitario Gregorio Marañón. Calle Dr. Esquerdo 46, 28007 Madrid, España

Rodríguez Jiménez, Inmaculada

Neurorradiología. Hospital de San Juan de Dios, RESSALTA, Grupo Health Time. Avénida del Brillante 106, 14012 Córdoba, España

Salvador Izquierdo, Rafael

Sección de Radiología Genitourinaria. Servicio de Radiología. Hospital Clínic de Barcelona, Barcelona, España

Sánchez González, Javier

MR Clinical Scientist, Philips Cuidado de la Salud, Iberia, Madrid, España

Sebastiá Cerqueda, Carmen Sección de Radiología Genitourinaria. Servicio de Radiología. Hospital Clínic de Barcelona, Barcelona, España

Vicente Olabarria, Iñigo OSATEK. Unidad Hospital Galdakao, Bizkaia, España

Vilanova Busquets, Joan Carles Unidad de Resonancia Magnética, Clínica Girona, Girona, España Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Santa Caterina, Salt, Girona, España Departamento de Ciencias Médicas, Facultad de Medicina, Universidad de Girona, Girona, España

PrÓLoGo

Tienes en tus manos, estimado compañero, un nuevo número de las Actualizaciones que regularmente publica la SERAM. Conocidas como Monografías desde el inicio de su publicación en el año 2004, pasaron a denominarse Actualizaciones desde 2006 para resaltar el objetivo de las mismas, la renovación y puesta al día en los conocimientos científicos de nuestra especialidad, siempre en constante avance y desarrollo desde su inicio lo que nos obliga a estar, al igual que en otras áreas de la medicina, en permanente formación. El presente número se realiza con la editorial L&C Diseño. En el año 2006 la SERAM publicó el número titulado “Aprendiendo los fundamentos de la Resonancia Magnética” con la intención, como señalaban sus coordinadores, de poner en manos de sus socios un texto comprensible, escrito en español y que abarcara todo lo esencial para la práctica clínica diaria, tratando de facilitar el trabajo a los radiólogos que comenzaban su andadura en la Resonancia Magnética. Habíamos pasado desde los inicios de la técnica con muy escasos equipos instalados en nuestro país a unos años de amplia implantación en la mayoría de Servicios de Radiología del país. Han pasado solamente siete años desde entonces y en tan pocos años el desarrollo y las aplicaciones de la técnica han crecido de forma exponencial, tanto que se hace necesario actualizar los contenidos de aquel número. Los equipos actuales permiten sofisticados estudios y se han ampliado las indicaciones de la técnica en todas las áreas; entre todos los avances se hacía necesario responder a cuestiones relacionadas con las imágenes potenciadas en difusión, utilizadas ya no solo en estudios cerebrales como durante muchos años : ¿qué es la difusión?, ¿qué es el valor b?, ¿cuál es el valor b óptimo?, ¿qué es el ADC?, ¿cómo se calcula el ADC?, ¿qué unidades de medida utilizamos?, ¿qué fiabilidad permite la falta de estandarización de los valores b en muchos estudios?, ¿qué seguridad diagnóstica permiten los exámenes de difusión en los distintos órganos?, etc El presente número trata de dar respuesta a las anteriores y a otras muchas más cuestiones. En los distintos capítulos comprobamos las posibilidades de aplicación actuales en los distintos órganos y sistemas. Los editores y los autores de los capítulos son los verdaderos artífices de esta monografía; a ellos les damos las gracias por su esfuerzo y trabajo desinteresado

Antonio Talegón Meléndez Responsable de publicaciones de la SERAM

ÍNDICE

PRÓLOGO ........................................................................................................................................ 7 Capítulo 1.

BASES FíSICAS, ADquISICIÓN y CuANTIFICACIÓN DE IMAGEN POTENCIADA EN DIFuSIÓN

Javier Sánchez González ....... .................... ...................................................................................................... 11

Capítulo 2.

EVALuACIÓN DEL SNC MEDIANTE TÉCNICA DE DIFuSIÓN CON RESONANCIA MAGNÉTICA

Iñigo Vicente Olabarria, Jose María Ontañón Garcés y Alberto Cabrera Zubizarreta ....................................... 21

Capítulo 3. Capítulo 4. Capítulo 5. Capítulo 6.

Capítulo 7. Capítulo 8.

APLICACIONES DEL TENSOR DE DIFuSIÓN EN SNC y COLuMNA

Teodoro Martín Noguerol y Luis Celso Hygino da Cruz ....................................................................................35

RM DIFuSIÓN EN LA EVALuACIÓN DE LAS LESIONES EN CABEZA y CuELLO

José Pablo Martínez Barbero e Inmaculada Rodríguez Jiménez .................................................................... 47

DIFuSIÓN POR RESONANCIA MAGNÉTICA EN EL TÓRAX

Jordi Broncano Cabrero y Antonio Luna Alcalá ............................................................................................... 57

RESONANCIA MAGNÉTICA DIFuSIÓN EN MAMA y GINECOLOGíA

Joaquim Barceló Obregón, Joan Carles Vilanova, Anna Pérez de Tudela i Rodríguez y Maria Boada Ordis ........................................................................................................................................ 67

DIFuSIÓN CON RESONANCIA MAGNÉTICA EN EL HíGADO

Enrique Ramón Botella, Lidia Alcalá Mata y Antonio Luna Alcalá ................................................................... 77

DWI EN EL ESTuDIO DE LAS VíAS BILIARES, EL PáNCREAS, EL TRACTO GASTROINTESTINAL y EL PERITONEO

Sandra Baleato González y Roberto García Figueiras ...................................................................................... 87

Capítulo 9. Capítulo 10.

Capítulo 11.

DIFuSIÓN EN SISTEMA GENITOuRINARIO

Carlos Nicolau Molina, Carmen Sebastiá Cerqueda, Rafael Salvador Izquierdo y Blanca Paño Brufau .......... 99

DIFuSIÓN EN MuSCuLOESquELÉTICO

Javier Carrascoso Arranz, Luis Herraiz Hidalgo, Agustín Acevedo Barberá y Joan Carles Vilanova Busquets .................................................................................................................. 109

DWI EN CuERPO COMPLETO

Joan Carles Vilanova Busquets, Antonio Luna Alcalá y Joaquim Barceló Obregón ...................................... 121

BasEs fÍsICas, aDquIsICIÓN y CuaNtIfICaCIÓN DE ImaGEN PotENCIaDa EN DIfusIÓN

1

Javier Sánchez González* MR Clinical Scientist, Philips Cuidado de la Salud, Madrid, España

RESUMEN

Palabras Clave:

posición. Después del segundo pulso de gradiente, con la misma área que el primero, las moléculas estáticas recuperan la fase puesto que no han cambiado su posición. Por otro lado, las moléculas que han cambiado su posición con el segundo lóbulo de gradiente, no pueden recuperar la fase produciendo una caída de señal en la imagen final. Esta caída de señal es mayor a medida que el desfase de los espines es mayor, potenciando más en difusión. Para conseguir una mayor potenciación en difusión existen dos posibilidades. La primera es separar más los gradientes de difusión permitiendo un mayor desplazamiento de las moléculas y por lo tanto, introduciendo un mayor desfase entre las mismas. La segunda opción es aumentar el área de los gradientes de difusión aumentando el desfase entre los espines antes de su desplazamiento, produciendo una mayor caída al final de la secuencia. La potenciación en difusión se mide por el valor b (Ecuación 1):

Diffusion Weighted Imaging (DWI), Coeficiente de difusión aparente (ADC).



En este capítulo se explican los fundamentos físicos de la difusión y las técnicas de adquisición de imágenes de resonancia magnética diseñadas para obtener un contraste de imagen potenciada en esta propiedad del tejido. Dentro de este apartado se explican los requisitos técnicos necesarios para la adquisición de este tipo de imágenes y obtener una adecuada estimación del coeficiente de difusión aparente. Una vez explicados todos los detalles necesarios para una adecuada adquisición de estas imágenes, se explican las distintas metodologías de análisis para obtener los coeficientes de difusión aparente o los parámetros derivados de los estudios de tensor de difusión, como la fracción anisotrópica y los estudios de tractografía.

INTRODUCCIÓN La difusión se define como el movimiento aleatorio de las moléculas que se encuentran a una temperatura superior a -273ºC (0º Kelvin). Este movimiento depende de diferentes propiedades del medio como la temperatura o la viscosidad. En tejidos biológicos existen diferentes barreras, como la membrana de las diferentes células, que limitan el movimiento libre de las moléculas. En 1965, Stejskal y Tanner1 introdujeron una secuencia de resonancia magnética (Fig. 1) que era sensible a este movimiento de las moléculas de agua. Esta secuencia emplea la pérdida de señal generada por la aplicación de unos gradientes de campo magnético, localizados alrededor de un pulso de 180º, como método para potenciar en difusión. El primer pulso de gradiente introduce un desfase en los espines en función de la posición. Después de este pulso de gradiente las moléculas con capacidad de moverse evolucionan cambiando de posición mientras que las moléculas estáticas no varían su

b = Υ 2 G2 δ 2 (Δ- δ_3 ),

Ec. 1

donde G representa la intensidad de los gradientes aplicados para la potenciación en difusión alrededor del pulso de 180º, δ representa el tiempo de aplicación de dichos gradientes, Δ es la separación entre los lóbulos de gradiente y Υ es la constante giromagnética. Un valor b mayor implica un mayor desfase entre los espines haciendo que movimientos más pequeños pierdan su señal, quedando señal solamente en aquellas regiones en las que los espines tienen limitado su movimiento. Se puede apreciar que la forma más eficiente de aumentar el valor b, es aumentando el área de los gradientes (Gδ ) puesto que el valor b aumenta cuadráticamente con dicha cantidad. Esta caída de señal de la imagen de difusión por desfase de los espines se suele modelar por una caída monoexponencial (Ecuación 2):



S = S0 exp—ADC*b,

Ec. 2

donde S es la señal de la imagen para cada una de las potenciaciones en difusión; S0 es la señal sin aplicar gradientes de

*Autor para correspondencia: Javier Sánchez González E-mail: [email protected]

12

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 1: Esquema de secuencia de difusión. En la parte de la izquierda se muestra la metodología típica para obtener una potenciación en difusión en una secuencia espín-eco. Se puede apreciar el efecto del gradiente resultante de la combinación de gradientes en distintas direcciones para conseguir una potenciación en difusión en una dirección oblicua del espacio. En la parte de la derecha, se muestra el esquema de la lectura EPI convencional.

potenciación en difusión y está afectada por otros factores de la secuencia como efectos T1 y efectos T2; y coeficiente de difusión aparente ADC (en inglés Apparent Diffusion Coefficient) que representa la propiedad del tejido que se quiere medir mediante técnicas de difusión.

ADQUISICIÓN DE IMÁGENES DE DIFUSIÓN La calidad de una imagen médica se puede describir según dos características básicas. La primera y más importante, es la capacidad de la imagen para representar la propiedad que se quiere medir. En el caso de la imagen de difusión, sería la elección del valor b de potenciación en difusión para un contraste adecuado. En segundo lugar, la ausencia de artefactos que puedan alterar la geometría o puedan enmascarar las propiedades relevantes de la imagen como la relación señal a ruido y la resolución de la imagen.

SELECCIÓN DEL VALOR b DE LA IMAGEN Para una correcta selección del valor b en una imagen de difusión es necesario tener en cuenta dos aspectos que limitan el rango del mismo para una determinada anatomía (Fig. 2). Lo primero que hay que tener en cuenta para una correcta selección del parámetro b, es que siempre es mejor elegir el valor b más alto posible para cada anatomía. En la figura 2a, se muestran

dos ejemplos de la estimación de los valores de ADC con dos conjuntos de datos diferentes. En el primer conjunto (líneas grises) adquirimos las imágenes con dos valores b de 0 y 50 s/mm2. El segundo conjunto de datos (líneas rojas) está adquirido con dos valores b pero con más separación entre ellos (0 y 1000 s/mm2). En ambos casos, asumimos que los datos tienen el mismo nivel de ruido representado por las barras de error verticales a 50 y 1000 s/mm2. Debido a la contaminación por ruido de la adquisición, la estimación de los valores de ADC puede variar entre los límites de las líneas grises, para el conjunto de datos 0-50 s/mm2, y límites de las líneas rojas, para el conjunto de datos 0-1000 s/mm2. Se puede apreciar que para la misma relación señal-ruido, cuanto mayor sea la separación entre los valores b, más precisa es la estimación del ADC puesto que los límites de variación de los valores de ADC son más pequeños. Por este motivo, es siempre deseable adquirir imágenes potenciadas en difusión con el valor b lo más alto posible. Por otro lado, para definir el límite máximo para la potenciación en difusión, nos fijamos en la figura 2b. En esta figura se quiere demostrar que si se adquiere la imagen con una potenciación tan fuerte (en este caso b=600 s/mm2) que haga desaparecer la señal de la imagen, el valor de ADC de ambas curvas es el mismo aunque ambos comportamientos son claramente diferentes. Por este motivo, es necesario asegurar que en la imagen de difusión con el valor b más alto, siempre existe suficiente señal como para permitir una adecuada estimación del ADC en los tejidos de interés.

Bases físicas, adquisición y cuantificación de iMagen potenciada en difusión

13

Figura 2: Muestra los efectos que hay que tener en cuenta para una adecuada selección de los valores b y el efecto que tiene en la cuantificación final del ADC (ver en el texto).

En la figura 2c, se pueden ver imágenes adquiridas de un carcinoma rectal con los mismos parámetros variando únicamente el valor b máximo utilizado en la estimación del ADC, mostrando el cambio del ADC en la parte inferior de la figura. Se puede apreciar que las imágenes de ADC son menos ruidosas a medida que aumentamos el valor de b en la segunda imagen de difusión. Teniendo en cuenta ambos conceptos, se puede definir que el mejor valor b para una determinada anatomía, es el mayor posible que mantenga la señal para el valor b más alto. En [2] dan unas indicaciones para una correcta selección de los valores b para diferentes anatomías (Tabla 1).

Esquema de potenciación en difusión La difusión es una propiedad vectorial, es decir, su valor cambia con la dirección del gradiente en la que se potencia en difusión aunque todas las secuencias tengan el mismo valor b. Esta característica de la difusión es especialmente relevante en aquellos casos en los que el tejido está muy estructurado, como

son los tractos de sustancia blanca.3,4 Para obtener esta información de direccionalidad habría que variar la intensidad de los gradientes en los tres ejes del espacio XYZ para potenciar en una determinada dirección de difusión, manteniendo constante la intensidad del gradiente final resultado de la combinación de los gradientes en los tres ejes. En el ejemplo de la izquierda de la figura 1, se muestra un gradiente de difusión resultado de la combinación de los gradientes en tres direcciones del espacio diferentes. Esta combinación obtiene una imagen de difusión con una potenciación en una sola dirección del espacio oblicua a los ejes principales. Para adquirir la misma información en diferentes direcciones del espacio habría que variar las intensidades relativas en los distintos ejes de gradiente, manteniendo constante la intensidad del gradiente total de la combinación de los tres ejes. Si esta información se adquiere en suficientes direcciones de difusión, es posible estudiar la dirección privilegiada de la difusión mediante la metodología del tensor de difusión (DTI de sus siglas en inglés Diffusion Tensor Imaging).5 Por otro lado, este carácter vectorial de la difusión también impone que para tener una adecuada representación de la difu-

14

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Valores b (s/mm2)

Regiones anatómicas de interés

> 1000

Próstata, Útero, Cérvix, ganglios linfáticos

750-1000

Mama, Tórax, Abdomen (incluyendo región colorrectal, páncreas, riñones y peritoneo). También es aplicable a estudios de cuerpo completo con supresión de la señal de fondo (secuencia DWIBS: diffusion weighted imaging with background suppression).

100-750

Hígado (primario y metástasis)

< 100

Se utiliza como técnica de sangre negra (muy útil en la detección de lesiones hepáticas).

Tabla 1.

sión media de un determinado tejido es necesario hacer la media de la potenciación de difusión en tres direcciones perpendiculares del espacio siendo indiferente la orientación de los mismos. Esta propiedad del tejido es conocida como difusión media.

REDUCCIÓN DE ARTEFACTOS DE LA IMAGEN Relación Señal a Ruido Aunque el nivel de ruido de la imagen no es un artefacto lo incluimos dentro de esta sección puesto que, como hemos visto en la sección anterior, puede alterar los resultados de la estimación del ADC en las imágenes de difusión. Dentro de este apartado explicaremos los diferentes parámetros de la adquisición que nos permite mejorar la relación señal a ruido (SNR, del inglés Signal to Noise Ratio). La forma más habitual para incrementar la señal es subiendo el número de repeticiones de la imagen con el consecuente aumento del tiempo de exploración. Por otro lado, dentro de las secuencias de difusión existen otros parámetros que nos permiten mejorar la SNR de las imágenes. Si nos fijamos en la Ec.2 se observa que la SNR de las imágenes potenciadas en difusión dependen de la potenciación en difusión, que es el parámetro que queremos estudiar, y de la intensidad de la señal S 0. Como ya se ha comentado en la introducción la señal de S 0 depende de los efectos T2 y T1 de los tejidos. Normalmente, las secuencias de difusión con múltiples cortes tienen tiempo de repetición bastante largos, por encima de 2500 ms, habiendo poco efecto de saturación T1. Donde se puede recuperar más señal de los estudios de difusión es reduciendo al máximo posible el tiempo de eco (TE) de la adquisición. En la figura 3a se muestran diferentes imágenes con idénticos valores b=0 y 800 s/mm2 en los que se cambia el TE de la secuencia. Se puede apreciar que a medida que aumenta el TE desaparece la señal de aquellas estructuras como el hígado que tienen un T2 más corto limitando la capacidad de la difusión para medir de forma adecuada el ADC de dichas estructuras. En las imágenes con un TE de 55 ms existe una señal suficiente en todas las estructuras incluyendo el hígado. Para poder obtener imágenes con menores TE es necesario aumentar la intensidad de los gradientes de difusión (G) lo máxi-

mo posible. En Ec.1 se puede apreciar que un aumento en el área de gradiente de difusión implica un aumento cuadrático del valor b permitiendo reducir la separación entre gradientes y el tiempo de aplicación de los gradientes. En la figura 1 se puede apreciar que una reducción en estos dos parámetros repercute en una reducción en el TE de la secuencia y por lo tanto en un aumento de la señal de la imagen. Por este motivo, es importante que en estudios de difusión siempre se utilice toda la potencia de gradiente disponible en el equipo de RM. Otra opción que existe en los equipos de resonancia modernos es la opción de combinar la potencia de todos los ejes de gradientes al mismo tiempo mejorando la potencia efectiva de los gradientes de potenciación en difusión. En la figura 3b tenemos un diagrama explicativo de este concepto. En la parte de la derecha de la figura 3b se muestra la potenciación con cada uno de los ejes de gradiente por independiente, utilizando la máxima potencia por cada uno de ellos. Por el contrario, en la parte de la izquierda se utilizan gradientes oblicuos en todas las direcciones y al igual que en el caso anterior utilizando la máxima fuerza de gradiente disponible en el equipo. En este último caso el gradiente efectivo es el módulo de la suma geométrica de los tres gradientes obteniendo un aumento de la potencia de gradiente efectiva de 1.7G (raíz cuadrada de 3 por la potencia nominal de los gradientes). Esta estrategia permite reducir el tiempo de eco de la imagen pudiendo recuperar parte de la señal. Las imágenes de difusión de la figura 3b están adquiridas con los mismos parámetros, cambiando solamente el parámetro para combinar la potencia de los gradientes (gradient Overplus) y por lo tanto el TE. Se puede apreciar que en la imagen con este parámetro activo las imágenes tienen una mejor SNR que si la comparamos con el mismo corte de una imagen adquirida sin esta opción activa (imagen de la izquierda). Este aumento en la señal de la imagen se puede aprovechar para tener más resolución en la imagen final o para aumentar la potenciación en difusión aumentando el valor b de potenciación.

Reducción de artefactos geométricos Una vez se ha potenciado en difusión es necesario generar una imagen mediante una estrategia de lectura (Figura 1). Por su buena relación tiempo a ruido, normalmente en las secuencias de difusión utilizan estrategias de lectura basadas en secuencias eco planares (EPI, Echo Planar Imaging). Esta técnica de imagen permite adquirir un corte completo en una sola excitación tenien-

Bases físicas, adquisición y cuantificación de iMagen potenciada en difusión

15

Figura 3: En la parte superior, muestra el efecto del TE en la SNR observando una pérdida de señal a medida que crece el TE de la secuencia. En la parte inferior, muestra la estrategia de utilizar gradiente de difusión utilizando todos los ejes de gradiente al mismo tiempo para tener un gradiente efectivo mayor y poder reducir el TE y ganar más señal en la imagen final.

do una gran eficiencia en términos de tiempo de exploración. Una de las desventajas de esta técnica es su alta sensibilidad a artefactos geométricos por falta de homogeneidad del campo magnético produciendo distorsiones en la imagen final. Esta distorsión ocurre porque la falta de homogeneidad del campo magnético produce variaciones en los gradientes de campo de codificación de la imagen asociando las frecuencias adquiridas a posiciones erróneas en la imagen. Para minimizar estos artefactos existen varias estrategias desde el punto de vista de la adquisición como pueden ser aumentar el ancho de banda de la adquisición o utilizar técnicas de adquisición en paralelo. Para entender mejor el efecto del ancho de banda en la adquisición nos fijamos en la figura 4. En la parte superior tenemos un esquema que representa el efecto de tener una estructura llena de aire rodeado de agua. Cuando este objeto está inmerso en un campo magnético uniforme debido a las diferencias en las permeabilidades magnéticas de los distintos componentes (agua y aire), se produce una alteración del campo magnético resultante denominado en el ejemplo como H(x). Esta alteración del campo es la misma tanto en el caso de la izquierda como en el de la derecha.

Por otro lado, para la adquisición de la imagen por resonancia magnética es necesaria la aplicación de un gradiente de campo magnético G(x). Dependiendo del ancho de banda de adquisición la pendiente de este gradiente es distinta, siendo mayor en el caso de mayor ancho de banda de lectura (parte derecha de la imagen). Como resultado del gradiente final que percibe el objeto B(x) se puede apreciar en el ejemplo que aunque en ambos casos existe una distorsión en el gradiente de campo, esta diferencia es menor en el caso de mayor gradiente que en el caso de un gradiente de lectura menos potente. Esta menor distorsión en el gradiente se ve reflejada como una menor distorsión geométrica en la imagen final. En la figura 4 se muestran dos imágenes adquiridas con los mismos parámetros pero con dos anchos de banda diferentes donde se puede apreciar que la imagen adquirida con un mayor ancho de banda presenta menos distorsiones que la adquirida con un ancho de banda menor. Otro de los métodos que permite reducir los artefactos de distorsión geométrica son las técnicas de adquisición en paralelo.6,7 Este tipo de técnicas reduce el número de codificaciones de fase de la imagen que las recupera a partir de la información espacial que proporcionan los diagramas de

16

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 4: Muestra el efecto del ancho de banda en la reducción de artefactos de distorsión geométrica en una lectura EPI. En la parte de la izquierda, se muestra el efecto de una adquisición con un ancho de banda reducido, mientras que en la imagen de la derecha se muestra el resultado de la misma adquisición con el máximo ancho de banda.

Figura 5: Muestra el efecto de la adquisición en paralelo. En la parte de la izquierda, se muestra una imagen sin aplicar técnicas de adquisición en paralelo mientras que en la imagen de la derecha, se muestra la misma adquisición adquirida con un factor SENSE de 2.

Bases físicas, adquisición y cuantificación de iMagen potenciada en difusión

17

Reducción de artefactos de la grasa

Figura 6: Resultado de aplicar diferentes técnicas de supresión de la grasa. a) Sin supresión, b) SPIR, c) SPAIR y d) STIR.

radiación de bobinas multicanal (phased array). El efecto de estas técnicas en la adquisición EPI es disminuir el factor EPI de la imagen reduciendo la acumulación de desfase a lo largo de la lectura. En la figura 5 se muestran dos imágenes en las que se mantienen todos los parámetros iguales, incluyendo el ancho de banda, y solamente se cambia el porcentaje de adquisición en paralelo. Se puede apreciar que en la imagen de la derecha, adquirida con un factor de imagen en paralelo mayor, existe una menor distorsión de la anatomía.

Reducción de artefactos de supresión grasa Otro de los problemas derivados de las técnicas EPI es el desplazamiento de la grasa. Puesto que la grasa procesa a distinta frecuencia que el agua y que en una lectura EPI se acumula esta diferencia a lo largo de toda la lectura de la imagen se produce un desplazamiento de la señal de la grasa en la dirección de codificación de fase. En la figura 6a se muestra una imagen de difusión en la que no se ha aplicado ningún método de supresión de la señal de grasa. Se puede apreciar como hay una segunda estructura debido a la señal de la grasa periférica desplazada. En las figuras 6b, 6c y 6d se muestra la misma adquisición con una supresión selectiva (SPIR o SPAIR) y una supresión no selectiva (STIR) en un equipo de 3T. En todas ellas se aprecia que ha reducido esta segunda estructura derivada de la señal de la grasa. En las secuencias con supresión selectiva se aprecia una mayor señal especialmente en el músculo si la comparamos con la secuencia STIR. Por otro lado, la técnica SPAIR (Fig. 6c) muestra una mejor supresión comparada con la técnica SPIR (Fig. 6b) derivada del mejor comportamiento de la técnica SPAIR frente a variaciones de la intensidad del pulso de supresión por la utilización de pulsos adiabáticos.

La ventaja de las técnicas STIR (Fig. 6d) es su menor sensibilidad a artefactos de homogeneidad del campo magnético, permitiendo una supresión más uniforme en estudios de cuerpo completo. Por otro lado, la aplicación de técnicas selectivas de supresión son más adecuada para el estudio de zonas específicas debido a su mayor relación señal a ruido en los tejidos blandos.8

Sincronismos Las secuencias de difusión en abdomen superior y tórax son muy sensibles a movimientos respiratorios y del latido cardiaco, que provocan típicamente pérdida de señal derivada del efecto de los gradientes de difusión en el movimiento macroscópico del tejido. Por este motivo, a mayor valor b hay una mayor pérdida de señal, siendo muy típica la pérdida de señal en el lóbulo hepático izquierdo. Por compensar este efecto las adquisiciones en estos dos territorios se suelen realizar con respiración libre y varias repeticiones. Otra aproximación para la adquisición de secuencias de difusión en territorio abdominal o torácico implica el uso de sincronismo respiratorio, apnea o navegadores. El sincronismo cardiaco puede ser necesario en las adquisiciones torácicas, sobre todo en el estudio de lesiones paracardíacas o si es necesario visualizar correctamente la información del lóbulo hepático izquierdo.

CUANTIFICACIÓN DE IMÁGENES DE DIFUSIÓN La evaluación de las imágenes de difusión se puede hacer de forma visual fijándose en las zonas con mayor intensidad en las imágenes con mayor potenciación en difusión, normal-

18

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

mente relacionada con una mayor restricción del movimiento del agua. Esta metodología puede llevar a errores en la evaluación de las imágenes en función del comportamiento de S 0 de los distintos tejidos con los parámetros de adquisición. Para tejidos con valores T2 muy largos puede producirse que incluso para valores b altos estos tejidos sigan manteniendo un valor de la señal superior al resto de los tejidos circundantes pareciendo que existe un aumento de la restricción. Sin embargo, esta hiperintensidad no se debe a un aumento de la restricción sino a la diferencia de valores de S 0 entre los distintos tejidos debido a sus diferencias en las constantes de relajación. Este error en la evaluación visual de las imágenes potenciadas en difusión se conoce como T2 shine-through. Por otro lado, existe el caso contrario, es decir, tejidos que tienen un T2 muy corto hace que los valores de S 0 son tan pequeños, incluso en la imagen b=0, que no permite su evaluación en las imágenes con valores b altos, apareciendo hipointenso en todas las imágenes. Este otro error en la evaluación de las imágenes de difusión se conoce con el nombre de T2 dark-through. La mejor forma de eliminar estos efectos en la evaluación de imágenes de difusión es mediante la cuantificación de parámetros derivados de la difusión. Como se ha comentado anteriormente el principal objetivo de los estudios de difusión es la cuantificación del movimiento del agua. Para calcular esta cantidad bastaría adquirir dos imágenes con los valores b adecuados y extraer el valor del ADC de la ecuación 3:



ADC =—

ln

,

Ec. 3

donde ln representa el logaritmo neperiano. Esta cantidad se puede extraer para cada una de las direcciones de difusión,

pero lo que suele tener un mayor interés es el promedio de los valores de ADC en todas las direcciones. Este valor se suele conocer como ADC isotrópico o difusividad media. En el caso de tener más de dos potenciaciones en difusión la Ec.3 se puede transformar en una regresión linear



ln

= – ADC * b ,

Ec. 4

donde los valores b representan el término independiente, y los valores de ln representán el término dependiente de la recta y ADC representa la pendiente de la recta que es la cantidad que se quiere estimar. Para la cuantificación de la señal de difusión existen otros modelos más complejos como el bicompartimental o IVIM (Intra Voxel Incoheren Motion)9 en los que asumen que la señal de difusión está compuesta por dos componentes; uno rápido, que representa el componente vascular, y uno lento, que representa la difusión real del tejido. En la figura 7 se muestra una señal de difusión (línea verde claro) formada tanto por el componente rápido (línea verde oscuro), como el componente lento (línea granate). Como se puede ver en la señal en los valores b bajo hay una caída rápida de la difusión, asociada a la sangre en movimiento en red capilar. Por otro lado, a partir de un cierto valor de b esta componente desaparece y solamente permanece la difusión propia del tejido sin estar afectada por el movimiento de la sangre. Esta componente se conoce como difusión libre de perfusión. Para una correcta estimación de esta curva hay que adquirir como mínimo 3 valores b diferentes (puntos amarillos en la figura). El primero un valor de b sin potenciar en difusión (b=0 s/mm2), otro valor b donde la contribución de la parte de la sangre es despreciable (en la figura b=300 s/mm2) y finalmente otro valor b en el que se potencie suficiente en difusión.10

Figura 7: Muestra una señal de difusión (línea verde claro) que representa un tejido con un 25% de componente de perfusión en la señal. Esta señal de difusión está formada tanto por el componente rápido (línea verde oscuro), como el componente lento (línea granate).

Bases físicas, adquisición y cuantificación de iMagen potenciada en difusión

Por otro lado, si la información vectorial de la difusión se adquiere en múltiples direcciones es posible hacer un análisis de la difusión de forma que proporcione información de la dirección privilegiada de difusión.5 Como se ha comentado anteriormente en la parte de adquisición es conocido con el nombre de DTI puesto que este movimiento se puede expresar matemáticamente como un tensor que describe completamente la movilidad del agua en cada dirección Ec.5.



ADC =

ADCXX ADCXY ADCXZ ADCYX ADCYY ADCYZ ADCZX ADCZY ADCZZ

,

Ec. 5

donde ADCij (con i, j = X, Y, Z) representa el valor del ADC en la dirección ij; y donde el tensor tiene una forma simétrica puesto que el ADC en la dirección ij es el mismo que en la dirección ji. Por lo tanto, para adquirir este tensor hay que adquirir como mínimo imágenes con potenciación en difusión en seis direcciones diferentes. Es importante destacar que la difusión en cada una de las direcciones, por ejemplo la X, está afectada por la difusión en las otras dos direcciones del espacio, Y y Z. Por lo tanto, para poder obtener una información independiente para cada una de las direcciones es necesario obtener la transformación matricial desde el sistema de coordenadas del equipo de RM a un nuevo sistema de coordenadas donde todos los elementos de la matriz descrita por la Ec.5 sean cero menos los elementos de la diagonal (Fig. 8a). El valor de los elementos en la diagonal de la matriz representará los valores máximos de difusión conocidos

19

como autovalores del tensor (λ1, λ2, y λ3) y las direcciones (X’, Y’ y Z’) en las que la difusión es máxima son conocidas como autovectores de difusión. Este proceso se denomina diagonalización y proporciona las direcciones de máxima difusividad en orden decreciente (λ1 > λ2 > λ3). Puesto que la representación de un tensor con imágenes es compleja, requiriendo distinto conjunto de imágenes, se ha propuesto una representación en elipsoides. Un elipsoide es una representación tridimensional de la distancia de difusión que cubren las moléculas en el espacio para un tiempo de difusión dado. Este elipsoide puede ser representado para cada vóxel de la imagen y puede ser calculado de una forma sencilla a partir de los autovalores (λ1, λ2, y λ3) en las tres direcciones privilegiadas de difusión (X’, Y’ y Z’). Del análisis de los autovalores se pueden obtener distintos mapas paramétricos de interés. Por un lado, se puede obtener la difusividad media de la misma forma que en los estudios de difusión convencionales como



Ec. 6

donde (λ1 + λ2 + λ3) se conoce como la traza del tensor y representa un invariante del tensor de difusión, es decir, la suma de los elementos de la diagonal del tensor es siempre constante independientemente del sistema de coordenadas que se utilice. Este hecho hace posible tener una adecuada representación de la difusividad media adquiriendo solamente la información de difusión en tres direcciones perpendiculares del espacio.

Figura 8: Muestra la metodología de análisis del Tensor de Difusión. a) Resultado en los ejes de difusión antes y después de la diagonalización para buscar las direcciones privilegiadas de difusión. b) Mapas paramétricos derivados del análisis de DTI difusividad media y mapas de anisotropía fraccional. c) Criterios y resultado del análisis de fiber tracking.

20

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Por otro lado, puesto que los autovalores indican la máxima difusividad en forma decreciente, se puede calcular otro parámetro conocido como la anisotropía fraccional o FA (del inglés Fractional Anisotropy) que se calcula como

to las aproximaciones más adecuadas para evitar artefactos como distorsión de las imágenes y artefactos de desplazamiento químico de la grasa.

y que tiene un valor de 0 para medios en los que las moléculas de agua se pueden mover libremente en cualquier dirección (completamente isotrópico), y 1 para medios en los que el agua solamente se puede mover en una dirección (completamente anisotrópico) (Fig. 8b)

BIBLIOGRAFÍA 1.

Finalmente, con los autovectores se pueden estudiar caminos privilegiados de difusión del agua a partir del autovector que define la dirección de máxima difusión λ1. La finalidad de esta metodología es unir los vectores de máxima difusión entre un vóxel y sus vecinos, de forma que definan un camino bajo unas ciertas condiciones de máxima angulación entre el vector de un vóxel y el vóxel contiguo, y valores mínimos de FA (Fig. 8c). Esta metodología permite trazar los tractos de máxima difusión como, por ejemplo, los tractos de sustancia blanca.

Stejskal , E., & Tanner JE. Spin diffusion measurements: spin echoes in the presence of time-dependent field gradient. Journal of Chemical Physics. 1965; 42(1), 288-292.

2.

Padhani, A., Liu, G., Mu-Koh, D., Chenever, T., Thoeny, H., Takahara, T., y otros. Diffusion-Weighted Magnetic Resonance Imaging as a Cancer Biomarker: Consensus and Recommendations. Neoplasia. 2009; 11(2), 102-125.

3.

Moseley, M., Cohen, Y., Kucharczyk, J., Mintorovitch, J., Asgari, H., Wendland, M., y otros. Diffusion-weighted MR imaging of anisotropic water diffusion in cat central nervous system. Radiology. 1990; 176(2), 439–445.

4.

Chenevert, T., Brunberg, J., & Pipe, J. Anisotropic diffusion in human white matter: demonstration with MR techniques in vivo. Radiology. 1990; 177(2), 401–405.

5.

Basser, P., Mattiello, J., & LeBihan , D. Diffusion tensor MR imaging of the human brain. Radiology. 1996; 201(3), 637–648.

6.

Pruessmann KP, K., Weiger, M., Scheidegger, M., & Boesiger, P. SENSE: sensitivity encoding for fast MRI. Magn Reson Med. 1999; 42, 952–962.

7.

Griswold, M., Jakob, P., Heidemann, R., Nittka, M., Jellus, V., Wang, J., y otros. Generalized autocalibrating partially parallel acquisitions (GRAPPA). Magn Reson Med. 2002;, 47, 1202–1210.

8.

Takahara, T., Imai, Y., Yamashita, T., Yasuda, S., Nasu, S., & Van Cauteren, M. Diffusion weighted whole body imaging with background body signal suppression (DWIBS): technical improvement using free breathing, STIR and high resolution 3D display. Radiat Med. 2004; 22(4), 275–282.

9.

Le Bihan, D., Breton, E., Lallemand, D., Aubin, M., Vignaud, J., & Laval-Jeantet, M. Separation of diffusion and perfusion in intravoxel incoherent motion MR imaging. Radiology. 1998; 168, 497–505.

Metodología de cuantificación del ADC El ADC habitualmente se mide dibujando una o varias regiones de interés (ROI), proceso operador dependiente y no estandarizado. Tampoco hay un consenso sobre la medida del ADC más válida, siendo frecuente el uso del valor medio, mediana o mínimo.11 La medida más utilizada es el ADC medio, que representa la magnitud promedio del movimiento de las moléculas de agua en un volumen tisular, aunque no refleja la heterogeneidad de las lesiones. Más práctico es el uso de los histogramas para representar la heterogeneidad del ADC dentro de una ROI. Los histogramas permiten la diferenciación de los componentes de lesiones con ADC medio, similar pero con distinta distribución de los valores ADC12 (Padhani AR, 2011). Recientemente, se han empezado a utilizar programas de software complejos que registran la información de un mismo paciente en los distintos estudios realizados para el seguimiento de la evolución de una patología. Después del registro de los distintos estudios se pueden obtener información de volúmenes de la lesión y de los cambios en el ADC con el tiempo, conocidos como mapas funcionales de difusión o mapas paramétricos de ADC.12

CONCLUSIONES En este capítulo, se han tratado los diferentes aspectos necesarios para una correcta cuantificación de imágenes de difusión, desde la adquisición de las imágenes hasta una adecuada cuantificación de las mismas. Desde un punto de vista de adquisición, se han tratado técnicas para mejorar la relación señal-ruido teniendo en cuenta las reglas a seguir para tener una adecuada potenciación en difusión que nos permita una correcta estimación del ADC. Por otro lado, se han descri-

Finalmente, una vez descritos los detalles de la adquisición, se han explicado las diferentes metodologías de análisis calculando desde el ADC con uno o varios factores b a técnicas más sofisticadas como la metodología de DTI y los mapas de FA.

10. Pang, Y., Turkbey, B., Bernardo, M., Kruecker, J., Kadoury, S., Merino, M., y otros. (2013). Intravoxel incoherent motion MR imaging for prostate cancer: an evaluation of perfusion fraction and diffusion coefficient derived from different b-value combinations. Magn Reson Med. 2013; 69(2), 533-562. 11. Luna, A., Sánchez González, J., & Caro, P. Diffusionweighted imaging of the chest. Magn Reson Imaging Clin N Am. 2011; 19, 69-94. 12. Padhani AR, K. D. Diffusion MR imaging for monitoring of treatment response. Magn Reson Imaging Clin N Am 2011; 19, 181-209.

EVaLuaCIÓN DEL sNC mEDIaNtE téCNICa DE DIfusIÓN CoN rEsoNaNCIa maGNétICa

2

Iñigo Vicente Olabarria*, José María Ontañón Garcés, Alberto Cabrera Zubizarreta OSATEK. Unidad Hospital Galdakao, Bizkaia, España

INTRODUCCIÓN La imagen potenciada en difusión (DWI) es actualmente una secuencia estándar en un gran número de protocolos clínicos del sistema nervioso central (SNC). Es cada vez más utilizada en el diagnóstico de patología de diversos tipos, más allá de la isquemia cerebral, en enfermedad neoplásica, inflamatoria e infecciosa. Sus aplicaciones han aumentado de forma paralela a su desarrollo técnico. En este capítulo revisamos las principales aplicaciones de la DWI en el estudio de la patología del SNC.

ICTUS ISQUÉMICO Actualmente la DWI es considerada el método más fiable para la detección precoz de la isquimia cerebral. Se han descrito tres mecanismos principales para explicar la restricción en

difusión: variaciones en el volumen del espacio intra y extracelular, incremento en la tortuosidad del espacio extracelular y disminución de la movilidad en el compartimento intracelular. El factor más importante para explicar la restricción a la difusión es el edema citotóxico. Por debajo de un umbral crítico de perfusión de 10-20 ml/100g/min se produce una alteración del metabolismo energético que lleva a un fallo de la bomba Na+/K+ -ATPasa y otras bombas iónicas.1 Esto conduciría a una alteración de los gradientes iónicos con acúmulo de iones en el espacio intracelular; a ello seguiría un movimiento por ósmosis del agua extracelular al compartimento intracelular donde su desplazamiento está más limitado. La tumefacción celular produce una disminución del espacio extracelular y una disminución de la difusión molecular y del coeficiente de difusión aparente (ADC). En esta fase de edema citotóxico el agua tisular total no está aumentada. Posteriormente se liberan factores de mediación de la inflamación desde el tejido

Fase

Hiperagudo (0-6 horas)

Agudo (2-24 horas)

Subagudo precoz (1-7 días)

Subagudo tardío

Crónico

Fisiopatología

Edema citotóxico

Edema citotóxico

Edema citotóxico con pequeña cantidad de edema vasogénico

Edema citotóxico y edema vasogénico

Edema vasogénico. A continuación gliosis y pérdida neuronal

DWI

Hiperintenso

Hiperintenso

Hiperintenso, hipointensidad giral de hemorragia petequial

Hiperintenso (debido al componente T2)

Iso a Hipointenso

ADC

Hipointenso

Hipointenso

Hipointenso

Isointenso

Hiperintenso

T2

Isointenso

Hiperintenso

Hiperintenso, hipointensidad giral de hemorragia petequial

Hiperintenso

Hiperintenso

Tabla 1: Evolución de la isquemia cerebral en Difusión.

*Autor para correspondencia: Iñigo Vicente Olabarria E-mail: [email protected].

22

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

isquémico, con lesión de la barrera y extravasación de agua lo que conduce a un edema vasogénico con expansión del espacio intersticial e incremento del agua tisular total. Consecuentemente el ADC va incrementándose progresivamente para volver a la línea de base. Finalmente en la isquemia crónica se produce gliosis, cavitación progresiva y un incremento de la difusión (Tabla 1).

Interpretación de la difusión En los ictus agudos deberían tenerse en cuenta tanto las imágenes potenciadas en DWI como el mapa ADC y las imágenes potenciadas en T2, ya que tanto áreas con aumento como con disminución de la difusión pueden aparecer hiperintensas en DWI. Una lesión isquémica aguda, con restricción en difusión, aparece hipointensa en ADC e hiperintensa en DWI, esto último debido tanto a efecto T2 como a la propia restricción, factores ambos que incrementan la señal en DWI. Una lesión hiperintensa en ADC y en DWI presenta “efecto T2” (T2-shine through) y puede verse tanto en infartos subagudos tardíos como crónicos, aunque en estos últimos lo habitual es que en el mapa ADC sea hiperintensa y en DWI iso o hipointensa al parénquima sano.

Sensibilidad La DWI tiene una alta sensibilidad (88-100%) y especificidad (86-100%) en la detección del infarto hiperagudo y agudo.2 La mayoría de los falsos negativos en DWI son debidos a infartos puntiformes en troncoencéfalo, tálamos o ganglios basales. Los falsos positivos ocurren en pacientes con infartos subagudos o crónicos con “efecto T2”, es decir lesiones hiperintensas en DWI como resultado de un aumento de la señal T2. La interpretación conjunta de la DWI con el mapa ADC permite evitar este “error diagnóstico”. Otros procesos patológicos restringen la difusión: abscesos, tumores, lesiones desmielinizantes, hemorragia, encefalitis herpética y lesión axonal difusa. Puesto que estas lesiones se analizan en combinación con imágenes morfológicas, T2 y/o T1 tras Gadolinio habitualmente se diferencian fácilmente de la isquemia cerebral.

Evolución temporal de DWI/ADC en el infarto En las fases iniciales se produce un descenso de la difusión que, según diferentes autores, puede aparecer a los 11-30 minutos de instaurarse la isquemia. 3 La difusión es superior a las imágenes convencionales de RM y TC para la detección del infarto en las primeras 6 horas porque generalmente no existe un incremento suficiente de agua tisular total para la detección de hipoatenuación en TC o hiperintensidad de señal en T2 y FLAIR. Aunque los infartos suelen ser identificados tanto en TC como en RM después de las 6 horas, la DWI también tiene valor pasado este tiempo dado que muestra una mayor sensibilidad para la detección de pequeños infartos que pueden pasar desapercibidos en FLAIR o T2. Diferencia pequeñas lesiones isquémicas de sustancia blanca de otras hiperintensidades inespecíficas en T2 y FLAIR que generalmente tienen difusión elevada. Los valores de ADC se recuperan hasta la línea de base o la superan, en un tiempo aproximado de 7-14 días. Múltiples factores pueden alterar la evolución de la DWI y ADC durante la isquemia, incluyendo el tipo de infarto (el descenso del ADC ocurre antes en los infartos no lacunares que en los infartos lacunares), el estado del paciente y la reperfusión precoz tras tratamiento fibrinolítico. En ausencia de fibrinolisis la reversibilidad a tejido viable de las lesiones agudas con restricción en DWI es muy rara. En una revisión de miles de pacientes con lesiones hiperintensas agudas en difusión, solo 21 demostraron reversibilidad.4 Se han descrito porcentajes más altos de reversibilidad tras tratamiento fibrinolítico intraarterial o intravenoso (IV).5 Sin embargo, tras la recuperación inicial suelen producirse, en controles a una semana, recaídas en algunos de los casos, lo que se denomina lesión secundaria tardía. Uno de los factores que puede sobreestimar la reversibilidad es la pérdida de volumen y la retracción tisular lo que conduce a una infravaloración del volumen final del infarto. Aunque los valores de ADC son insuficientes para determinar la viabilidad (influyen otros factores como la duración y la severidad de la isquemia o el estatus de perfusión del tejido), las lesiones con mayor ADC tiene mayor probabilidad de reversibilidad.6

Figura1: Varón 75 años con mismatch DWI-PWI por oclusión de la carótida terminal (TICA). (a) Mapa paramétrico de ADC con restricción a la difusión en territorio de perforantes y rama cortical de la ACM izquierda (rojo). (b) Superposición sobre secuencia Flair de imágenes de PWI con TMax. de 4 (rojo) y 6 (amarillo) segundos. (c) Área de mismatch DWI/PWI (amarillo). (d) 3D TOF con oclusión distal de la carótida interna intracraneal.

eValuación del snc Mediante técnica de difusión con Resonancia Magnética

Penumbra isquémica En estudios seriados la mayoría de los infartos territoriales incrementan el volumen del infarto en DWI hasta alcanzar el máximo a las 48-72 horas (con un crecimiento medio de un 20%).7 Esto ha dado lugar al concepto de penumbra que corresponde al área de tejido hipoperfundido (mismatch) que, si no es tratado, puede evolucionar a infarto y que rodea al núcleo (core) del infarto (Fig. 1). En este contexto clínico las imágenes en DWI pueden interpretarse en combinación con la perfusión (PWI) para intentar definir la penumbra isquémica y oligohemia. El core isquémico vendría representado por el área de alteración de la difusión y de la perfusión; el área de penumbra y oligohemia tendría difusión normal y perfusión patológica considerando que existe mismatch si la diferencia de volumen es superior a un 20%. También se ha utilizado la difusión en conjunción con la clínica, con la Angiografía por Resonancia Magnética (ARM) o con ambas. Pacientes con un volumen lesional menor de 25 ml con NIHSS ≥ 8 y DWIASPECTS (Alberta Stroke Program Early Computed Tomography Score) ≥ 8 tenían muy buena correlación con el mismatch clásico DWI/PWI.8 En los infartos de pequeño vaso habitualmente la perfusión inicial y la lesión en difusión muestran un volumen similar y la lesión en difusión aumenta levemente en el tiempo. Si hay reperfusión precoz la lesión en difusión puede ser mayor que la lesión en perfusión.

Transformación hemorrágica (TH)

23

B) Síndromes con déficits clínicos reversibles que pueden tener disminución de la difusión. AIT: El 21-48% de los pacientes con AIT tienen lesiones hiperintensas en DWI concordantes con pequeños infartos, habitualmente menores de 15 mm. La información obtenida mediante DWI puede cambiar la localización sospechada de la lesión isquémica así como el mecanismo etiológico en más de un tercio de los pacientes.11 Amnesia global transitoria (AGT): Se caracteriza por un fallo de memoria de inicio rápido con amnesia anterógrada y retrógrada, sin otros déficits neurológicos y que típicamente se resuelve en 3-4 horas. En ocasiones pueden verse lesiones puntiformes con restricción en difusión en los hipocampos, giros parahipocámpicos y esplenio del cuerpo calloso.12 C) Síndromes de edema vasogénico Síndrome de encefalopatía posterior reversible (PRES): Es un síndrome que se asocia a varias entidades clínicas entre las que se incluyen hipertensión arterial (HTA), preclampsia-eclampsia, tratamiento inmunosupresor o quimioterápico y trastornos hematológicos como el Síndrome hemolítico urémico, púrpura trombócitopénica trombótica (PTT), porfiria aguda intermitente (PAI) y criogloblulinema. En el PRES los hallazgos en RM suelen ser reversibles aunque en ocasiones pequeñas áreas de restricción de la difusión pueden progresar a infarto, incluyendo tejido que inicialmente muestra una difusión normal o elevada.13

Puesto que se cree que los valores de ADC marcan la severidad de la isquemia, varios estudios han evaluado los mismos para predecir la TH. Las lesiones con mayor volumen (> 100 ml) y los infartos con valores menores de ADC (< 300 x 10 -6 mm2 /s) tendrían más riesgo de TH sintomática. Estudios más recientes han sugerido que la perfusión en RM es más importante en la predicción de la transformación hemorrágica con un valor predictivo superior al del ADC.9

Síndrome de hiperperfusión tras endarterectomía carotídea: Las imágenes T2 muestran hiperintensidad cortical y subcortical que puede imitar un infarto. La DWI muestra incremento de difusión. Se cree que de forma similar al PRES el incremento de presión lesiona las herméticas uniones endoteliales conduciendo a una fuga capilar y desarrollo de edema vasogénico.

DWI y etiología del infarto

En el infarto venoso el desencadenante es el aumento de la presión venosa y la disrupción de las uniones endoteliales en los capilares, con incremento del volumen del agua extracelular y la consecuente aparición de edema vasogénico. En este punto las lesiones serían reversibles. A continuación se produce un fallo de la bomba Na+/K+ -ATPasa, condicionando un incremento del agua intracelular con aparición de edema citotóxico dando lugar a una restricción a la difusión. En contraste con el infarto arterial las lesiones brillantes en DWI podrían ser reversibles de forma completa si se tratan adecuadamente.14

La DWI tiene mayor sensibilidad que las secuencias convencionales para definir bilateralidad o afectación de múltiples territorios. Se ha propuesto la DWI como un método para el análisis de los diferentes subtipos de infarto según la clasificación TOAST (Trial of Org 10172 in acute stroke treatment). Aunque los resultados varían en las diferentes series la DWI parece ser un método útil para definir su etiología.10

Imitadores del Ictus

Infarto venoso

A) Lesiones no isquémicas sin alteraciones en difusión Incluyen el vértigo periférico, migraña, crisis, demencia, angiopatía amiloide y alteraciones funcionales y metabólicas. Los déficits clínicos asociados con estos síndromes habitualmente son reversibles. Si la imagen inicial es normal y el déficit clínico persiste se debe repetir la DWI. Pacientes con infartos lacunares de troncoencéfalo o de núcleos grises profundos representan falsos negativos en difusión.

ICTUS HEMORRÁGICO En la hemorragia pueden definirse cinco fases o estados (Tabla 2; Fig. 2). El aspecto variable de la hemorragia intracerebral en RM se atribuye al estado de oxigenación de la hemoglobina, estado químico del hierro (férrico o ferroso) y a la integridad de los hematíes. A diferencia del ictus isqué-

24

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Fase

Tiempo

Hb Localización

T1

T2

DWI

ADC

T2*

Hiperaguda

< 24 h

OxiHb, intracelular

Iso o Hipo

Hiper

Hiper

Hipo

Variable

Aguda

1–3d

DeoxiHb, intracelular

Iso o Hipo

Hipo

Hipo

Hipo

Hipo

Subaguda precoz

>3d

MetaHb, intracelular

Hiper

Hipo

Hipo

Hipo

Hipo o Iso

Subaguda tardía

>7d

MetaHb, extracelular

Hiper

Hiper

Hiper

Hipo

Hiper

> 14 d

Ferritina y hemosiderina, extracelular

Iso o Hipo

No colapsado: • Periferia: Hipo • Centro: Hiper Colapsado: Hipo

Hipo

No colapsado: • Periferia: Hipo • Centro: Hiper Colapsado: Hipo

No colapsado: • Periferia: Hipo • Centro: Hiper Colapsado: Hipo

Crónica

Tabla 2: Hallazgos en DWI en las diferentes fases evolutivos de la hemorragia intracraneal.

mico hiperagudo en el hematoma hiperagudo el “efecto T2” (shine-through) parece ser un importante componente de la intensidad de señal en DWI. Su corolario, el “T2 blackout effect”, contribuiría en la fase de hiposeñal T2 a la hiposeñal en DWI.15 Los valores de ADC de los hematomas que son hipointensos en T2 no pueden ser calculados de forma precisa debido a este efecto.16 Hemorragia hiperaguda: los hematíes recién extravasados contienen hemoglobina oxigenada. En T2 y sobre todo en T2* la hemorragia hiperaguda puede tener un fino e irregular anillo de hiposeñal que se atribuye a la rápida desoxigenación de la interfase sangre-tejido cerebral. La lesión restringe la difusión. No está claro a que es debida la hiposeñal en ADC. Hemorragia aguda: se caracteriza por la formación de deoxiHb, proceso que ocurre primero en la periferia. La lesión es hipointensa en T2 y sobre todo en T2*. El coágulo se retrae, aumenta el hematocrito y se rodea de edema (puede aparecer como anillo de hiperseñal perilesional en T2). La hiposeñal en T2 y DWI se atribuiría a la inhomogeneidad del campo magnético causada por la deoxiHb intracelular paramagnética. Hemorragia subaguda precoz: se inicia la respuesta inflamatoria. Falla el metabolismo de los hematíes y se forma metaHb; disminuye la relajación T1 que conduce a una hiperseñal. La hiposeñal en T2 y DWI se atribuiría a la metaHb intracelular paramagnética.

del LCR. Además las paredes de la cavidad pueden colapsarse conduciendo a una hendidura. La periferia del hematoma es hipointensa en DWI y en ADC por acúmulo de ferritina y hemosiderina en los macrófagos mientras que la región central varía en DWI de isointensa a hipointensa en función del mayor o menor contenido líquido del mismo. Hemorragia extraxial: al igual que en la hemorragia parenquimatosa se pueden diferenciar las 5 fases evolutivas en difusión, aunque la vascularización de la duramadre en el caso de los hematomas subdural y epidural y los altos niveles de oxigeno en el LCR en el caso de las hemorragias subaracnoidea e intraventrivular hace que la evolución entre fases pueda ser más lenta.

INFECCIÓN DEL SNC Cerebritis y Absceso En la evolución de la infección por gérmenes piógenos en el SNC se describen cuatro fases: cerebritis precoz, cerebritis tardía, absceso en fase de encapsulación y absceso en fase de encapsulación tardía. Existe cierta discrepancia entre las diferentes fuentes en los intervalos de tiempo se acepta que oscilan de forma aproximada entre 1 a 3 días, 4 a 9 días, 10 a 14 días y más de 14 días respectivamente.

Hemorragia subaguda tardía: se produce una pérdida de la integridad celular y las células se lisan. Con la lisis de los hematíes la metaHb difunde libremente en la cavidad del hematoma y el contenido intracelular se distribuye en el espacio extracelular posiblemente causando alta viscosidad y consecuente aumento de DWI;

La cerebritis precoz se caracteriza por un área mal delimitada con necrosis, edema, congestión vascular, microhemorragia petequial e infiltrado inflamatorio perivascular. En T1 se muestra como un área mal definida iso o hipointensa, con leve efecto de masa y realce sutil o ausente tras la administración de contraste (Figs. 3). Puede presentar restricción a la DWI posiblemente debido a la hipercelularidad, isquemia o edema citotóxico.17

Hemorragia crónica: la hiperintesidad en T1 y T2 disminuye a medida que la concentración de metaHb disminuye. El centro del hematoma puede evolucionar hacia una cavidad llena de líquido con unas características de señal similar a las

En la cerebritis tardía hay una licuefacción central con pared periférica de grosor variable y mal delimitada que capta contraste sin las características de señal y morfología típicas de la cápsula del absceso.

eValuación del snc Mediante técnica de difusión con Resonancia Magnética

Figura 2: Los 5 estadios de metabolización de la hemoglobina con difusión. De izquierda a derecha cada columna T1, b 1000, ADC y T2. Hematoma en fase hiperaguda (a), aguda (b), subaguda precoz (c), subaguda tardía (d) y crónica (e).

25

26

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

En la fase de absceso precoz aparece una cápsula de grosor homogéneo rodeando un área con restricción de la difusión. En algunos casos la restricción puede ser exclusivamente parietal debiéndose establecer el diagnóstico diferencial con abscesos no piógenos o tumores necróticos. En la fase de absceso tardío el grosor de la cápsula se hace más uniforme, con restricción de la difusión mas homogénea debido a la alta viscosidad y a la celularidad del pus.19 Pequeños abscesos piógenos pueden tener valores de ADC normales. El valor de ADC varía en función del tiempo de evolución, del tratamiento (antibiótico o drenaje) y del estado inmune del paciente. Con tratamiento antibiótico adecuado el valor de ADC va aumentando; la persistencia de un ADC bajo o la recurrencia a bajos valores de ADC en un absceso tratado se ha relacionado en diferentes series con la reactivación de la infección o el fallo de la antibioterapia.18 La DWI es útil para diferenciar entre abscesos y neoplasias quísticas o necróticas (Fig. 3). Los ratios de ADC con el parénquima normal son mayores en las neoplasias que en los abscesos pero pueden no diferenciar aquellas de los abscesos no piógenos.19

Tuberculosis cerebral Los tuberculomas no caseificados y los caseificados con licuefacción central suelen ser hiperintensos en T2 con restricción a la difusión. Los tuberculomas caseificados y sin licuefacción interna no suelen restringir y tienen una señal T2 más baja, iso o hipointensos a la sustancia blanca. La DWI puede ser útil en la diferenciación entre este último tipo de tuberculomas del linfoma en el paciente VIH. 20

Infección fúngica: La Criptococosis puede producir meningitis, pseudoquistes y criptococomas. Los pseudoquistes tienen una señal T2, DWI y valores de ADC similares al LCR. Los criptococomas son raros, generalmente tienen un tiempo de relajación alto en T1 y T2 y no restringen la difusión, hallazgo este que puede diferenciarlos de los abscesos piógenos. 21 Los abscesos cerebrales por Aspergillus puede mostrar hiposeñal en T1 con pequeños focos hemorrágicos o por depósito de sustancias paramagnéticas (hierro o manganeso), más evidentes en eco de gradiente. Su comportamiento en difusión es variable pudiendo verse restricción en la pared con un core con difusión facilitada; el infarto y hemorragia asociados a la invasión vascular y la formación de aneurismas restringen la difusión. 22

Figura 3: Absceso cerebral único en paciente en tratamiento corticoideo crónico por sarcoidosis. Utilidad del b 3000: la restricción central es más evidente a medida que aumenta el factor b de difusión (a-d: respectivamente b 1000. b 3000, ADC, T1+Gd). Buena respuesta al tratamiento antibiótico con difusión facilitada en el control posterior (e,f: b 3000 y ADC).

eValuación del snc Mediante técnica de difusión con Resonancia Magnética

Parásitos Toxoplasmosis El comportamiento en difusión es muy variable. Se han intentado usar los ratios de ADC con la sustancia blanca contralateral sana para diferenciar toxoplasmosis de linfoma en el paciente VIH. Los resultados obtenidos no son concluyentes debido principalmente a la variabilidad del comportamiento en difusión de la toxoplasmosis.23

Infección extraaxial Meningitis y empiemas La DWI muestra con mayor claridad que las secuencias convencionales las complicaciones extraaxiales. 24 Ocasionalmente pueden verse restricciones de la difusión en el espacio subaracnoideo. Estas áreas de restricción a la difusión suelen localizarse con más frecuencia en los lóbulos frontales por la mayor superficie de espacio subaracnoideo. En algunas series se ha relacionado el hallazgo con un peor pronóstico del proceso. Se ha descrito un comportamiento en DWI diferente entre los empiemas subdurales y epidurales. Estos últimos pueden mostrar un patrón mixto o de señal baja en DWI debido a un curso clínico más largo con presencia de pus crónico con propiedades diferentes en DWI (más debris y menos celularidad viable) y a las diferentes condiciones físicas que rodean los empiemas epidurales (más alejados del espacio subaracnoideo, con mayor retraso en la esterilización y diferencias en la presión, entre otros factores) que pueden justificar diferencias en la actividad de los polimorfonucleares o en el contenido de los mismos.24 La DWI es la secuencia más sensible para la detección del empiema intraventricular.

27

de la respuesta al tratamiento en el paciente VIH con terapia HAART, con menor hiposeñal central en DWI y una resolución de la restricción periférica de la difusión a los seis meses. Su utilidad es menor en el seguimiento de pacientes con esclerosis múltiple en tratamiento con Natalizumab dado que la LMP en estos casos puede cursar sin restricción a la difusión. 27

Prionopatías En la forma esporádica de C-J, los hallazgos en RM pueden preceder a la clínica, sobre todo con el uso de la DWI.28 Existe hiperseñal cortical, frecuentemente asimétrica en fases iniciales, y en ganglios de la base, especialmente en el cuerpo estriado, con gradiente anterior a posterior.29 Pueden existir alteraciones de la señal del tálamo y sustancia gris periacueductal. En fases iniciales la restricción a la difusión sería debida a la presencia de priones y de vacuolas intracitoplásmicas. Conforme la enfermedad progresa la DWI se puede normalizar por la muerte neuronal con la consecuente disminución del número de vacuolas y aparición de gliosis. Aunque la DWI no está incluida en los criterios del C-J esporádico de la OMS el consorcio europeo de RM y CJ ha sugerido su inclusión. En algunas series la DWI se ha mostrado más sensible que el EEG y que el estudio de la proteína 14-3-3 y enolasa específica de neurona en el LCR para el diagnóstico en las fases iniciales de la enfermedad. En la variante de C-J el patrón de afectación es diferente. Se ha descrito una restricción a la difusión casi siempre simétrica del pulvinar talámico, mayor que en ganglios de la base (signo del pulvinar).30 Ocasionalmente se puede ver el signo del “hockey stick”, por afectación concomitante de los pulvinares y núcleos talámicos dorsomediales, atrofia cerebral y cerebelosa. Los criterios de la OMS para el diagnóstico de la variante sí incluyen este signo como criterio de probabilidad diagnóstica.

Virus En la encefalitis herpética existe restricción de la difusión por edema citotóxico del córtex afectado, habitualmente temporal mesial, insular y cingular anterior, que evoluciona hacia la necrosis. En la fase aguda se produce hiperseñal cortical giriforme en la DWI que puede preceder a las lesiones visibles en T2 y FLAIR. En la fase aguda tardía y subaguda precoz (de 3 a 7 días) disminuye el infiltrado perivascular y aparece el edema vasogénico en la sustancia blanca. En la fase subaguda tardía y crónica (a partir de la segunda semana) aparece la necrosis y la desmielinización condicionando pérdida de volumen con alta señal T2 y mayores valores de ADC. 25 La DWI es el método de elección para la monitorización de la respuesta y puede ser útil en la diferenciación de la encefalitis de los tumores infiltrativos gliales de bajo grado del lóbulo temporal.26 En la leucoencefalopatía multifocal progresiva (LMP), las lesiones agudas o la periferia de las lesiones grandes muestran bajo ADC e hiperseñal en DWI, por el importante aumento de los macrófagos y las inclusiones intracitoplásmicas en los oligondendrocitos. Las lesiones crónicas y el área central de las lesiones de mayor tamaño tienen una difusión facilitada por el aumento del espacio extracelular con escasos oligodendrocitos y macrófagos y desmielinización. Se ha demostrado la utilidad de la difusión en la monitorización

TUMORES Tumores extraaxiales La mayor utilidad práctica de la difusión reside en la diferenciación entre quiste aracnoideo y quiste epidermoide. El contenido interno con debris/queratina del quiste epidermoide condiciona restricción de la difusión, a diferencia del aracnoideo que no restringe. Además del quiste epidermoide los quistes dermoides se han descrito con restricción a la difusión si bien presentan componente graso evidente en las secuencias convencionales. Se ha descrito también su utilidad en la diferenciación entre meningiomas típicos (grado I) de los atípicos (grado II) y anaplásicos (grado III) aunque existen discrepancias entre estudios. 31

Tumores intraaxiales Se ha descrito la utilidad de la difusión en la diferenciación de tumores de alto y bajo grado. La restricción de la difusión en el componente sólido de los tumores de alto grado es debida a una disminución del espacio extracelular y a un mayor ratio núcleo/citoplasma en las células tumorales. Sin embargo existe solapamiento en los valores de ADC entre tumores de alto y bajo grado por lo que la diferenciación entre ambos no

28

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

se puede establecer únicamente en base a la difusión; la combinación de bajos valores de ADC y altos de volumen cerebral relativo rCBV contribuiría a una mejor clasificación. 32

mangioblastoma. 34 Una elevación rápida de los valores de ADC durante el tratamiento quimio o radioterápico indica una buena respuesta al tratamiento. 35

En el caso del linfoma del SNC los valores de ADC y los ratios con la sustancia blanca contralateral se han descrito útiles para la diferenciación con los glioblastomas siendo ambos menores en el linfoma debido a su elevada celularidad. 33 Por este motivo la difusión es útil en los meduloblastomas. La difusión se ha utilizado para la diferenciación de los distintos tumores infratentoriales de la edad pediátrica o en adultos jóvenes, aunque los resultados no son concluyentes debido al solapamiento histológico entre los diferentes subtipos y por la heterogeneidad de las lesiones. De todos los tumores infratentoriales el único que presenta difusión facilitada, similar al LCR en el componente sólido, es el he-

Se ha intentado utilizar la difusión en el diagnóstico diferencial entre los tumores primarios y secundarios del SNC en base a valores ADC obtenidos en el parénquima peritumoral. En el parénquima perilesional de las metástasis suele existir edema vasogénico mientras que en los tumores primarios, especialmente en los de alto grado, suele existir una combinación de edema vasogénico e infiltración tumoral. Sin embargo se considera que un valor aislado de ADC puede no diferenciar el edema peritumoral asociado a infiltración del edema aislado. Aunque la necrosis tumoral no suele restringir la difusión en ocasiones las metástasis pueden tener un aspecto similar a los abscesos (Fig. 4).

Figura 4: Metástasis cerebral en paciente alcohólico y fumador que ingresa con crisis convulsiva aislada y sin fiebre. En analítica sanguínea 13.200 leucocitos sin desviación izquierda. Lesión bilobulada con edema en precuneo derecho con restricción a la difusión en el lóbulo profundo que planteó diagnóstico diferencial con absceso. La restricción se describió inicialmente en metástasis de tumores mucinosos pero también es visible en otros tipos histológicos. El glioblastoma multiforme y la radionecrosis pueden ocasionalmente presentar este comportamiento.

eValuación del snc Mediante técnica de difusión con Resonancia Magnética

29

ESCLEROSIS MÚLTIPLE (EM)

normalizarse en fases posteriores en las que aparece captación de contraste.

Las lesiones desmielinizantes agudas pueden presentar restricción a la difusión, principalmente en sus márgenes, así como en las lesiones de tipo pseudotumoral.

Se ha intentado diferenciar las placas agudas de las crónicas usando los valores de ADC y de fracción de anisotropía, con resultados dispares. Los valores de difusión son más altos en las lesiones hipointensas en T1 comparados con las lesiones captantes o isointensas en T1. Estas lesiones hipointensas en T1 pueden ser debidas tanto a “agujeros negros” como a lesiones agudas con aumento del espacio extracelular debido al edema e inflamación.

Este patrón no es específico aunque si sugestivo de proceso desmielinizante. Este hallazgo puede ser útil para diferenciarlo de otros procesos expansivos como los gliomas en los que la restricción suele ser homogénea en el componente sólido debido a la alta celularidad. Se ha descrito que ocasionalmente, lesiones en fases hiperagudas (2-7 días) pueden mostrar restricción de la difusión precediendo a la captación de gadolinio. Esta restricción tiende a

Por este motivo la predicción de la actividad de la enfermedad en base a los valores de difusión y a la medida de ADC no es fiable. 36

Figura 5: Paciente con sepsis severa de origen urológico que presenta estatus convulsivo y coma. Hiperseñal en Flair y restricción de la difusión en cíngulo, ínsulas e hipocampos (a, b flair coronal; c, d DWI con b-1000). Mejoría clínica y radiológica en DWI a los 17 días (e) y al mes (f). Otras lesiones que pueden mostrar restricción reversible de la difusión cortical son la migrañaepilepsia, la enfermedad mitocondrial y la amnesia global transitoria.

30

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 6: Restricción de la difusión en el esplenio del cuerpo calloso en paciente con encefalitis secundaria a rotavirus (a-d) con resolución a integrum en el control posterior (e-f).

EPILEPSIA La activación del foco epileptógeno en un paciente con estatus epiléptico incrementa las necesidades de consumo de O2 y de glucosa. Cuando el flujo cerebral local no es suficiente para prevenir la hipoxia, la glicolisis anaerobia con producción de ácido láctico, reducción del ATP y fallo de las bombas de Na+/K+ induce un edema citotóxico y reduce el espacio extracelular. Posteriormente la lesión de la BHE, con alteración de permeabilidad y la muerte celular favorecen el edema vasogénico, de manera que dependiendo del tiempo de evolución del estatus, el edema puede ser citotóxico o vasogénico y la difusión puede estar restringida, facilitada o ser una mezcla de ambas.37 Aunque la restricción a la difusión es mucho más frecuente tras crisis convulsivas generalizadas o focales también se describe en el estatus no convulsivo y tras crisis aisladas. Dura 1-3 días y suele resolverse de forma completa al noveno día. En el período inter o postcrítico el ADC vuelve a valores normales o puede estar facilitado por el aumento del espacio extracelular tras la degeneración y muerte neuronal y glial (Fig. 5). El diagnóstico diferencial en la restricción a la difusión hipocampal incluye la isquemia aguda por compromiso de la arteria cerebral posterior, la amnesia global transitoria y la encefalitis

límbica. Cuando coexiste con restricción cortical hay que pensar también en encefalopatía anóxica o hipoglucemia.38

ALTERACIONES METABÓLICAS En la encefalopatía de Wernicke (EH) se produce restricción leve a la difusión en fase aguda característicamente localizada en los núcleos paramediales del tálamo y en la sustancia gris periacueductal. 39 La afectación de los ganglios de la base se describe en edad infantil. Algunos artículos incluyen las cifras de ADC de estos pacientes, superiores a 550 x 10 -6 mm2 /s, en el rango del ADC de la penumbra isquémica, por lo que son lesiones potencialmente reversibles si se instaura tratamiento adecuado. En la enfermedad de Marchiava Bignami (MBD) se produce una disminución del ADC en fase aguda y en ocasiones captación de contraste. En la forma crónica pueden aparecer focos de necrosis y la difusión está facilitada. La alteración de la señal puede extenderse a la sustancia blanca hemisférica e incluso al córtex.40 El síndrome de Desmielinización Osmótica (SDO), previamente conocido como mielinolisis central pontina o mieli-

eValuación del snc Mediante técnica de difusión con Resonancia Magnética

nolisis extrapontina, se caracteriza por una desmielinización que afecta predominantemente a la protuberancia tras una corrección rápida de la hipoanatremia. Se postula que en pacientes alcohólicos esta entidad podría ser debida al propio alcohol, al inducir una lesión de la barrera hematomencefálica que causa un daño osmótico de la mielina de las fibras transversas y largas del troncoencéfalo. Cursa con un síndrome pseudobulbar, con disartria, disfagia y tetraparesia o tetraplejia y se pueden observar localizaciones extrapontinas hasta en el 50% de los casos. La difusión puede mostrar restricción en la región central del puente en las primeras 24 horas. El diagnóstico diferencial incluye el infarto de tronco, aunque en los casos de mielinolisis no hay una distribución vascular, enfermedad desmielinizante y algunos síndromes metabólicos como la enfermedad de Leigh o de Wilson. La restricción reversible de la difusión del cuerpo calloso, también conocida como RESLES (Reversible Splenial Lesion Syndrome)41 o MERS (mild encephalitis with reversible splenial lesion) es un cuadro clínicoradiológico que se caracteriza por una encefalitis o encefalopatía inespecífica, con síndrome confusional, cefalea, náusea, vómitos y ocasionalmente crisis. La enfermedad se divide en dos tipos, el MERS 1, la forma clásica de presentación radiológica en la que se describe una lesión focal, nodular u ovoidea con restricción a la difusión localizada en el centro del esplenio del cuerpo calloso (Fig. 6) y el MERS 2, clínicamente más severo, con una mayor afectación en cuerpo calloso, que puede alcanzar la rodilla, y extensión extracallosa a centros semiovales. La evolución radiológica es buena aunque hay casos aislados en las que pueden quedar secuelas como atrofia e hiperseñal T2.42

TRAUMATISMO CRANEOENCEFÁLICO

31

diente y de susceptibilidad magnética son más sensibles que la difusión si las lesiones son hemorrágicas. Lesiones tipo 2, con restricción de difusión, o tipo 3, hemorrágicas, o un mayor número de lesiones en difusión implican un peor pronóstico clínico. 44

B-3000 Conforme el valor b aumenta también lo hace la sensibilidad de la difusión para la detección de lesiones, aunque la señal cae progresivamente, favorecida por el incremento del ruido y del TE necesario para aplicar los gradientes. Esto puede compensarse con un aumento en el número de adquisiciones, a expensas de mayores artefactos por movimiento. El incremento del factor b aumenta la sensibilidad en la detección de los infartos corticales, produce una disminución del “efecto T2”, ayuda a diferenciar mejor los abscesos de otro tipo de lesiones con realce anular (Fig. 3), facilita la monitorización de la respuesta al tratamiento45 y ayuda a discriminar gliomas de alto y bajo grado en 3T.46

CONCLUSIÓN La DWI permite detectar anomalías en la SB con mayor sensibilidad que la TC o la RM convencional y está considerada el patrón oro en la patología isquémica. Además es un complemento muy útil en el estudio de un amplio abanico de patología tumoral, infecciosa o metabólica. La introducción de mejoras técnicas para evitar artefactos como la reconstrucción en paralelo, el uso de campos magnéticos de alto campo que permiten obtener una mayor señal o la introducción de modificaciones en los algoritmos de reconstrucción del espacio k posibilitan obtener imágenes con mayor calidad diagnóstica que en el futuro ampliarán el número de potenciales aplicaciones.

El edema cerebral postraumático tiene características mixtas que reflejan su fisiopatología. Hay una cascada de eventos moleculares causado directamente por el traumatismo por lesión axonal y liberación de glutamato al espacio extracelular, con efecto excitotóxico, que facilita la entrada neuronal de Ca++ y Na+. Culminan en una pérdida de los gradientes iónicos con flujo de agua al compartimento intracelular y una lesión de la BHE que resulta en aumento del agua extracelular, con una combinación de edema citotóxico (que en la fase inicial puede ser visible en horas y está relacionado con la lesión axonal) y edema vasogénico. El ADC disminuye en los primeros días para pseudonormalizarse a partir del décimo, con un rango temporal similar a la isquemia, con la que suele coexistir.43

BIBLIOGRAFÍA

La lesión axonal difusa en DWI se clasifica en tres grupos. Las lesiones de tipo 1 son hiperintensas en difusión y en el mapa ADC y representan edema vasogénico; las lesiones tipo 2 son hiperintensas en difusión e hipointensas en ADC y reflejan edema citotóxico; las lesiones de tipo 3, hemorrágicas, tienen su centro hipointenso en difusión y en ADC (blackout) rodeadas de un halo de edema vasogénico. La secuencia de difusión es más sensible que las secuencias convencionales T2 y FLAIR en la fase aguda, aunque como contrapartida las secuencias de eco de gra-

1.

Maas, Luis C.; Mukherjee, Pratik. Diffusion MRI: overview and clinical applications in neuroradiology. Applied Radiology. 2005;34:44-60.

2.

Mullins ME, Schaefer PW, Sorensen AG, Halpern EF, Ay H, He J et al. CT and conventional and diffusionweighted MR imaging in acute stroke: study in 691 patients at presentation to the emergency department. Radiology. 2002;224:353-60.

3.

Hjort N, Christensen S, Solling C, Ashkanian M, Wu O, Rohl L et al. Ischemic injury detected by difusión Imaging 11 min after stroke; Ann Neurol. 2005;58:462-65.

4.

Karonen JO, Liu Y, Vanninen RL, Ostergaard L, Kaarina Partanen PL, Vainio PA. Combined perfusion and diffusion-weighted MR imaging in acute ischemic stroke during de first week: a longitudinal study. Radiology. 2000;217:886-94.

5.

Schaefer PW, Hassankhani A, Putman C, Sorensen AG, Schwamm L, Koroshetz W. Characterization and evolution of diffusion MR imaging abnormalities in stroke patients undergoing intra-arterial thrombolysis. AJNR Am J Neuroradiol. 2004;25:951-57

32

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

6.

Gonen KA, Simsek MM. Diffusion weighted imaging and estimation of prognosis using apparent diffusion coefficient measurements in ischemic stroke. Eur J Radiol. 2010; 76:157-61.

7.

Baird AE, Benfield A, Schlaug G, Siewert B, Lövblad KO, Edelman RR et al. Enlargement of human cerebral ischemic volumes measured by diffusion-weighted magnetic resonance imaging. Ann Neurol. 1997;41:581-589.

8.

9.

Deguchi I, Takeda H, Furuya D, Hattori K, Dembo T, Nagoya H, et al. Significance of Clinical-Diffusion Mismatch in Hyperacute Cerebral Infarction. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases. 2011;20:62-67. Campbell BC, Christensen S, Butcher KS, Gordon I, Parsons MW, Desmond PM et al. Regional very low cerebral blood volume predicts hemorrhagic transformation better than diffusion weighted imaging volume and thresholded apparent diffusion coefficient in acute ischemic stroke. Stroke. 2010;41:82-88.

10. Wessels T, Wessels C, Ellsiepen A, Reuter I, Trittmacher S, Stolz E. Contribution of Diffusion-weighted Imaging in Determination of Stroke Etiology. AJNR Am J Neuroradiol. 2006;27:35-39. 11. Kidwell CS, Alger JR, Di Salle F, Starkman S, Villablanca P, Bentson J et al. Diffusion MRI in patients with transient ischemic attack. Stroke 1999; 30:1174-80. 12. Matsui M, Imamura T, Sakamoto S, Ishii K, Kazui H, Mori E. Transient global amnesia: increased signal intensity in the right hippocampus on diffusion weighted magnetic resonance imaging. Neuroradiology. 2002:44:235-38. 13. Ay H, Buonanno FS, Schaefer PW, Le DA, Wang B, Gonzalez RG et al.Posterior leukoencephalopathy without severe hypertension utility of diffusion weighted MRI. Neurology. 1998;51:1369-76. 14. Peeters E, Stadnik T, Bissay F, Schmedding E, Osteaux M. Diffusion-Weighted MR Imaging of an Acute Venous Stroke: Case Report. AJNR. Am J Neuroradiol. 2001;22:1949-52. 15. Silvera S, Oppenheim C, Touzé E, Ducreux D, Page P, Domigo V et al. Spontaneous intracerebral hematoma on Diffusion-weighted images: influence of T2 shinethrough and T2-blackout effects. AJNR Am J Neuroradiol. 2005;26:236-42. 16. Stadnik TW, Demaerel P, Luypaert RR, Chaskis C, Van Rompaey KL, Michotte A. Differential Diagnosis of Bright Lesions on Diffusion-weighted MR Images. Published online November 1,2002,10.1148/rg.e7. Radiographics 2003; 23:e7-e7. 17. Tung GA, Rogg JM. Diffusion weighted imaging of cerebritis. AJNR Am J Neuroradiol. 2003;24:1110-13.

ses from necrotic or cystic neoplasms using diffusion weighted magnetic resonance imaging. J N neurosurg. 2007;106:76-81. 20. Maia AC Jr, Guedes BV, Lucas A Jr, da Rocha AJ. Diffusion MR Imaging for Monitoring Treatment Response. Neuroimag Clin Am. 2011;21:153-78 21. Kamezawa T, Shimozuru T, Niiro M, Nagata S, Kuratsu J. MRI demonstration of intracerebral cryptoccocal granuloma. Neuroradiology. 2000;42:441-43. 22. Gabelmann A, Klein S, Kern W, Krüger S, Brambs HJ, Rieber-Brambs A. Relevant imaging findings of cerebral aspergillosis on MRI: a retrospective case-based study in inmunocompromised patient. Eur J Neurol. 2007;14:912-16. 23. Schroeder PC, Post MJ, Oschatz E, Stadler A, BruceGregorios J, Thurnher MM. Analysis of the utility of diffusion-weighted MRI and apparent diffusion coefficient values in distinguishing central nervous system toxoplasmosis from lymphoma. Neuroradioloy. 2006;48:715-720. 24. Tsuchiya K, Osawa A, Katase S, Fujikawa A, Hachiya J, Aoki S. Diffusion weighted MRI of subdural and epidural empiema. Neuroradiology. 2003;45:220-23. 25. Kıroglu Y, Karabulut N, Alkan. A The role of diffusionweighted echo planar MRI in central nervous system infections regarding etiopathogeneses. Diagn Interv Radiol. 2010;16: 257-62. 26. Bulakbasi N, Guvenc I, Onguru O, Erdogan E, Tayfun C, Ucoz T. The added value of the apparent diffusion coefficient calculation to magnetic resonance imaging in differentiation and grading of malignant brain tumors. J Comput Assist Tomogr. 2004;28:735-46. 27. Usiskin SI, Bainbridge A, Miller RF, Jäger HR. Progressive multifocal leukoencephalopathy: serial high-b value diffusion-weighted MR imaging and apparent diffusion coefficient measurements to asses response to highly active antiretroviral therapy. AJNR Am J Neuroradiol. 2007;28:285-86. 28. Kallenberg K, Schulz-Schaeffer WJ, Jastrow U, Poser S, Meissner B, Tschampa HJ et al. Creutzfeldt-Jakob disease: comparative analysis of MR Imaging sequences. AJNR Am J Neuroradiol. 2006;27:1459-62. 29. Bavis J, Reynolds P, Tegeler C, Clark P. Asymmetric neuroimaging in Creutzfeldt-Jakob disease: a ruse. Journal Neuroimaging. 2003;13:376-79. 30. Zeidler M, Sellar RJ, Collie DA, Knight R, Stewart G, Macleod MA et al. The pulvinar sign on magnetic resonance imaging in variant Creutzfeldt-Jakob disease. Lancet 2000;355:1412-18.

18. Fanning NF, Laffan EE, Shroff MM. Serial diffusionweighted MRI correlates with clinical course and treatment response in children with intracranial pus collections. Pediatr Radiol. 2006:36:26-37.

31. Sanverdi SE, Ozgen B, Oguz KK, Mut M, Dolgun A, Soylemezoglu F et al. Is diffusion-weighted imaging useful in grading in differentiating histopathological subtypes of meningiomas? European Journal of Radiology. 2012-Sep;81:2389-95.

19. Fertikh D, Krejza J, Cunqueiro A, Danish S, Alokaili R, Melhem ER. Discrimination of capsular brains absces-

32. Hilario A, Ramos A, Perez-Nuñez A, Salvador E, Millan JM, Lagares A et al. The added value of apparent diffu-

eValuación del snc Mediante técnica de difusión con Resonancia Magnética

sion coefficient to cerebral blood volumen in the preopative grading of diffuse gliomas. AJNR Am J Neuroradiol. 2012; 33:701-7. 33. Castillo M, Wong AM, Wei KC, Wong HF, Ng SH et al. Primary cerebral lymphoma and gliobastoma multiforme: differences in diffusion characteristics evaluated with diffusion tensor imaging. AJNR Am J Neuroradiol. 2008;29:471-75. 34. Quadery FA, Okamoto K. Diffusion-weighted MRI of haemangioblastomas and other cerebellar tumours. Neuroradiology. 2003;45:212-19. 35. Chenevert TL, Stegman LD, Taylor JM, Robertson PL, Greenberg HS, Rehemtulla A. Diffusion magnetic resonance imaging: an early subrogate marker of therapeutic efficacy in brain tumors. J Natl Cancer Institut 2000;92:2029-36. 36. Roychowdhury S, Maldjian JA, Grossman RI. Multiple sclerosis: comparision of trace apparent diffusion coefficients with MR enhancement pattern of lesions. AJNR Am J Neuroradiol. 2000;21:869-74. 37. Bonaventura C, Bonini F, Fattouch J, Mari F, Petrucci S, CarnI M, et al. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging inpatients with partial status epilepticus. Epilepsia, 2009;50(Suppl. 1):45–52. 38. Förster A, Griebe M, Gass A, R. Kern R, Hennerici MG, Szabo K. Diffusion-Weighted Imaging for the Differential Diagnosis of Disorders Affecting the Hippocampus. Cerebrovasc Dis 2012;33:104–15. 39. Zuccoli G, Siddiqui N, Cravo I, Bailey A, Gallucci M, Harper CG. Neuroimaging Findings in Alcohol-Related

33

Encephalopathies. American Journal of Radiology. 2010;195:1378-84. 40. Johkura K, Naito M, Naka T. Cortical involvement in Marchiafava-Bignami disease. AJNR Am J Neuroradiol 2005 26: 670-73 41. Isolated and Reversible Lesions of the Corpus Callosum: A Distinct Entity. Garcia-Monco JC, Martínez A, Pinedo Brochado A, Saralegui I, Cabrera A, Gomez Beldarrain, M. J Neuroimaging 2010;20:1. 42. Notebaert A, Willems J, Coucke L, Van Coster R, Verhelst H. Expanding the Spectrum of MERS Type 2 Lesions, a Particular Form of Encephalitis. Pediatric Neurology . 2013;48:135-138. 43. Gasparetto EL, Rueda Lopes FC, Domingues RC, Domingues RC,. Diffusion Imaging in Traumatic Brain Injury. Neuroimag Clin N Am 2011;21:115–125. 44. Muccio CF, Simone MD, Esposito G, De Blasio E, Vittori C, Cerase A. Reversible post-traumatic bilateral extensive restricted diffusion of the brain. A case study and review of the literature. Brain Inj 2009;23:466–72. 45. Tomar V, Yadav A, Rathore RK, Verma S, Awasthi R, Bharadwaj V et al. Apparent Diffusion Coefficient with Higher b-Value Correlates Better with Viable Cell Count Quantified from the cavity of brain Abscess. AJNR Am J Neuroradiol . 2011;32:2120-25. 46. Seo HS, Chang KH, Na DG, Kwon BJ, Lee DH. High b-value Diffusion (b=3000 s/mm2) MR Imaging in cerebral Gliomas at 3T: Visual and Quantitative Comparison with b=1000 s/mm2. AJNR Am J Neuroradiol. 2008;29:458-63.

aPLICaCIoNEs DEL tENsor DE DIfusIÓN EN sNC y CoLumNa

3

Teodoro Martín Noguerola*, Luiz Celso Hygino da Cruzb a.

Sección de Neurorradiología. Clínica las Nieves. SERCOSA. Grupo Health Time, Jaén, España

b.

Clinicas de Diagnóstico por Imagen and Multi-Imagen, Rio de Janeiro, Brasil

RESUMEN La aplicación de la imagen mediante tensor de difusión (DTI) ha supuesto una revolución en el campo de la imagen funcional del sistema nervioso central y periférico. Basándose en el principio de la anisotropía de la difusión, el DTI ha permitido valorar tanto de forma cualitativa como cuantitativa las distintas estructuras y vías nerviosas permitiendo realizar una estimación indirecta de su integridad y sus relaciones con lesiones neoplásicas, isquémicas, desmielinizantes o de cualquier otra índole. Esta herramienta abre una puerta al futuro no sólo para la valoración y monitorización de los tratamientos sino también para la predicción de respuesta al mismo y estimación de pronóstico de los pacientes en diversos ámbitos clínicos. En este capítulo se hace un breve repaso de las consideraciones técnicas y de las principales aplicaciones clínicas del DTI tanto en sistema nervioso central como en médula y sistema nervioso periférico.

Palabras clave: DTI, tractografía, anisotropía fraccional

INTRODUCCIÓN En las últimas dos décadas, y de forma paralela a la optimización de la secuencia de difusión, se ha desarrollado el estudio mediante el tensor de difusión (DTI) lo que ha supuesto un salto cualitativo en la valoración de patología tanto a nivel de sistema nervioso central como incluso periférico. El DTI es una técnica basada en la anisotropía de la difusión que permite reflejar la estructura del sistema nervioso central (SNC), especialmente de la sustancia blanca, en la que la libertad del movimiento del agua se ve limitada por la existencia de *Autor para correspondencia: Teodoro Martín Noguerol E-mail: [email protected]

las vainas de mielina de los axones. La existencia de estas barreras microestructurales condiciona una difusión anisotrópica del agua, de manera que existe una dirección dominante de movimiento del agua entre dichos axones, lo que permite valorar su integridad aunque de forma indirecta, ya que se trata de una estimación de la estructura real. Hay que ser consciente de las limitaciones de esta técnica y de su difícil aplicación en la práctica diaria no sólo por su tiempo de adquisición sino también por su complejo postproceso, en ocasiones operador dependiente. Es por eso por lo que hemos de ser cautelosos en el uso de esta técnica en la práctica radiológica diaria, siendo razonable otorgarle por ahora un papel como aplicación complementaria y en centros de excelencia. En este capítulo se hace un breve repaso de las principales aplicaciones clínicas del DTI tanto en el SNC como en médula y sistema nervioso periférico.

ASPECTOS TÉCNICOS Una adecuada caracterización de la difusión puede ser obtenida, en términos de tensor, mediante una matriz 3x3 a partir de una adquisición de como mínimo 6 direcciones de codificación espacial para valorar el desplazamiento molecular a lo largo de las distintas direcciones ortogonales, con tres vectores principales en cada dirección (eigenvectors λl1, λl2, λl3). Como norma general, a partir de 12-18 direcciones se pueden obtener resultados aceptables con un tiempo de adquisición no excesivamente largo. Lógicamente, cuanto mayor sea el número de direcciones, mayor cantidad de datos habrá disponibles para un análisis más preciso. Es en este campo donde los estudios en imanes de 3T han mostrado una mayor ventaja ya que permiten obtener mayor número de direcciones, con valores b más altos y con menor tiempo de adquisición. Sin embargo es necesario recordar que debido al mayor campo magnético,

36

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

especialmente este tipo de estudios en 3T son más propensos a sufrir artefactos por susceptibilidad magnética. Uno de los parámetros que se derivan del tensor de difusión es el la difusividad media (en inglés mean diffusivity –MD-mADC), como resultado del promedio de los distintos ADC (coeficientes de difusión aparente) medidos en las tres direcciones ortogonales, es por lo tanto, un valor de ADC más aproximado a la medida real. Otro de los parámetros derivados del tensor de difusión es la anisotropía fraccional (en inglés fractional anisotropy-FA-), una medida cuantitativa del grado de desviación de la isotropía que refleja el alineamiento de las estructuras celulares y la coherencia del tejido. La FA varía desde 0, que representa el movimiento por igual en todas las direcciones del espacio (isotropía) hasta 1, movimiento en una dirección completamente dominante (anisotropía). Otros parámetros derivados de esa matriz son los eigen values, que representan la magnitud de las distintas direcciones de difusividad en los tres principales planos del espacio. La axial, siguiendo el eje mayor del axón y las radiales, perpendiculares al mismo. El uso del vector principal del tensor en cada voxel permite la realización de reconstrucciones tridimensionales mediante las que se puede estimar el recorrido, disposición, morfología y demás características de los distintos haces de sustancia blanca, técnica conocida como tractografía, que muestra de forma tridimensional los datos obtenidos en el tensor de difusión.1 Se pueden aplicar dos métodos diferentes para el cálculo de los tractos de sustancia blanca. La aproximación determinística, más intuitiva, aunque sin embargo, debido a su mecanismo de cálculo es incapaz de reconocer los cambios en la orientación o los cruces con otros tractos. La aproximación probabilística es más científica ya que considera múltiples conexiones entre fibras de diferentes regiones. Hoy en día existen softwares avanzados, muchos de ellos de acceso libre, que permiten la elaboración de mapas paramétricos de FA, MD, difusividad radial (DR), axial….así como la estimación de los principales tractos de sustancia blanca. El operador puede elegir valores límites de FA o de angulación máxima entre los vectores principales. Por convenio se representa en color azul la dirección superior-inferior, en rojo la derecha-izquierda y en verde la anterior-posterior. Es muy importante evitar la variabilidad intra-individuo cuando se aplique DTI, procurando realizar el mismo tipo de secuencia con los mismos parámetros con el fin de que la prueba sea reproducible y poder establecer, dentro de un mismo paciente, datos que sugieran evolución favorable o desfavorable desde el punto de vista funcional de una determinada patología. Dicha necesidad de reproducibilidad y estandarización debe de ser el punto de partida para la realización de estudios poblacionales cada vez más complejos con el fin de poder establecer valores de referencia, puntos de corte o de estimación de pronóstico en cada tipo de patología. El DTI ha sido aplicado prácticamente en todos los distintos tipos de patologías que afectan al SNC. Sin embargo su desarrollo no ha sido igual en todos los campos. Las aplicaciones clínicas con un mayor desarrollo y series más amplias

y reproducibles corresponden a la patología tumoral y a la estimación prequirúrgica de la afectación de tractos intracraneales. La valoración de sustancia blanca, especialmente en el caso de las enfermedades desmielinizantes también ha sido estudiada ampliamente, aunque con resultados contradictorios en algunos casos, probablemente debido a la complejidad y variabilidad histológica de la placa desmielinizante. Una de las nuevas áreas de aplicación del DTI es en la patología neurodegenerativa y cognitiva para la que existen series que, aunque cortas, muestran resultados prometedores en un futuro no muy lejano como es el caso de los estudios de conectividad. La valoración de médula y nervios periféricos mediante DTI y tractografía se encuentra en sus primeras fases debido a las limitaciones técnicas en dichas áreas y la difícil reproducibilidad de los estudios, algunos de ellos preliminares y pendientes de una mayor validación.

APLICACIONES CLÍNICAS EN EL SNC Isquemia Cerebral: Se ha demostrado que existe una evolución distinta en los valores de mADC entre la sustancia blanca y sustancia gris tras un infarto agudo. El descenso en el mADC en la sustancia blanca permanece durante mayor tiempo que en la gris, la cual necesita menos tiempo para pseudonormalizar sus valores. En la isquemia aguda de sustancia blanca, existe una importante disminución en la magnitud del eigen value dominante, que es el que corresponde con la difusividad paralela a los haces de axones. Esta disminución en el eigen value dominante justifica tanto la disminución de los valores ADC como de la FA.2 Debido al prolongado tiempo de adquisición de la secuencia y al tipo de patología, no se ha extendido en la práctica clínica el uso de DTI para la valoración de isquemia aguda en la actualidad, prevaleciendo la secuencia de difusión convencional (DWI) para dicho propósito. No obstante, algunos autores han demostrado la utilidad del DTI en la valoración de pequeños infartos, especialmente aquellos de localización cortical o en troncoencéfalo, áreas clásicamente limitadas en DWI por la distorsión intrínseca de la secuencia eco planar. 3 Una de las aplicaciones de DTI en la patología isquémica aguda es la realización de estudios de tractografía para valorar la relación de las lesiones isquémicas con los principales tractos de sustancia blanca y realizar una estimación indirecta del grado de disrupción o distorsión de los mismos. Esta posibilidad aporta un valor añadido del DTI como factor pronóstico de la posible recuperación de dichos pacientes.4 Se ha demostrado que el mejor valor predictivo sobre la evolución y pronóstico del paciente lo alcanza el DTI, si éste se realiza a partir de la segunda semana tras la instauración de la isquemia, probablemente debido a la variabilidad descrita en la MD y anisotropía en las primeras semanas.5

aplicaciones del tensoR de difusión en snc y coluMna

Degeneración Walleriana: El DTI permite estimar de forma cuantitativa el grado de afectación secundaria por degeneración walleriana de los principales tractos intracraneales. Dicha afectación se produce debido a la pérdida de integridad de los axones y vainas de mielina de forma distal a la lesión neuronal o del axón proximal (de origen isquémico, desmielinizante…) y se identifica incluso en aquellos haces de sustancia blanca aparentemente normales en el estudio morfológico convencional. En secuencias de DWI, dicho tracto suele identificarse como hiperintenso hasta en un 20% de los casos, especialmente en las primeras semanas tras el infarto, y en ocasiones se diagnostica erróneamente como una nueva lesión.6 En las primeras cuatro semanas, existe disminución tanto del ADC como de la FA, debido a la desestructuración interna del axón que hace que disminuya el eigen value principal. Pasado este periodo, el ADC se eleva debido a la destrucción del paquete axonal y desintegración de sus estructuras, persistiendo valores bajos de FA. La medida de FA es mucho más sensible que los valores de ADC para la valoración de degeneración walleriana.

37

El estudio mediante DTI permite una evaluación cuantitativa y potencialmente, puede ser usado como biomarcador para la predicción de pronóstico (Fig. 1).

Enfermedad desmielinizante: Numerosos estudios se han centrado en la valoración de las lesiones desmielinizantes en la esclerosis múltiple mediante DWI y DTI. Probablemente debido a la complejidad histopatológica de la placa desmielinizante se han encontrado resultados contradictorios. Por norma general, las lesiones crónicas presentan mayor mADC debido a un incremento en el agua libre en la lesión, sin embargo, se desconoce qué porcentaje de ese incremento en la MD se debe al edema, a la desmielinización o la pérdida axonal.7 Las lesiones agudas pueden mostrar restricción periférica incompleta de la difusión aunque, debido al componente edematoso, en ocasiones se ha encontrado que pueden presentar incluso valores mADC más elevados que las lesiones crónicas. En cuanto a la FA, en las lesiones desmielinizantes

Figura 1: Mujer de 30 años diagnosticada de esclerosis múltiple con múltiples lesiones a nivel supratentorial. La secuencia FLAIR axial a varios niveles (A) muestra hiperintensidad en todo el trayecto de haz corticoespinal izquierdo (flechas). El estudio de tractografía (B) muestra disminución de volumen de tracto corticoespinal izquierdo comparado al contralateral con disminución de la FA y del mADC compatible con degeneración walleriana.

38

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

se ha demostrado una disminución de sus valores con respecto a sustancia blanca contralateral sana.8 El uso de los eigen values puede aportar una mayor información y especificidad para caracterizar las lesiones. La DR es de alguna manera un marcador de integridad de la mielina. Las lesiones desmielinizantes agudas conllevan un aumento de la DR en los primeros meses que se estabiliza en probable relación con remielinización. Sin embargo en las lesiones crónicas, debido al daño axonal establecido, la difusividad que se verá alterada es la axial. Una de las posibles aplicaciones del DTI en la esclerosis múltiple es la predicción de la evolución de las lesiones y la valoración de respuesta a tratamientos neuroprotectores. Estudios mediante análisis espacial estadístico basado en tractos (en inglés TBSS) han demostrado que existe una correlación entre las áreas con descenso de FA con las zonas con incremento en la DR incluso a nivel del cuerpo calloso sin lesiones aparentes en su espesor, en probable relación con degeneración axonal de fibras comisurales. Asimismo existe correlación

entre la reducción de FA y el aumento de DR con los resultados de test neurocognitivos y motores en estos pacientes, por lo que los parámetros derivados del DTI pueden ser usados como biomarcadores de daño neuronal residual.9-11 El nervio óptico es una de las estructuras frecuentemente afectada en la esclerosis múltiple. Sin embargo su estudio mediante DTI supone un reto técnico debido a las múltiples interfases agua-grasa y hueso-aire existentes a dicho nivel. Se ha demostrado un descenso en el FA con cifras variables de mADC en la neuritis óptica, incluso antes de producirse alteración morfológica detectable a través de secuencias convencionales.12 Dicha alteración se correlaciona directamente con el grado de disminución de la agudeza visual. (Fig. 2)

Epilepsia En individuos con epilepsia refractaria a tratamiento y esclerosis hipocampal se ha usado el DTI detectándose un incremento en la MD y reducción en la anisotropía fraccio-

Figura 2: Varón de 23 años con diagnóstico de esclerosis múltiple que acude por cuadro de pérdida de visión y dolor retroocular izquierdo. En las secuencia axial turbo espín eco (TSE) potenciada en T2 (A) no se identifica una clara asimetría entre ambos nervios ópticos. El estudio de DWI convencional (B) muestra una discreta hiperintensidad en el nervio óptico izquierdo (flechas) que es mucho más evidente en el estudio de DTI (C) con moderada disminución del ADC (D) (1,6 x 10 -3 mm2/s derecho vs 1,1 x 10 -3 mm2/s izquierdo) y de forma más acusada de la FA (E) (0,6 vs 0,3). La representación tractográfica de ambos nervios ópticos (F) pone de manifiesto la pérdida del patrón fibrilar del nervio izquierdo.

aplicaciones del tensoR de difusión en snc y coluMna

nal, lo que sugiere desorganización estructural y expansión de espacio extracelular. Los estudios realizados otorgan un mayor valor al aumento de la MD que al descenso de la FA. De similar manera, se han detectado alteraciones en la anisotropía fraccional tanto a nivel de focos displásicos corticales como en el parénquima cerebral circundante o en sustancia blanca distante aparentemente normal en estudios morfológicos convencionales, con correlación electroencefalográfica.13 En el mismo sentido, la realización de estudios tractográficos previos a cirugía, especialmente del lóbulo temporal, pueden ayudar a determinar la relación del foco epileptógeno con los principales tractos de sustancia blanca a nivel hipocampal (Fig. 3).

Patología tumoral El DTI, al igual que la DWI, es una herramienta de gran utilidad en la valoración de lesiones tumorales del SNC. Normalmente, se obtienen valores altos de difusividad en aquellos

39

componentes quísticos o necróticos del tumor con disminución de la MD en las zonas sólidas o hipercaptantes. El DTI también ha sido utilizado para intentar establecer el grado de agresividad de un tumor en función de su MD presentando menores valores aquellos tumores de alto grado debido a su mayor celularidad e índice de mitosis.14 Una de las utilidades del DTI es la valoración y caracterización del área de hiperseñal peritumoral en secuencias potenciadas en T2 y FLAIR. En el caso de metástasis o meningiomas, dicho edema muestra valores de FA más bajos y valores de MD más elevados que en el caso de los gliomas de alto grado. La explicación de esto parece residir en la infiltración microscópica por células tumorales en la sustancia blanca adyacente a las lesiones gliales de alto grado (Figs. 4.1 y 4.2). Igualmente se ha propuesto el uso del DTI para la distinción entre radionecrosis y recidiva tumoral en el caso de lesiones hipercaptantes postratamiento, encontrando valores MD significativamente más bajos y FA más altos en pa-

Figura 3: Paciente de 10 años remitido para la valoración de crisis epilépticas. Secuencia inversión recuperación potenciada en T1 (A) y mapa de color de FA (B) muestran foco displásico cortical temporal derecho (asterisco) que asocia marcada atrofia de sustancia blanca subyacente con muy escasa representación de fibras del fascículo longitudinal inferior (flecha) con respecto al contralateral en el estudio de tractografía (C y D).

40

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 4.1: Metástasis parietal de cáncer de mama. T1 GE post-Gd (A), FLAIR axial (B) y mapa de MD (C) que muestra un histograma (E) con distribución homogénea e incremento de la MD en el área de alteración de la intensidad de señal en FLAIR (estrella) adyacente a la lesión metastásica. El estudio de tractografía (D) muestra horizontalización de fibras a nivel de origen de tracto corticoespinal izquierdo (flecha) , indicando desplazamiento del mismo sin signos de infiltración.

cientes con recidiva que en aquellos con daño derivado de la radioterapia.15 El DTI también permite predecir las posibles vías de recurrencia y crecimiento de los gliomas. Es conocido que la infiltración tumoral va mucho más allá del margen tumoral aparente. El hecho de predecir el tipo de crecimiento de los gliomas puede permitir personalizar el tratamiento. Varios estudios han demostrado que la disminución en la anisotropía en la vecindad del tumor, del tejido aparentemente sano en las secuencias morfológicas, muestra una adecuada correlación con la progresión tumoral en futuros controles.16 Una de las grandes utilidades del DTI ha sido su papel en la planificación prequirúrgica de las lesiones intraaxiales, aplicándose con la intención de establecer una relación entre las lesiones tumorales y los principales tractos de sustancia blanca. Dichos tractos pueden verse comprometidos por desplazamiento, infiltración o invasión.17 El haz corticoespinal y el fascículo arcuato son las estructuras más frecuentemente es-

tudiadas por su relevancia, ya que se encuentran íntimamente relacionadas con la función motora y del lenguaje.

Traumatismo craneo-encefálico En los traumatismos craneoencefálicos (TCE) cerrados, el daño neuronal puede ser secundario a mecanismo lesional directo (hemorragia o foco contusivo) o indirecto debido a daño axonal difuso. Este segundo tipo, no suele mostrar grandes hallazgos en los estudios morfológicos clásicos o incluso su aparición pudiera ser tardía. Se ha propuesto el uso de DTI como herramienta válida para la valoración de daño axonal difuso en los primeros días tras el traumatismo, demostrando una disminución de la FA predominantemente por cambios en la DR más que en la longitudinal, lo que sugiere edema más que destrucción axonal. Incluso en sustancia blanca aparentemente normal en paciente con TCE, el DTI se ha demostrado más sensible que en secuencias potenciadas en susceptibilidad magnética destinadas a la detección de componente hemorrágico.18

aplicaciones del tensoR de difusión en snc y coluMna

41

Figura 4.2: Glioblastoma frontoparietal izquierdo intervenido con recidiva local. T1 GE post-Gd (A), FLAIR axial (B) y mapa de MD (C) que muestra un histograma (E) con distribución “bimodal” con áreas de menor MD en el espesor de la alteración de la intensidad de señal en FLAIR (estrella) adyacente al resto tumoral. El estudio de tractografía (D) muestra disrupción de fibras a nivel de origen de tracto corticoespinal izquierdo, indicando infiltración del mismo.

Además, se ha demostrado una correlación positiva entre los cambios en la FA y el pronóstico del paciente, habiéndose encontrado que los pacientes con mayor descenso de FA presentan una mayor incapacidad que aquellos con menor descenso en la FA tras el traumatismo.

El uso de DTI puede permitir la detección de cambios a nivel de fibras de asociación antes de que existan anomalías morfológicas por lo que puede ser utilizada como biomarcador para el diagnóstico precoz y el seguimiento de estos pacientes valorando la evolución de la enfermedad y la efectividad de la instauración de un tratamiento precoz.

Demencias y trastornos neurodegenerativos

El DTI puede permitir diferenciar entre enfermedad de Parkinson y atrofia de sistemas múltiples (ASM) basándose en el descenso de la FA que se identifica a nivel de pedúnculo cerebeloso medio en la ASM junto con criterios clásicos de pérdida de volumen de la protuberancia y pedúnculo cerebelar medio.20 Asimismo, la tractografía ha demostrado su utilidad en la valoración semicualitativa de la integridad de las fibras transversas pontinas y en pedúnculos cerebelosos medios en la ASM (Fig. 5).

Numerosos estudios han evaluado la utilidad del DTI en la valoración del deterioro cognitivo en sus distintos estadios así como en la enfermedad de Alzheimer. Esta enfermedad afecta tanto a la sustancia blanca como a la sustancia gris, especialmente a nivel de ambos hipocampos, córtex entorrinal, sistema límbico y fibras de asociación. Se ha demostrado que existe una menor anisotropía por ejemplo, a nivel de esplenio de cuerpo calloso, giro cingulado posterior y fascículo longitudinal superior en pacientes con deterioro cognitivo moderado y Alzheimer con respecto a controles sanos de la misma edad.19

La esclerosis lateral amiotrófica es otra de las enfermedades neurodegenerativas cuyo conocimiento también ha avanzado gracias al uso de DTI. Diversos estudios han demostrado

42

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 5: Mujer de 72 años con alteración de la conducta, ataxia y temblor. La secuencia TSE potenciada en T2 (A) muestra atrofia de ambos pedúnculos cerebelosos (asteriscos) con tenue hiperintensidad lineal en cruz en protuberancia (flecha). El estudio de tractografía mediante DTI pone de manifiesto la importante disminución de representación de fibras transversas pontinas (rojas) y de pedúnculos cerebelosos (B y C) en comparación con paciente sano (D), hallazgos sugerentes de ASM.

un incremento en la MD y un descenso en la FA tanto a nivel de áreas motoras primarias como en tractos corticoespinales incluso antes de identificar cambios morfológicos en los estudios convencionales. 21 El uso del DTI puede ayudar en el diagnóstico de una de las patologías más comúnmente identificadas en la práctica habitual, la hidrocefalia normotensiva. Se ha demostrado que existe un incremento en la FA en el brazo posterior de la cápsula interna (probablemente relacionado con un incremento en la densidad de empaquetamiento de fibras por el incremento de presión), con normalización de la FA tras la colocación de shunt de derivación, por lo que puede ser usada como marcador pronóstico de respuesta a la derivación, incluso para realizar diagnóstico diferencial con otros tipos de demencias en las que diminuye la FA (Alzheimer, vascular…). 22

Patología pediátrica El proceso normal de mielinización ha sido descrito clásicamente mediante los cambios en la intensidad de señal de la sustancia blanca en secuencias potenciadas en T1 y T2 desde su etapa intraútero hasta los primeros años de vida. El estudio mediante DTI permite una aproximación cuantitativa a este proceso con una mayor sensibilidad y especificidad que

las secuencias convencionales. Numerosos estudios han demostrado un descenso progresivo en los valores de MD y un incremento en la FA desde la gestación hasta la adolescencia. Estos hallazgos se correlacionan con el descenso en el contenido total de agua libre encefálica así como con la progresiva mielinización y organización de las fibras de sustancia blanca. Estos parámetros pudieran ser usados como marcadores de desarrollo o de detección de daño precoz en el proceso de maduración normal.23 Las variaciones en la FA y el mADC también siguen el gradiente clásico de distribución de la mielinización con valores más bajos de FA en sustancia blanca periférica que en la central, por ejemplo. El aumento en la FA supone un descenso en la DR. Algunos estudios han propuesto el uso de la DR como marcador del grado de mielinización (Fig. 6). Gracias a la elevada sensibilidad de la FA para detectar alteraciones en la mielinización, es posible el diagnóstico de enfermedades metabólicas y de las alteraciones en el desarrollo de la sustancia blanca antes de que aparezcan alteraciones en las secuencias convencionales. En el caso de la enfermedad de Krabbe o en la adrenoleucodistrofia ligada al X, existe un descenso marcado en la FA en sustancia blanca. Se ha demostrado una estabilización en la caída de FA, incluso un aumento

aplicaciones del tensoR de difusión en snc y coluMna

43

Figura 6: Maduración de sustancia blanca. Mapas de FA en escala de grises a nivel de cápsulas internas, sustancia blanca periventricular frontal y parietal y coronas radiatas. (A) Varón sano de 4 meses con disminución generalizada de los valores de FA en sustancia blanca periatrial, subcortical frontal bilateral y en ambas coronas radiatas con cifras normales a nivel de brazos posteriores de cápsulas internas. (B) Varón sano de 3 años que muestra incremento de valores de FA en todas las localizaciones persistiendo valores ligeramente disminuidos en zonas de mielinización terminal.

en la misma en pacientes tratados con trasplante de médula ósea, especialmente si se realiza un tratamiento precoz.24

APLICACIONES CLÍNICAS EN MÉDULA Numerosas publicaciones han demostrado las posibles aplicaciones del DTI en el estudio de patología medular. Sin embargo su implantación ha sido dificultosa en parte por las propias características del diseño de la secuencia y las inherentes de dicha región anatómica (interfase hueso-grasa-agua, artefactos por pulsatilidad, baja relación señal ruido). Recientes avances técnicos han permitido la obtención de imágenes de calidad diagnóstica mediante DTI de forma reproducible, gracias al uso de protocolos con esquemas de adquisición modificados tipo line-scan, secuencias de alta resolución con voxel isotrópico o el uso de sincronismo cardiaco y respiratorio durante la adquisición. Es muy recomendable el uso de imanes de 3 Tesla para su adquisición. Debido a la disposición de las fibras axonales en el cordón medular hay que tener en cuenta que prácticamente cualquier lesión que

afecte al mismo también tendrá repercusión en el resto de la médula en cuanto a valores de FA y mADC (por un mecanismo similar a la degeneración walleriana).

Patología tumoral: El DTI puede ser útil para la caracterización de tumores medulares. A través del uso de mapas de FA se puede diferenciar entre el tumor y el edema adyacente, que presentará mayor valor de FA. El estudio tractográfico medular permite valorar la infiltración y destrucción de fibras como es el caso de los astrocitomas, o su desplazamiento en el caso de los ependimomas, siendo de gran utilidad en la planificación de la posible cirugía (Fig. 7).25

Patología compresiva y traumática: En la fase compresiva hiperaguda, las imágenes potenciadas en T2 pueden infraestimar el daño medular. El DTI puede detectar áreas dañadas en una medula aparentemente normal teniendo la FA una mayor sensibilidad (73%) y especifici-

44

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 7: Mujer de 67 años con lesión en cordón medular distal a estudio compatible con ependimoma. La secuencia STIR sagital (A) muestra lesión fusiforme bien delimitada situada en el espesor del cordón medular (flecha). El estudio de tractografía (B y C) representa el desplazamiento de las fibras por la lesión sin invasión de las mismas, hallazgo característico de este tipo de tumor.

dad (100%) en la detección de anomalías comparada con las secuencias T2. En el punto de la compresión suele existir un descenso de la FA y un aumento de la MD. Los valores de FA pueden ayudar a estimar el pronóstico de los pacientes teniendo una mejor evolución aquellos en los que el descenso de FA no excede los 0.6. Pese a existir un aumento de la MD en el punto de compresión, se ha demostrado que existe una mayor diferencia significativa con respecto a médula sana usando la FA que con la MD.26

Otras mielopatías: La afectación de la médula espinal por mielitis aguda transversa o esclerosis múltiple también puede ser evaluada mediante DTI. Por norma general existe una disminución FA, que no sólo tiene lugar en la lesión, sino también en la sustancia blanca adyacente aparentemente normal, lo que indicaría que la las secuencias morfológicas convencionales infraestiman la extensión de la lesión. Pasada la fase aguda, la remielinización conllevará una reconstitución de fibras con descenso en la DR e incremento de los valores de FA. 27

NEUROGRAFÍA PERIFÉRICA En la actualidad existe un doble abordaje para el estudio de los nervios periféricos mediante difusión. La neurografía basada en la difusión y la tractografía derivada del tensor de difusión. La neurografía basada en la difusión, descrita en 2008 por Takahara, utiliza una secuencia similar a las comúnmente empleadas para la difusión de cuerpo completo, del tipo DWIBS (difusion-weighted imaging with background body supression), que aplica fuertes gradientes que mantienen la alta

señal de los nervios periféricos mientras suprimen la señal de los tejidos circundantes, utilizando una supresión grasa tipo STIR (short tau inversión recovery). Los nervios periféricos muestran una alta anisotropía, con una marcada restricción de la difusión en el plano perpendicular y una difusión facilitada a lo largo del eje principal del nervio. Aplicando dos gradientes de movimiento perpendiculares al trayecto de los nervios con valores de b que pueden oscilar entre los 500 s/mm2 y los 1000 s/mm2, se obtiene una adecuada relación señal/ruido (S/R). Se ha demostrado que el uso de un único gradiente en dirección perpendicular al eje principal del nervio (normalmente anteroposterior) es superior al uso de varios gradientes. El uso de esta técnica en 3T permite aumentar la S/R, la resolución espacial y reducir el tiempo de adquisición.28 El DTI y la tractografía han sido también usados para la valoración de nervios periféricos, permitiendo la visualización con una mayor resolución de dichas estructuras y sus componentes fibrilares, demostrando gran utilidad en el estudio de la patología traumática, compresiva o tumoral. Además, la neurografía mediante DTI permite la obtención de información cuantitativa del movimiento del agua en los axones mediante la FA, DR, longitudinal y mADC que pueden ser usados como biomarcadores de daño o regeneración. El uso de DTI requiere la utilización de gradientes en múltiples direcciones (que pueden variar de 6 a 30) con valores b entre 600-800 s/ mm2 obteniendo una mejor relación S/R. En resumen, la neurografía por DTI pudiera considerarse una optimización técnica de la neurografía con DWIBS. Por otro lado, tanto el tiempo de adquisición como el postproceso (pese a existir softwares automatizados) son mucho más prolongados cuando se decide usar DTI para el estudio de nervios periféricos.

aplicaciones del tensoR de difusión en snc y coluMna

45

Figura 8: A. Mujer de 65 años que acude por lumbalgia. La reconstrucción coronal MIP de la neurografía DWIBS muestra una lesión fusiforme (flecha) dependiente de las raíces izquierdas del plexo lumbar sugerente de neurofibroma. B. Mujer de 36 años que presenta lesión sólida laterocervical izquierda compatible con Schwanoma. La neurografía-DTI demuestra la conexión de la lesión con las raíces de plexo braquial con desplazamiento periférico de las fibras por la lesión con forma de huso.

Tanto en la patología compresiva como en la tumoral, la neurografía permite la valoración de la integridad de las fibras nerviosas y la relación con estructuras adyacentes. En el caso de tumores, ayuda a valorar la resecabilidad, siendo característico el desplazamiento de fibras o la desorganización de las mismas en los tumores benignos y su disrupción en los malignos29 (Fig. 8). En los últimos años se ha extendido el uso de la neurografía mediante DTI para el estudio de nervios periféricos, especialmente en el caso de síndromes compresivos, abriendo una puerta a la valoración funcional de por ejemplo el nervio ciático o el nervio mediano. 30 De igual forma varios estudios han intentado llevar a cabo una aproximación mediante tractografía de los principales pares intracraneales.

ha supuesto una puerta abierta a la valoración de patología a dicho nivel con resultados prometedores. La aplicación del DTI va mucho más allá de la tractografía. El análisis cuantitativo mediante parámetros tales como la FA y la MD puede suponer una mejora en la valoración funcional de distintas patologías y pudieran ser usados como biomarcadores de predicción de evolución de la enfermedad o de respuesta a tratamiento.

BIBLIOGRAFÍA 1.

Nucifora PGP, Verma R, Lee S, Melhem ER. Diffusion Tensor MR Imaging. Radiology. 2007; 245(2):367–84.

2.

Sorensen AG, Wu O, Copen WA, et al. Human acute cerebral ischemia: detection of changes in water diffusion anisotropy by using MR imaging. Radiology. 1999; 212:785– 92.

3.

Cauley K A, Thangasamy S, Dundamadappa SK. Improved image quality and detection of small cerebral infarctions with diffusion-tensor trace imaging. AJR Am J Roentgenol. 2013; 200(6):1327–33.

4.

Lie C, Hirsch JG, Rossmanith C, et al. Clinic topographical correlation of corticospinal tract stroke: a color-coded diffusion tensor imaging study. Stroke.2004; 35:86–92

5.

Kwon YH, Jeoung YJ, Lee J, Son SM, Kim S, Kim C, et al. Predictability of motor outcome according to the

CONCLUSIÓN: Las aplicaciones clínicas de DTI abarcan prácticamente la mayoría de las patologías tanto a nivel de SNC como periférico. La valoración de tractos en la patología tumoral ha sido la principal fuente de avance en el DTI y tractografía. Las series dirigidas a enfermedades de sustancia blanca con especial atención a la esclerosis múltiple muestran resultados en ocasiones contradictorios siendo necesario un conocimiento más profundo de dichos procesos fisiopatológicos. Los estudios neurocognitivos son una de las nuevas tendencias en la aplicación del DTI con resultados en fase experimental en muchos casos. El uso de tractografía en patología medular y de nervios periféricos

46

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

time of diffusion tensor imaging in patients with cerebral infarct. Neuroradiology. 2012; 54(7):691–7. 6.

Liu X, Tian W, Li L, Kolar B, Qiu X, Chen F, et al. Hyperintensity on diffusion weighted image along ipsilateral cortical spinal tract after cerebral ischemic stroke: a diffusion tensor analysis. Eur J Radiol. 2012; 81(2):292–7.

7.

Hygino da Cruz LC, Batista RR, Domingues RC, Barkhof F. Diffusion magnetic resonance imaging in multiple sclerosis. Neuroimaging Clin N Am. 2011; 21(1):71–88.

8.

Ge Y. Multiple sclerosis: the role of MR imaging. AJNR Am J Neuroradiol 2006; 27(6):1165–76.

9.

Fox RJ, Cronin T, Lin J, Wang X, Sakaie K, Ontaneda D, Mahmoud SY, Lowe MJ, Phillips MD. Measuring myelin repair and axonal loss with diffusion tensor imaging. AJNR Am J Neuroradiol. 2011 Jan;32(1):85-91

10. Onu M, Roceanu A, Sboto-Frankenstein U, Bendic R, Tarta E, Preoteasa F, et al. Diffusion abnormality maps in demyelinating disease: correlations with clinical scores. Eur J Radiol. 2012; 81(3):386–91. 11. Ibrahim I, Tintera J, Skoch A, Jiru F, Hlustik P, Martinkova P, et al. Fractional anisotropy and mean diffusivity in the corpus callosum of patients with multiple sclerosis: the effect of physiotherapy. Neuroradiology. 2011; 53(11):917–26. 12. Glisson CC, Galetta SL. Nonconventional optic nerve imaging in multiple sclerosis. Neuroimaging Clin N Am. 2009;19:71–9 13. Widjaja E, Geibprasert S, Otsubo H,Snead OC 3rd, Mahmoodabadi SZ. Diffusion tensor imaging assessment of the epileptogenic zone in children with localization-related epilepsy. AJNR Am J Neuroradiol. 2011; 32(10):1789-94. 14. Lee S-K. Diffusion tensor and perfusion imaging of brain tumors in high-field MR imaging. Neuroimaging Clin N Am. 2012;22:123–34. 15. Xu J-L, Li Y-L, Lian J-M, Dou S, Yan F-S, Wu H, et al. Distinction between postoperative recurrent glioma and radiation injury using MR diffusion tensor imaging. Neuroradiology. 2010; 52(12):1193–9. 16. Price SJ, Jena R, Burnet NG, Carpenter TA, Pickard JD, Gillard JH. Predicting patterns of glioma recurrence using diffusion tensor imaging. Eur Radiol. 2007; 17(7):1675–84. 17. Cruz LC Jr, Sorensen AG. Diffusion tensor magnetic resonance imaging of brain tumors. Neurosurg Clin N Am 2005; 16:115–34. 18. Chu Z, Wilde EA, Hunter JV, McCauley SR, Bigler ED, Troyanskaya M, et al. Voxel-based analysis of diffusion tensor imaging in mild traumatic brain injury in adolescents. AJNR Am J Neuroradiol. 2010;31(2):340-6. 19. Parente DB, Gasparetto EL, da Cruz LCH, Domingues

RC, Baptista AC, Carvalho ACP, et al. Potential role of diffusion tensor MRI in the differential diagnosis of mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease. AJR Am J Roentgenol. 2008; 190(5):1369–74. 20. Nair SR, Tan LK, Mohd Ramli N, Lim SY, Rahmat K, Mohd Nor H. A decision tree for differentiating multiple system atrophy from Parkinson’s disease using 3-T MR imaging. Eur Radiol. 2013; 23(6):1459–66. 21. Canu E, Agosta F, Riva N, Sala S, Prelle a, Caputo D, et al. The topography of brain microstructural damage in amyotrophic lateral sclerosis assessed using diffusion tensor MR imaging. AJNR Am J Neuroradiol. 2011; 32(7):1307–14. 22. Kim MJ, Seo SW, Lee KM, Kim ST, Lee JI, Nam DH, et al. Differential diagnosis of idiopathic normal pressure hydrocephalus from other dementias using diffusion tensor imaging. AJNR Am J Neuroradiol. 2011; 32(8):1496–503. 23. Provenzale JM, Isaacson J, Chen S, Stinnett S, Liu C. Correlation of apparent diffusion coefficient and fractional anisotropy values in the developing infant brain. AJR Am J Roentgenol. 2010; 195(6):456–62. 24. Isaacson J, Provenzale J. Diffusion tensor imaging for evaluation of the childhood brain and pediatric white matter disorders. Neuroimaging Clin N Am. 2011; 21(1):179–89. 25. Setzer M, Murtagh RD, Murtagh FR, Eleraky M, Jain S, Marquardt G, et al. Diffusion tensor imaging tractography in patients with intramedullary tumors: comparison with intraoperative findings and value for prediction of tumor resectability. J Neurosurg Spine. 2010; 13(3):371–80. 26. Facon D, Ozanne A, Fillard P, et al. MR diffusion tensor imaging and fiber tracking in spinal cord compression. AJNR Am J Neuroradiol 2005;26: 1587–94. 27. Freund P, Wheeler-Kingshott C, Jackson J, Miller D, Thompson A, Ciccarelli O. Recovery after spinal cord relapse in multiple sclerosis is predicted by radial diffusivity. Mult Scler 2010; 16:1193–202 28. Takahara T, Hendrikse J, Kwee TC, Yamashita T, Van Cauteren M, Polders D, et al. Diffusion-weighted MR neurography of the sacral plexus with unidirectional motion probing gradients. Eur Radiol. 2010; 20(5):1221–6. 29. Mallouhi A, Marik W, Prayer D, Kainberger F, Bodner G, Kasprian G. 3T MR tomography of the brachial plexus: structural and microstructural evaluation. Eur J Radiol. 2012; 81(9):2231–45. 30. Wang C-K, Jou I-M, Huang H-W, Chen P-Y, Tsai H-M, Liu Y-S, et al. Carpal tunnel syndrome assessed with diffusion tensor imaging: comparison with electrophysiological studies of patients and healthy volunteers. Eur J Radiol. 2012; 81(11):3378–83.

rm DIfusIÓN EN La EVaLuaCIÓN DE Las LEsIoNEs EN CaBEza y CuELLo

4

José Pablo Martínez Barberoa*, Inmaculada Rodríguez Jiménezb a.

Neurorradiología. Clínica Las Nieves, SERCOSA, Grupo Health Time, Jaén, España

b.

Neurorradiología. Hospital de San Juan de Dios, RESSALTA, Grupo Health Time, Córdoba, España

RESUMEN La evaluación mediante técnicas de imagen de la región de cabeza y cuello es de gran complejidad por sus características anatómicas y diversidad de patología. La Resonancia Magnética con secuencias de difusión (DWI) evalúa el movimiento libre de las moléculas de agua y se ha utilizado con éxito en esta región, donde su adquisición requiere ciertas consideraciones técnicas, que se han ido resolviendo en los últimos años, haciéndola actualmente una técnica integrable en los protocolos clínicos. La DWI juega un papel fundamental en la detección y caracterización de lesiones primarias y adenopatías en esta región, diferenciando entre tumores benignos y malignos, o evaluando patología infecciosa e inflamatoria. La DWI también juega un papel relevante en la determinación del pronóstico de neoplasias, evaluación de respuesta a tratamiento y detección de recidivas. Por último, técnicas avanzadas de análisis de la DWI como el modelo bicompartimental (Intravoxel Incoherent Motion) aumentan su capacidad diagnóstica al diferenciar entre perfusión y verdadera difusión, y tendrán un papel creciente proximamente.

Palabras clave: Cuello, difusión, neurorradiología.

INTRODUCCIÓN Las técnicas de imagen son fundamentales para detectar y caracterizar lesiones de cabeza y cuello, por su complejidad anatómica y gran variedad de lesiones primarias. Frecuentemente, las técnicas de imagen morfológicas como Ecografía, Tomografía Computerizada (TAC) o Resonancia Magnética (RM) no pueden detectar o caracterizar apropiadamente dichas lesiones, y es necesario incorporar estudios funcionales, que exploren la angiogénesis tumoral (como la RM-perfusión y *Autor para correspondencia: José Pablo Martínez Barberoa E-mail: [email protected]

TAC-perfusión),o el metabolismo glucídico tras la inyección de un radiotrazador (18-fluoro-deoxi-glucosa-18-FDG) mediante la tomografía de emisión de protones (PET) o tecnología híbrida como la PET- TAC. Dentro de los estudios funcionales, recientemente, la difusión por resonancia magnética, en inglés Diffusion Weighted Imaging (DWI), ha sido incorporada paulatinamente en los protocolos de RM por su capacidad para estudiar la microestructura de cada tejido, con la ventaja de no usar contraste intravenoso o radiación ionizante. La DWI es de utilidad para evaluar patologías del sistema nervioso central, como la detección del ictus agudo o evaluación de tumores, existiendo una experiencia creciente en apliaciones extracraneales. La DWI permite evaluar los movimientos aleatorios del agua libre dentro del campo de estudio, que reflejan la capacidad de difusión dentro de un tejido, y por tanto puede ser utilizada para la caracterización tisular. En general, los tumores malignos presentan aumento de la celularidad, núcleos de mayor tamaño, citoplasma reducido, y disminución del espacio extracelular, provocando restricción a la libre difusión de las moléculas de agua.1 Además, permite la obtención de mapas de Coeficiente Aparente de Difusión, en inglés Apparent Diffusion Coefficient (ADC), que evalúan cuantitativamente la difusión del agua en los tejidos, y cuyos valores del ADC varían de manera acorde con la densidad celular de la mayoría de las lesiones. Las primeras experiencias con la DWI con lesiones de cabeza y cuello2 mostraron su capacidad en la detección y caracterización, y sucesivamente han aparecido novedosas técnicas y aplicaciones clínicas que han incrementado su uso. En un reciente artículo de consenso, la DWI ha sido propuesta como un biomarcador válido para la evaluación de lesiones neoplásicas por su capacidad en la detección, caracterización y seguimiento terapéutico, aunque es preciso estandarizar los protocolos de adquisición y lectura para cada región anatómica, e incrementar su validación mediante estudios multicéntricos.3 La DWI también ha demostrado su utilidad en la evaluación de la patología infecciosa, pues los abscesos presentan restricción

48

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 1: Adenopatía metastásica (IIA) de adenocarcinoma de base de lengua. Imagen axial T1 con saturación grasa y con gadolinio intravenoso (A), imágenes de difusión con valor b de 800 s/mm2 (B, D) y mapas ADC (D, E). La adenopatía presenta un centro hipocaptante (A), que no debe incluirse en los ROIs para medición de ADC. Al incluirla (B, C), el valor medio se incrementa hasta 1.4 x 10 -3 mm2/s. Una correcta disposición del ROI evitando las áreas necróticas (D, E) da un valor real medio de ADC de 1.0 x 10 -3 mm2/s.

de la difusión por la mayor concentración de macromoléculas, que disminuyen la capacidad para el movimiento del agua, lo que permite diferenciarlos de lesiones quísticas no infectadas.4 En esta revisión, analizaremos los ajustes técnicos necesarios para realizar estudios de DWI de calidad y sus aplicaciones clínicas actuales en la cabeza y cuello.

lizar antenas multicanal que permiten adquirir con imagen paralela, reduciendo tiempo de adquisición y artefactos de susceptibilidad, que también mejoran con las almohadillas en el interior de la antena, ya que disminuyen las interfases aire-tejido. Es importante disminuir los artefactos por movimiento al mínimo, siendo recomendable reducir el tiempo de adquisición (con secuencias SS-EPI y matrices bajas).5-7

CONSIDERACIONES TÉCNICAS EN LOS ESTUDIOS DE DWI EN CABEZA Y CUELLO

Se recomienda un valor b máximo de 1000s/mm2, óptimo para detectar lesiones y la relación (S/R). Los valores b bajos no se encuentran estandarizados, y una aproximación recomendable es elegir un valor b bajo de 0 ó 50 s/mm2, y uno intermedio, por lo general de 500 s/mm2.3,5

La complejidad anatómica de ésta región supone una dificultad añadida para la correcta adquisición de las imágenes de DWI. Su composición heterogénea, con diversos tejidos que incluyen músculo, grasa, hueso, glándulas y la vía aérea, provoca múltiples interfaces aire-tejido; además, presenta una morfología irregular. También existen importantes artefactos de susceptibilidad magnética por implantes dentarios y empastes, así como los artefactos por movimiento, secundarios a masticación, salivación, y respiración. Por ello, es difícil obtener imágenes con una adecuada relación señalruido (S/R) y con pocos artefactos que permitan una adecuada calidad diagnóstica. Para disminuir estos problemas, en la actualidad las secuencias de disparo único eco-planares (Single Sho-Echo-Planar Imaging o SS-EPI) se consideran de elección para la adquisición de DWI en cabeza y cuello 3,5, permitiendo una buena calidad de las imágenes obtenidas, en un tiempo corto, y menor sensibilidad a los artefactos de movimiento. Así, permiten adquirir un volumen relativamente grande en poco tiempo, y la posibilidad de adquirir múltiples valores de b en la misma secuencia. En caso de predominio de los artefactos de susceptibilidad, puede usarse una secuencia Turbo eco de espín (TSE) aunque empeorará la relación S/R y aumentará el tiempo de adquisición. Para optimizar la calidad de las imágenes en relación al tiempo de adquisición, es recomendable seguir unos sencillos patrones. Así, se recomienda usar matrices no demasiado ambiciosas, 128 x 104 es suficiente, para no incrementar tiempo de adquisición demasiado, usar técnicas de homogenización del campo magnético (Shimming), que deben incluir la columna cervical y las partes blandas, excluyendo la vía aérea y las estructuras móviles. Es recomendable uti-

El análisis de las imágenes obtenidas por DWI puede ser llevado a cabo mediante dos aproximaciones: análisis cualitativo, donde valoraremos la intensidad de señal de las lesiones en comparación con otros tejidos; y análisis cuantitativo, más exacto y reproducible, que requiere el trazado de regiones de interés (ROIs) y su traslado a los mapas de ADC, donde obtendremos los valores de difusión. Es recomendable delinear los ROIs en las imágenes convencionales de RM o en las de DWI por tener mejor resolución espacial y de contraste que los mapas ADC.7 Es importante aclarar que dependiendo del tipo de lesión que se quiera estudiar, los ROIs deben ser delineados de una manera diferente (Fig. 1). En los ganglios, deben incluir el perímetro completo, evitando el hilio y las áreas de necrosis o susceptibilidad.8 En lesiones quísticas incluiremos la lesión completa, pero si se trata de una lesión mixta sólido-quísticas, realizaremos ROIs diferenciados de los polos sólidos y de las áreas de aspecto quístico-necrótico.9 La mayoría de los software de post proceso en DWI permiten la obtención de histogramas de valores, en los que se puede estudiar la distribución de valores de difusión dentro de una lesión, potencialmente de importancia en el seguimiento terapéutico de lesiones oncológicas.10

DETECCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE TUMORES BENIGNOS Y MALIGNOS Con frecuencia, la DWI aporta datos fundamentales para ayudar en la clasificación de las lesiones de cabeza y cuello. En general, las lesiones malignas muestran mayor im-

RM difusión en la eValuación de las lesiones en caBeza y cuello

49

Figura 2: Caracterización de lesiones intraparotídeas con DWI. En ambas filas secuencias axial STIR, DWI con b de 800 s/mm2 y mapas ADC. En el caso superior (A) lesión en lóbulo superficial de parótida (flecha recta) de contornos bien definidos, y con restricción de la difusión (ADC de 0.6 x 10 -3 mm2/s), compatible con tumor de Warthin. En el caso inferior (B), lesión de similares características (flecha curva), con hiperintensidad con b alto aunque sin restricción de la difusión (ADC de 1.5 x 10 -3 mm2/s), con diagnóstico de adenoma pleomorfo.

pedimento a la difusión del agua, y sus valores de ADC son menores. En cambio, las lesiones hipocelulares o con áreas quísticas, dificultan menos el movimiento de moléculas de agua, siendo sus valores de ADC mayores. Las primeras experiencias en el estudio de lesiones de cabeza y cuello mediante DWI demostraron su capacidad para clasificar lesiones según su grado de agresividad, proponiendo un valor de corte de ADC de 1.22 x 10 -3 mm2 /s para predecir malignidad.2 Se detectaron diferencias significativas según el tipo histológico, así el ADC medio de los linfomas fue de 0.66 x 10 -3 mm2 /s, el de los carcinomas de 1.13 x 10 -3 mm2 /s y el de los tumores sólidos benignos de 1.56 x 10 -3 mm2 /s. Las lesiones quísticas mostraron valores medios 2.05 x 10 -3 mm2 /s. Un estudio reciente, utilizando equipos de 3 Tesla, confirmó la capacidad de la DWI para clasificar lesiones en función de su agresividad, y establecieron un valor de corte de 1.3 x 10 -3 mm2 /s óptimo para su distinción.11 La DWI ha demostrado ser capaz de diferenciar entre distintos tipos histológicos de lesiones malignas primarias. El

grupo de Maeda12 publicó unos valores medios de ADC para el carcinoma de cuello de 0.96 x 10 -3 mm2 /s, y para linfomas de 0.65 x 10 -3 mm2 /s. Sin embargo, los valores de ADC para cada uno de los tipos histológicos, y los puntos de corte, no están estandarizados. Diferentes estudios han propuesto valores alternativos dependiendo de la intensidad del campo magnético o de los valores b elegidos.12,13 La DWI también ha demostrado utilidad en el estudio de lesiones de cabeza y cuello en la edad pediátrica. El grupo de Abdel Razek evaluó lesiones quísticas y sólidas de pacientes pediátricos,14 realizando mediciones de los valores de ADC mediante ROIs evitando las áreas quísticas en las lesiones predominantemente sólidas, mientras que en el caso de las lesiones quísticas valoraron globalmente. Los valores medios obtenidos fueron de 0.93 x 10 -3 mm2 /s para las lesiones malignas (que incluyeron rabdomiosarcomas, linfomas o carcinomas), de 1.57 x 10 -3 mm2 /s para las lesiones sólidas benignas

50

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 3: Caracterización de lesiones tiroideas con DWI. En la fila superior, imagen axial T1 postcontraste con supresión grasa (A), imagen de difusión con valor b de 800 s/mm2 (B) y mapa ADC (C) en las que se observa (flechas finas) un nódulo tiroideo en lóbulo izquierdo, profundo, con restricción de la difusión (valor ADC de 0.8 x 10 -3 mm2/s) resecado con resultado de carcinoma papilar de tiroides. En la fila inferior, imagen axial STIR (D), imagen de difusión con valor b de 800 s/mm2 (E) y mapa ADC (F), donde se aprecia nódulo heterogéneo en lóbulo tiroideo izquierdo (flechas gruesas), sin restricción de la difusión (valor ADC de 2.1 x 10 -3 mm2/s), estudiado mediante PAAF con resultado compatible con benignidad

Figura 4: Diferenciación de recidiva de colesteatoma. En ambos casos (A y B) imágenes axiales TSE potenciadas en T2, imágenes de difusión con valor b de 1000 s/mm2 y mapas ADC. En la fila superior (A) apreciamos lesión nodular (flechas finas) hiperintensa en difusión e hipointensa en el mapa ADC, con restricción de la difusión, situada en oído medio, tras cirugía para exéresis de colesteatoma, compatible con recidiva. En el segundo caso (B) se observa lesión nodular irregular (flecha gruesa) en oído medio residual a mastoidectomía, sin restricción de la difusión, compatible con fibrosis.

RM difusión en la eValuación de las lesiones en caBeza y cuello

51

Figura 5: Caracterización de lesiones orbitarias mediante DWI. Se presentan dos casos con secuencias axiales TSE potenciadas en T2, coronales STIR, e imágenes de difusión con valor de b de 800 s/mm2 y mapas ADC. En la fila superior (A) lesión intraorbitaria con afectación de oblicuo superior y glándula lacrimal (flechas rectas), con marcada restricción de la difusión (ADC de 0.6 x 10 -3 mm2/s), biopsiado y con resultado de linfoma. El caso inferior (B), muestra una lesión de similar apariencia en las secuencias morfológicas (flechas curvas) sin restricción de la difusión (ADC de 1.8 x 10 -3 mm2/s), en el contexto de una orbitopatía distiroidea por Graves Basedow.

(hemangiomas, malformaciones venosas, o ganglios inflamados), y de 2.01 x 10 -3 mm2 /s para las lesiones quísticas); proponiendo un valor de corte de 1.25 x 10 -3 mm2 /s para diferenciar lesiones benignas y malignas.

CARACTERIZACIÓN DE TUMORES BENIGNOS Y MALIGNOS EN LOCALIZACIONES ESPECÍFICAS Los tumores de las glándulas salivales son poco frecuentes y presentan numerosos subtipos histológicos.15 En general, las lesiones benignas presentan valores de ADC más altos que las malignas, aunque existe solapamiento entre ambos grupos, pues algunos tumores benignos presentan ADC bajos.16 La DWI ha demostrado su capacidad para diferenciar entre los dos tipos histológicos más frecuentes, con un ADC medio de 2.09 x 10 -3 mm2/s para los adenomas pleomorfos, y de 0.89 x 10 -3 mm2/s para los tumores de Warthin (Fig.. 2).15,16 Esta diferencia parece deberse a la composición de tejido hipercelular epitelial y linfoideo de los tumores de Warthin. Sin embargo, el solapamiento en los valores de ADC de los tumores de Warthin con los carcinomas, con unos valores de ADC de entre 0.87 y 1.05 x 10 -3 mm2/s dependiendo del tipo histológico15, obliga a considerar la DWI como una técnica complementaria en los protocolos de RM, y a valorar otros signos de malignidad como la hipointensidad en T2, captación heterogénea o bordes mal definidos.17 Varias series18,19 han demostrado la capacidad de la DWI para diferenciar entre nódulos tiroideos benignos y malignos, obser-

vándose valores de ADC menores en los malignos (Fig. 3), con diferencias significativas entres los valores de ADC de los nódulos malignos (0.73 x 10 -3 mm2/s) y benignos (1.8 x 10 -3 mm2/s), y un valor de corte de 0.98 x 10 -3 mm2/s.18 Otro estudio más reciente19 ha confirmado que los nódulos malignos presentan mayor restricción de la difusión, proponiendo un punto de corte de 1.704 x 10 -3 mm2/s, usando un b de 500 s/mm2. También se ha usado el ADC del parénquima tiroideo para diferenciar entre la enfermedad de Graves y las tiroiditis subaguda y de Hashimoto, obteniéndose mayor ADC en la enfermedad de Graves, con un valor de corte aproximado de 1.82 x 10 -3 mm2/s.20 Los colesteatomas son colecciones de queratina rodeadas por epitelio escamoso, y pueden ser congénitos o adquiridos. Los adquiridos suelen originarse en oído medio y mastoides, y los congénitos pueden surgir en múltiples localizaciones como los ángulos pontocerebelosos o peñasco. 21 La TAC puede detectar colesteatomas adquiridos de localización típica timpánica; aunque es poco sensible para valorar recidivas, o detectar colesteatomas en localizaciones atípicas. En estos casos, la RM es de gran utilidad, ya sea mediante secuencias tardías con contraste o mediante DWI. 22 Los colesteatomas muestran hiperintensidad en DWI con valores de b bajos y altos, (Fig. 4)23, y es difícil medir sus valores de ADC por su localización y pequeño tamaño habitual, pero suelen presentar valores similares o inferiores al parénquima cerebral. El uso de DWI en la evaluación de los colesteatomas de oído medio presenta dos problemas importantes la necesidad de gran resolución espacial y los artefactos por secuencias EPI. Para evitarlos, se dispone de nuevas secuencias no basadas en EPI, como las secuen-

52

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

cias HASTE (half-Fourier acquisition single-shot turbo spin. echo), que minimizan los artefactos de susceptibilidad y permiten adquirir en coronal, facilitando la detección de lesiones en epitímpano, y con mejor resolución espacial, aunque aumentan el tiempo de adquisición. Otra aproximación son las secuencias PROPELLER (periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction), con muy buena relación S/R y que minimizan los artefactos de susceptibili-

dad. La capacidad de la DWI para detectar estas recidivas locales es especialmente relevante, ya que un alto porcentaje de los colesteatomas operados presentan recidivas. En estos casos, la DWI muestra un VPP del 93%, en una adquisición única y rápida, sin necesidad de administrar CIV. 22 Los principales errores diagnósticos en la evaluación de recidiva de colesteatoma suelen ser debidos a restos hemorrágicos, cerumen, artefactos por material metálico o abscesos, por

Figura 6: Control de adenopatías metastásicas de adenocarcinoma de cavum. Imágenes axiales postcontraste potenciadas en T1 con saturación grasa, difusión con valor b de 800 s/mm2 y mapas de ADC. En el estudio pretratamiento (A) se aprecian numerosas adenopatías cervicales, destacando una en el lado izquierdo (flecha recta) con marcada restricción de la difusión (ADC de 1.3 x 10 -3 mm2/s), de origen metastásico. Tras tratamiento neoadyuvante con quimio y radioterapia (B) apreciamos disminución de tamaño de las adenopatías (flecha curva), con menor restricción de la difusión (ADC de 1.7 x 10 -3 mm2/s), compatible con respuesta parcial al tratamiento.

RM difusión en la eValuación de las lesiones en caBeza y cuello

lo que se recomienda utilizar la DWI como una secuencia complementaria, aunque fundamental, en estos casos. Las lesiones expansivas orbitarias incluyen múltiples patologías benignas y malignas, de difícil diagnóstico y tratamiento. La IRM es fundamental en la evaluación de estas lesiones, y la DWI puede aportar información relevante, pues se ha mostrado prometedora en la diferenciación de lesiones benignas y malignas24, con un valor propuesto como punto de corte de 1,0 x 10 -3 mm2/s, y una exactitud diagnóstica limitada al 77%, ya que existe solapamiento de valores de ADC entre lesiones malignas como metástasis o sarcomas (con rangos de ADC entre 0,69 y 1,32 x 10 -3 mm2/s) y lesiones benignas fibrosas como la sarcoidosis (0,9 x 10 -3 mm2/s). Otro estudio usando equipos de 3 Tesla25 detectó diferencias significativas, con valores medios de ADC de los tumores malignos de 0,84 x 10 3 mm2/s (incluyendo linfomas, metástasis o sarcomas), y benignos de 1,57 x 10 -3 mm2/s. En la diferenciación de lesiones malignas24, la DWI puede diferenciar entre lesiones aunque es limitada. Los retinoblastomas muestran valores de ADC medios de 0,93 x 10 -3 mm2/s y melanomas de 1,18 x 10 -3 mm2/s, aunque sin diferencias significativas. Además, en la evaluación de los retinoblastomas se ha demostrado una buena correlación entre las áreas sólidas y viables, que presentan restricción de la difusión, y las necróticas sin restricción.26 También es útil para pronosticar respuesta a tratamiento27, pues permite diferenciar entre retinoblastomas bien diferenciados (con menor restricción de la difusión, mejor pronóstico, y poco radiosensibles) de los indiferenciados, multicéntricos o localmente invasivos (con ADC más bajos, peor pronóstico aunque radiosensibles). La DWI también puede diferenciar entre linfomas orbitarios, pseudotumores y celulitis orbitarias.28 Los primeros presentan valores ADC medios de 0,78 x 10 -3 mm2/s, los pseudotumores de 1,21 x 10 -3 mm2/s, y las celulitis de 1,89 x 10 -3 mm2/s, con diferencias estadísticamente significativas (Fig. 5). Otra utilidad potencial es la detección de pequeños abscesos secundarios a celulitis orbitarias, susceptibles de drenaje quirúrgico29, pues la presencia de áreas de restricción de la difusión es indicativa de absceso.

EVALUACIÓN DE LOS GANGLIOS LINFÁTICOS DE LAS CADENAS GANGLIONARES CERVICALES Debido al gran número de cadenas ganglionares, diversidad de origen de las adenopatías, e insuficiencia de los criterios clásicos de tamaño y morfología, la DWI también es de utilidad para evaluar los ganglios de esta región Las neoplasias con mayor frecuencia de afectación ganglionar son el carcinoma escamoso y el linfoma30, y la DWI ha demostrado su capacidad para diferenciar entre adenopatías de estas patologías. En general los linfomas muestran valores de ADC menores, debido a su mayor densidad celular y volumen de los núcleos (Fig. 6), con valores medios de ADC en un rango entre 0,64 - 0,66 x 10 -3 mm2/s.31 Se ha propuesto como valor de ADC de corte para distinguir entre los dos tipos de adenopatías 0,76 x 10 -3 mm2/s, con una exactitud diagnóstica del 98%.12 La DWI también puede jugar un papel esencial en la diferenciación entre las adenopatías inflamatorias y las de origen neoplásico y metastásico. En general,

53

las adenopatías malignas muestran mayor restricción de la difusión,31 con valores de ADC variables según el tipo histológico (menor en linfomas y carcinomas poco diferenciados, y superior para carcinomas bien diferenciados), siendo un posible punto de corte para diferenciar entre adenopatías benignas y malignas de 1,02 x 10 -3 mm2/s. Sin embargo, existen situaciones donde esta diferenciación es difícil, especialmente en casos de adenopatías benignas con valores de ADC bajos, como es el caso de linfadenitis supurativa32, o de patologías como la sarcoidosis, enfermedad de Still o la enfermedad por arañazo de gato.10,31 La DWI puede jugar un papel importante en la caracterización de adenopatías cervicales agrandadas y con áreas quísticas o necróticas en su interior, midiendo el ADC de este componente.33 Así, las porciones hipocaptantes de las adenopatías benignas (linfadenitis tuberculosa o abscesos ganglionares) muestran mayor hipointensidad en mapas de ADC que las adenopatías metastásicas, debido al contenido viscoso por acúmulo de proteínas y macromoléculas. También ayuda a diferenciar entre metástasis ganglionares de carcinoma y de linfoma con focos de hipocaptación o “defectos focales”9, apreciándose menores valores de ADC en dichos focos en las adenopatías de linfomas que en las metástasis de carcinoma

MONITORIZACIÓN DE LESIONES NEOPLÁSICAS, DETECCIÓN DE RECURRENCIAS, Y PREDICCIÓN DE RESPUESTA A TRATAMIENTO La posibilidad de utilizar terapias personalizadas en las neoplasias de cabeza y cuello exige poder determinar qué lesiones responderán a cada uno de los tratamientos. Así, la RM, y especialmente la DWI, ayudan a revelar aquellos tumores más radiosensibles, a evaluar precozmente la respuesta al tratamiento; y a detectar recidivas tras los ciclos terapeúticos.3 Así, en cuanto a la predicción de respuesta a tratamiento, diferentes estudios han demostrado que los tumores con ADC más bajos antes del tratamiento presentan mejor respuesta al tratamiento con quimio-radioterapia que los demás34-36, probablemente debido a que los tumores con ADC altos presentan en su interior áreas de necrosis por hipoxia, lo que les hace más radioresistentes. Además, los pacientes respondedores al tratamiento experimentan mayores incrementos de ADC durante el tratamiento que los no respondedores.36 Así, las variaciones en el ADC parecen ser más eficientes en la predicción de respuesta que los cambios en el volumen tumoral.35 Además, los cambios en el ADC durante el tratamiento en el tumor primario y en las adenopatías son paralelos.37 En cuanto a la evaluación de la respuesta al tratamiento, los cambios en el ADC durante el mismo son buenos predictores de la respuesta final. Así, aunque una medida única de ADC no proporciona datos concluyentes, la persistencia de zonas con restricción de la difusión indica ausencia de respuesta38, y un ADC a los 6 meses del tratamiento superior a 1,4 x 10 -3 mm2/s es de buen pronóstico. Igualmente, un incremento en los valores de ADC durante el tratamiento es un buen indicador de intervalo libre de enfermedad.39 La DWI ha demostrado su utilidad para detectar recidivas locales y ganglionares5, proble-

54

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

ma fundamental en el seguimiento, pues puede determinar el cambio de actitud terapéutica. Las zonas de recidiva muestran hiperintensidad en DWI, y restricción en los mapas de ADC (Fig. 7), mientras que los cambios postratamiento muestran hiperintensidad en DWI, sin restricción en los mapas ADC, secundaria al efecto T2 (T2-shine through). Así, un valor de corte de ADC de 1,30 x 10 -3 mm2/s es efectivo para diferenciar entre tumor residual y cambios postratamiento.40,41 Además, las recidivas ganglionares tienden a presentar valores de ADC similares a los de la recidiva local.

INTRAVOXEL INCOHERENT MOTION (IVIM) EN CABEZA Y CUELLO IVIM es una técnica de análisis avanzado de la DWI, que permita evaluar dos componentes diferenciados derivados del movimiento browniano de las moléculas de agua: tan-

to la perfusión tisular como la difusión.42 El modelo IVIM usa múltiples valores de b para discriminar entre el movimiento de moléculas relacionado con el espacio vascular: la fracción de perfusión o (f), la verdadera difusión (D), así como el efecto de la perfusión sobre la difusión (D*). Los datos actuales parecen conferirle capacidad para discriminar entre diferentes tumores en cabeza y cuello, detectando diferencias significativas en los valores de perfusión y de difusión entre linfomas y carcinomas (con mayor perfusión en los carcinomas, y mayor restricción de la difusión en los linfomas).43 También se ha evaluado su utilidad para la predicción de respuesta y monitorización de los carcinomas, detectándose que los tumores con valores más altos de f muestran peor pronóstico; y que los respondedores presentan incremento de la perfusión como y la difusión.44 Además, distingue entre restos de carcinoma nasofaríngeo tratado y cambios postradioterapia 45, proponiéndose un valor de corte para el D de 1,062 x 10 -3 mm2 /s, con exactitud diagnóstica del 100%.

Figura 7: Carcinoma escamoso de cavum con buena respuesta a tratamiento. En filas superior, previo a tratamiento (A); e inferior, postratamiento (B), imágenes axiales T1 con saturación grasa y mapas ADC. En A se observa carcinoma escamoso de cavum (asterisco) con restricción de la difusión (ADC de 0,7 x 10 -3 mm2/s). Tras tratamiento con quimio y radioterapia (B), se aprecia respuesta completa al tratamiento (flecha recta), sin que identifiquemos focos con restricción de la difusión sugerentes de resto o recidiva (ADC de 1,7 x 10 -3 mm2/s).

RM difusión en la eValuación de las lesiones en caBeza y cuello

CONCLUSIÓN La DWI es una técnica de imagen funcional con aplicaciones clínicas validadas en la cabeza y cuello. Es una técnica muy atractiva por no precisar de un contraste exógeno y carencia de contraindicaciones específicas, así como el corto tiempo de adquisición. Las mejoras técnicas la hacen fácilmente adquirible en la mayoría de los equipos. Puede jugar un papel fundamental en la detección y evaluación de patología inflamatoria u oncológica de cabeza y cuello, por lo que creemos que está justificado adquirirla de rutina en cualquier protocolo de RM, y especialmente en los estudios de detección y seguimiento terapéutico tumoral. Las mejoras técnicas en la adquisición, y en especial el modelo IVIM, probablemente supongan una mejora en la exactitud diagnóstica de esta prueba funcional y ayuden a su mayor utilización.

BIBLIOGRAFÍA 1.

Herneth AM. Diffusion weighted imaging: have we found the “Holy Grail” of diagnostic imaging or is it still a game of numbers? Eur J Radiol. 2003;4:167–8.

2.

Wang J, Takayama F, Kawakami S, Saito A, Matsushita T, et al. Head and Neck Lesions: Characterization with Diffusion Weighted-imaging Echo-planar MR Imaging. Imaging. Radiology. 2001;3:621–30.

3.

Padhani AR, Liu G, Mu-koh D, Chenevert TL, Thoeny HC, Ross BD, et al. Diffusion-Weighted Magnetic Resonance Imaging as a Cancer Biomarker: Consensus and Recommendations. Neoplasia. 2009;11:102–25.

4.

Maeda M, Maier Se. Usefulness of diffusion-weighted imaging and the apparent diffusion coefficient in the assessment of head and neck  tumors. J Neuroradiol. 2008; 35:71-8.

5.

Thoeny HC, De Keyzer F, King AD. Diffusion-weighted MR imaging in the head and neck. Radiology. 2012;263:19–32.

6.

Rodriguez I, Martin I, Luna A. Role of DWI in the evaluation of tumors of the head and neck and in the assessment of lymph nodes. En: Luna A, Ribes R, Soto JA, Editors. Diffusion MRI outside the Brain. Berlin/Heidelberg: Ed Springer; 2012; p.307–37.

7.

Vandecaveye V, De Keyzer F, Dirix P, Lambrecht M, Nuyts S, Hermans R. Applications of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in head and neck squamous cell carcinoma. Neuroradiology. 2010:52:773–84.

8.

Park JK, Kim S-E, Trieman GS, Parker D, Jeong E-K. High-resolution diffusion-weighted imaging of neck lymph nodes using 2D-single-shot interleaved multiple inner volume imaging diffusion-weighted echo-planar imaging at 3T. AJNR Am J Neuroradio. 2011;32:1173–7.

9.

Sumi M, Nakamura T. Diagnostic importance of focal defects in the apparent diffusion coefficient-based differentiation between lymphoma and squamous cell carcinoma nodes in the neck. Eur Radiol. 2009;19:975–81.

10. Herneth A M, Mayerhoefer M, Schernthaner R, BaSsalamah A, Czerny C, Fruehwald-Pallamar J. Diffu-

55

sion weighted imaging: lymph nodes. Eur J Radiol. 2010;76:398–406. 11. Srinivasan A, Dvorak R, Perni K, Rohrer S, Mukherji SK. Differentiation of benign and malignant pathology in the head and neck using 3T apparent diffusion coefficient values: early experience. AJNR Am J Neuroradio. 2008;29:40–4. 12. Maeda M, Kato H, Sakuma H, Maier SE, Takeda K. Usefulness of the apparent diffusion coefficient in line scan diffusion-weighted imaging for distinguishing between squamous cell carcinomas and malignant lymphomas of the head and neck. AJNR Am J Neuroradio. 2005;26:1186–92. 13. Friedrich KM, Matzek W, Gentzsch S, Sulzbacher I, Czerny C, Herneth AM. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of head and neck squamous cell carcinomas. Eur J Radiol. 2008;68:493–8. 14. Abdel Razek AAK, Gaballa G, Elhawarey G, Megahed AS, Hafez M, Nada N. Characterization of pediatric head and neck masses with diffusion-weighted MR imaging. Eur Radiol. 2009;19:201–8. 15. Habermann CR, Arndt C, Graessner J, Diestel L, Petersen KU, Reitmeier F, et al. Diffusion-weighted echoplanar MR imaging of primary parotid gland tumors: is a prediction of different histologic subtypes possible? AJNR Am J Neuroradio. 2009;30:591–6. 16. Yerli H, Aydin E, Haberal N, Harman A, Kaskati T, Alibek S. Diagnosing common parotid tumours with magnetic resonance imaging including diffusion-weighted imaging vs fine-needle aspiration cytology: a comparative study. Dentomaxillofac Radiol. 2010;39:349–55. 17. Christe A, Waldherr C, Hallett R, Zbaeren P, Thoeny H.MR imaging of parotid tumors: typical lesion characteristics in MR imaging improve discrimination between benign and malignant disease AJNR Am J Neuroradio. 2011;32:1202–7. 18. Abdel Razek AAK, Sadek AG, Kombar OR, Elmahdy TE, Nada N. Role of apparent diffusion coefficient values in differentiation between malignant and benign solitary thyroid nodules. AJNR Am J Neuroradio. 2008;29:563–8. 19. Shi HF, Feng Q, Qiang JW, Li RK, Wang L, Yu JP. Utility of diffusion-weighted imaging in differentiating malignant from benign thyroid nodules with magnetic resonance imaging and pathologic correlation. J Comput Assist Tomogr. 2013;37:505-10. 20. Tezuka M, Murata Y, Ishida R, Ohashi I, Hirata Y, Shibuya H. MR imaging of the thyroid: correlation between apparent diffusion coefficient and thyroid gland scintigraphy. J Magn Reson Imaging. 2003;17:163–9. 21. Schwartz KM, Lane JI, Bolster BD, Neff B. The utility of diffusion-weighted imaging for cholesteatoma evaluation. AJNR Am J Neuroradio. 2011;32:430–6. 22. Más-estellés F, Mateos-Fernández M, Carrascosa-Bisquert B, Facal de Castro, F, Puchades-Román I, Morera-Pérez C. Contemporary Non–Echo-planar Diffusion-weighted Imaging of Middle Ear Cholesteatomas. 2012; 32:1197-213. 23. Dremmen MHG, Hofman PAM, Hof JR, Stokroos RJ, Postma AA. The diagnostic accuracy of non-echo-planar diffusion-weighted imaging in the detection of residual

56

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

and/or recurrent cholesteatoma of the temporal bone. AJNR Am J Neuroradio. 2012;33:439–44. 24. Sepahdari AR, Kapur R, Aakalu VK, Villablanca JP, Mafee MF. Diffusion-weighted imaging of malignant ocular masses: initial results and directions for further study. AJNR Am J Neuroradio. 2012;33:314–9. 25. Abdel Razek AAK, Elkhamary S, Mousa A. Differentiation between benign and malignant orbital tumors at 3-T diffusion MR-imaging. Neuroradiology. 2011;53:517–22.

diffusion-weighted magnetic resonance imaging during chemoradiotherapy for head and neck squamous cell carcinoma. Eur Radiol. 2010;20:1703–14. 36. King AD, Chow K-K, Yu K-H, Mo FKF, Yeung DKW, Yuan J, et al.Head and neck squamous cell carcinoma: diagnostic performance of diffusion-weighted MR imaging for the prediction of treatment response. Radiology. 2013;266:531–8.

26. De Graaf P, Pouwels PJW, Rodjan F, Moll AC, Imhof SM, Knol DL, et al. Imaging for Retinoblastoma: Initial Experience. AJNR Am J Neuroradio. 2012;33:110–8.

37. Chawla S, Kim S, Dougherty L, Wang S, Loevner L a, Quon H, et al. Pretreatment diffusion-weighted and dynamic contrast-enhanced MRI for prediction of local treatment response in squamous cell carcinomas of the head and neck. AJR Am J of Roentgenol. 2013;200:35–43.

27. Abdel Razek AAK, Elkhamary S, Al-Mesfer S, Alkatan HM. Correlation of apparent diffusion coefficient at 3T with prognostic parameters of retinoblastoma. AJNR Am J Neuroradio. 2012;33:944–8.

38. King AD, Mo FKF, Yu K-H, Yeung DKW, Zhou H, Bhatia KS, et al. Squamous cell carcinoma of the head and neck: diffusion-weighted MR imaging for prediction and monitoring of treatment response. Eur Radiol. 2010;20:2213–20.

28. Kapur R, Sepahdari AR, Mafee MF, Putterman AM, Aakalu V, Wendel LJA, et al. MR imaging of orbital inflammatory syndrome, orbital cellulitis, and orbital lymphoid lesions: the role of diffusion-weighted imaging. AJNR Am J Neuroradio. 2009;30:64–70.

39. Berrak S, Chawla S, Kim S, Quon H, Sherman E, Loevner, et al. Diffusion Weighted imaging in predicting progression free survival in patients with squamous cell carcinomas of the head and neck treated with induction chemotherapy. Acad Radiol 2011;18:1225–32.

29. Sepahdari AR, Aakalu VK, Kapur R, Michals EA, Saran N, French A, et al. MRI of orbital cellulitis and orbital abscess: the role of diffusion-weighted imaging. AJNR Am J Neuroradio. 2009;193:244–50.

40. Abdel Razek AAK, Kandeel AY, Soliman N, El-shenshawy HM, Kamel Y, Nada N, et al. Role of diffusion-weighted echo-planar MR imaging in differentiation of residual or recurrent head and neck tumors and posttreatment changes. AJNR Am J Neuroradio. 2007;28:1146–52.

30. Perrone A, Guerrisi P, Izzo L, D’Angeli I, Sassi S, Lo Mele L , et al. Diffusion-weighted MRI in cervical lymph nodes: differentiation between benign and malignant lesions Eur J Radiol. 2011;77:281–6. 31. Holzapfel K, Duetsch S, Fauser C, Eiber M, Rummeny EJ, Gaa J. Value of diffusion-weighted MR imaging in the differentiation between benign and malignant cervical lymph nodes. Eur J Radiol. 2009;72(3):381–7. 32. Kato H, Kanematsu M, Kato Z, Teramoto T, Mizuta K, Aoki M, et al. Necrotic cervical nodes: usefulness of diffusion-weighted MR imaging in the differentiation of suppurative lymphadenitis from malignancy. Eur J Radiol. 2013;82:28–35. 33. Koç O, Paksoy Y, Erayman I, Kivrak AS, Arbag H. Role of diffusion weighted MR in the discrimination diagnosis of the cystic and/or necrotic head and neck lesions. Eur J Radiol. 2007;62:205–13. 34. Kato H, Kanematsu M, Tanaka O, Mizuta K, Aoki M, Shibata T, et al. Head and neck squamous cell carcinoma: usefulness of diffusion-weighted MR imaging in the prediction of a neoadjuvant therapeutic effect. Eur Radiol. 2009 ;19:103–9. 35. Vandecaveye V, Dirix P, De Keyzer F, de Beeck KO, Vander Poorten V, Roebben I, et al. Predictive value of

41. Kim S, Loevner L, Quon H, Sherman E, Weinstein G, Kilger A, et al. Diffusion weighted MRI for predicting and detecting early response to chemoradiation therapy of squamous cell carcinomas of the head and neck. Clin Cancer Res. 2009;15:986–94. 42. Le Bihan D, Breton E, Lallemand D, Aubin ML, Vignaud J, Laval-Jeantet M. Separation of diffusion and perfusion in intravoxel incoherent motion MR Imaging. Radiology. 1998;168:497–505. 43. Sumi M, Nakamura T. Head and neck tumors: assessment of perfusion-related parameters and diffusion coefficients based on the intravoxel incoherent motion model. 2013;34:410-416. 44. Hauser T, Essig M, Jensen A, Gerigk L, Laun FB, Münter M, et al.Characterization and therapy monitoring of head and neck carcinomas using diffusion-imaging-based intravoxel incoherent motion parameters-preliminary results. Neuroradiology. 2013;55:527–36. 45. Lai V, Li X, Lee VH, Lam KO, Fong DY, Huang B.  Nasopharyngeal carcinoma: comparison of diffusion and perfusion characteristics between different tumour stages using intravoxel incoherent motion MR imaging. Eur Radiol. 2013 Aug 29. [Epub ahead of print]

DIfusIÓN Por rEsoNaNCIa maGNétICa EN EL tÓraX

5

Jordi Broncano Cabreroa y Antonio Luna Alcaláb* a.

Radiología torácica. RESSALTA. Grupo Health Time. Hospital Cruz Roja, Córdoba, España Hospital San Juan de Dios, Córdoba, España

b.

Responsable de Resonancia Magnética. Grupo Health Time. Clínica las Nieves, Jaén, España

RESUMEN Recientes avances técnicos permiten la reproducibilidad de los estudios de difusión (Diffusion Weighted Imaging; DWI) en tórax, con la finalidad de evaluar los pulmones, la pleura, el mediastino y el corazón. Al igual que en otras regiones anatómicas, la DWI es interesante en la detección de patología y como biomarcador oncológico. A pesar de una experiencia clínica reducida, la DWI ha demostrado una utilidad relevante en la caracterización de nódulos pulmonares, caracterización y estadificación del carcinoma de pulmón, así como en el manejo de la patología mediastínica y pleural maligna. Además, datos recientes sugieren la posibilidad de detección de respuesta precoz a tratamiento y monitorización terapéutica del carcinoma de pulmón. Incluso, está en estudio la posibilidad de utilizar la DWI para la detección del edema miocárdico en casos de miocarditis o infarto de miocardio y en la valoración de la microestructura fibrilar mediante el tensor de difusión (Diffusion Tensor Imaging; DTI).

INTRODUCCIÓN Las aplicaciones clínicas de la difusión por resonancia magnética (Diffusion weighted imaging; DWI) en el diagnóstico por imagen torácico en general, y con especial énfasis en la evaluación oncológica en particular, se han ido explorando durante la última década. Su aplicación en el tórax tiene unas limitaciones evidentes, como artefactos de movimiento relacionados con los movimientos respiratorios, cardíaco y de pulsatilidad vascular, artefactos de susceptibilidad paramagnética relacionados con las interfases aire–tejido y la baja relación señal–ruido (SNR) debida a la escasa densidad protónica del parénquima pulmonar. Sin embargo, gracias a mejoras técnicas recientemente desarrolladas como el uso de gradientes de campo de mayor intensidad, antenas multicanal, secuencias ultrarrápidas, adquisición paralela del espacio k y técnicas avanzadas de supresión grasa, la DWI ha ido incrementando *Autor para correspondencia: Antonio Luna Alcalá E-mail: [email protected]

sus áreas de aplicación, llegando a ser propuesta como un biomarcador oncológico para tumores de diversas localizaciones.1,2 En esta revisión abordaremos los aspectos técnicos y las aplicaciones clínicas y en desarrollo de la difusión en el pulmón, mediastino, pleura y corazón, haciendo especial énfasis en el grado de validación actual.

ASPECTOS TÉCNICOS El tipo de adquisición más comúnmente aplicada en la DWI del tórax es una secuencia single shot - echo planar imaging (SS - EPI) con saturación espectral de la grasa, adquisición paralela y sincronismo respiratorio, utilizando una antena multicanal de superficie (Tabla 1). El tipo de sincronismo respitatorio es variable, la adquisición en apnea presenta limitaciones con el grosor de corte y la colaboración del paciente. La aproximación más extendida es la adquisición con sincronismo respiratorio (trigger respiratorio). La sincronización cardíaca tan sólo se recomienda cuando la lesión a estudio se halla en la proximidad del corazón, debido a su elevada repercusión sobre el tiempo de adquisición. Mucha de la experiencia oncológica con la DWI en el tórax se ha producido dentro de estudios de estadificación a distancia mediante Resonancia Magnética de cuerpo completo (RM-CC). En estos estudios, se aplica otro tipo de secuencia, Diffusion-weighted-imaging with background tissue supression (DWIBS), que utiliza un pulso de inversión no selectivo para la saturación de la grasa (short tau inversion recovery; STIR) y consigue una buena supresión de los tejidos normales, destacando más fácilmente la presencia de lesiones patológicas. Aunque tiene una menor SNR que las secuencias de DWI con supresión selectiva de la grasa, puede adquirirse con la antena integrada de cuerpo y presenta limitaciones en el cálculo del coeficiente de difusión aparente (Apparent difusion coefficient; ADC). Es posible adquirir secuencias torácicas de difusión tanto en imanes de 1.5T como de 3T, teniendo en cuenta que el uso de campos magnéticos de 3T permite una mejora de la resolución espa-

58

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Tipo de secuencia

Valores b (s/mm2)

Imagen Paralela

TR/TE (ms)

Resolución (mm3)

Sincronización

Supresión grasa

DWBS 1.5T

SS EPI

0-1000

SENSE x2

632/60

3x3x7

Respiración libre

STIR (tiempo de inversión: 160 ms)

DWI 1.5T

SS EPI

0,50, 100, 500, 1000

SENSE x2

1400/100

3x3x7

Sincronismo respiratorio

Supresión espectral de la grasa (SPAIR)

DWIBS 3T

SS EPI

0-1000

SENSE x2

5000/55

2.5 x 2.5 x 7

Respiración libre

STIR (tiempo de inversión: 260 ms)

DWI 3T

SS EPI

0,50, 100, 500, 1000

SENSE x2

5000/55

2.5 x 2.5 x 7

Sincronismo respiratorio

Supresión espectral de la grasa (SPAIR)

Tabla 1. Parámetros técnicos de las secuencias de difusión en el tórax para 1.5 y 3T. Abreviaciones: DWI: Diffusion-weighted-imaging; DWIBS: Diffusion-weighted-imaging with background tissue supression; SS EPI: single shot echo planar imaging; SENSE: sensitivity encoding; STIR: short tau inversion recovery; SPAIR: Spectral attenuated and inversion recovery cial o bien una reducción del tiempo de adquisición, si bien es mucho más susceptible a la presencia de distorsión y distintos tipos de artefactos. 3 Al menos es necesaria la adquisición de dos valores b para realizar una cuantificación del ADC, que es de gran utilidad en la caracterización de las lesiones pulmonares y mediastínicas. Métodos más complejos de evaluación de la relajación de la señal de difusión, como la teoría de movimiento incoherente intravóxel (IVIM) que utiliza un modelo bicompartimental de análisis, permiten aislar el efecto de la perfusión del cálculo de la difusión y se están investigando en la RM torácica, si bien ya han demostrado su utilidad en otros órganos como el hígado, riñones y próstata.4

APLICACIONES CLÍNICAS Detección del nódulo pulmonar Las secuencias STIR son las utilizadas más frecuentemente, para la detección de nódulos pulmonares por RM, con una sensibilidad superior al 90% para nódulos ≥ 3 mm.5 La DWI presenta una sensibilidad del 86% para nódulos pulmonares ≥ 6 mm.6 DWIBS ha demostrado una precisión y sensibilidad similares a otras técnicas (PET y 18FDG-PET/CT) en la detección de metástasis pulmonares, con similar tasa de falsos positivos, correspondiendo a lesiones inflamatorias benignas.7 Los adenocarcinomas no invasivos y las metástasis < 1 cm pueden producir falsos negativos tanto en PET como en DWI.8, 9

Caracterización del nódulo pulmonar La probabilidad de malignidad de un nódulo pulmonar incrementa con su tamaño. Tan sólo el 20% de los nódulos pulmonares de más de 2 cm son benignos, con una prevalencia de malignidad entre el 64 – 82%. Los nódulos pulmonares de etiología maligna generalmente muestran hiperseñal en DWI con valores b altos y valores bajos de ADC respecto a los nódulos de etiología benigna. Ello es debido a la mayor hipercelularidad, desorganización tisular, dimensión y tortuosidad del espacio extracelular en lesiones de estirpe maligna.4 A pesar de la falta de estandari-

zación de los resultados y parámetros técnicos en las diferentes series publicadas al respecto, la utilidad potencial de la DWI en la caracterización del nódulo pulmonar resulta prometedora. Existe controversia sobre la necesidad de la cuantificación de la difusión para la caracterización del nódulo pulmonar, ya que algunos autores prefieren un análisis cualitativo de la señal con valores b altos, otros utilizan un análisis semicuantitativo con índices de la intensidad de señal entre el nódulo y un tejido sano, y por último, hay quien considera obligatorio el cálculo de los valores ADC.4 Aplicando un umbral de ADC entre 1,1 - 1,4 x 10 -3 mm2/s las sensibilidades y especificidades agrupadas oscilan entre 70-90% y 74-100%, respectivamente.4 En un metanálisis reciente se ha documentado una sensibilidad, especificidad y área bajo la curva de 80%, 93% y 0.91, respectivamente.10

Evaluación del cáncer de pulmón La DWI es capaz de distinguir entre los diferentes tipos de cáncer de pulmón, apreciándose valores de ADC menores en el carcinoma pulmonar de célula pequeña (small cell lung cancer; SCLC) respecto a los cánceres de pulmón no de célula pequeña (non-small cell lung cancer; NSCLC), permitiendo además realizar una gradación histológica de forma no invasiva.9 A este respecto, se han registrado valores de ADC significativamente mayores en los adenocarcinomas bien diferenciados respecto a adenocarcinomas más agresivos y carcinoma epidermoide.4 Teniendo en cuenta los datos contradictorios vertidos en la valoración funcional del adenocarcinoma, se ha sugerido que la DWI constituye una técnica precisa para la valoración del grado tumoral, invasión ganglionar mediastínica y el grado de invasividad, proponiéndose al ADC como un nuevo marcador pronóstico en NSCLC.8, 11 Otras aplicaciones de la DWI son la detección de tumores centrales y su diferenciación de la consolidación post-obstructiva secundaria que producen (Fig. 1), información muy relevante para la planificación, siendo más sensible en esta tarea que otras técnicas (secuencias potenciadas en T2 y tomografía computerizada –TAC-); detección de tumores de Pancoast (Fig. 2); monitorización post–tratamiento (Fig. 3); y detección de recurrencia y predicción de respuesta a tratamiento.4

difusión poR Resonancia Magnética en el tóRaX

59

Figura 1: Varón de 66 años en el que se aprecia una masa neoplásica hiliar derecha de 5 x 2 cm (figura 1A), con realce heterogéneo (asterisco) en secuencia THRIVE tras la administración de contraste paramagnético intravenoso, en plano axial, rodeada de áreas de neumonitis obstructiva (flechas) de las que es difícil de independizar. La fusión de las secuencias T2-TSE y DWIBS (b: 800 s/mm2) ambas con orientación axial (figura 1B) muestra un comportamiento restrictivo (ADC= 1.4 mm2/s) del tumor central (asterisco), constatándose un comportamiento diferencial respecto a la neumonitis post–obstructiva secundaria (flechas).

Figura 2: Varón de 52 años diagnosticado de tumor de Pancoast, apreciándose en una masa neoplásica (10,2 x 7,9 x 8,5 cm) heterogénea en la secuencia coronal FIESTA (asterisco; figura 2A), con infiltración pleural, y de la pared torácica (flecha blanca). Secuencias T1 3D eco de gradiente (THRIVE) tras gadolinio (figura 2B), fusión de T2-TSE en plano axial y DWI con valor b:1000 s/mm2 (figura 2C) y mapa de ADC (figura 2D), donde se constata un realce heterogéneo, eminentemente periférico, y restricción a la difusión de la masa tumoral (asterisco blanco; ADC= 0,6 x 10 -3 mm2/s) con afectación parietal torácica (flecha gruesa) y mediastínica (flecha fina).

60

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 3: Varón de 50 años diagnosticado de carcinoma de pulmón de célula no pequeña. Secuencias T2-STIR en plano axial, DWIBS (valores b: 0 y 800 s/mm2) y mapa de ADC en estudio basal (3A-3D) y tras control post-tratamiento (figuras 3E-3H), aproximadamente al mismo nivel. En el estudio basal, se identifica una masa hiliar izquierda, levemente hiperintensa en T2-STIR (figura 3A; asterisco), de 55 x 40 mm, con bordes espiculados, provocando atelectasia del parénquima distal, que llega a contactar con la pleura existiendo infiltración de la misma. Presenta restricción en difusión (ADC= 1,6 x 10 -3 mm2/s; figuras 3B-3D). En el control post–tratamiento efectuado 4 meses después se constata una reducción significativa del tamaño de la lesión tumoral (20 x 13 mm) así como disminución de su comportamiento restrictivo (ADC= 2,12 x 10 -3 mm2/s), compatibles con respuesta parcial (figuras 3E-3H; flechas).

Los incrementos del ADC se han relacionado con buena respuesta a diferentes modalidades terapéuticas.12 Datos preliminares sugieren que el ADC puede discriminar entre sujetos respondedores y no respondedores tras un primer ciclo de quimioterapia en cáncer de pulmón avanzado, evidenciándose diferencias significativas en la supervivencia libre de progresión y supervivencia total entre dichos grupos.13 Además, la DWI tiene un papel potencial en la predicción de la respuesta terapéutica en pacientes con NSCLC sometidos a quimioradioterapia, superior a las secuencias dinámicas tras gadolinio (DCE – MRI) y a PET/TAC.14 Las lesiones pulmonares malignas sometidas a ablación con radiofrecuencia guiada por TAC con respuesta precoz positiva postratamiento, demuestran un incremento precoz del ADC tras el mismo.15

Papel de la DWI en la estadificación del carcinoma de pulmón El papel de la DWI en la estadificación local (T) de la lesión pulmonar maligna no se ha estudiado hasta la fecha. Sin embargo, en la evaluación de la afectación ganglionar (N) del NSCLC se ha documentado un incremento de la precisión respecto a la PET/ CT, debido a una menor sobrestadificación y reducción en la tasa de falsos positivos.16 Además, existe una relación inversa entre el ADC y el standardized uptake value (SUV) máximo en la PET/CT.17 Sin embargo, la precisión diagnóstica de las secuencias DWIBS es menor comparada a la PET/TAC en la estadificación ganglionar de la neoplasia pulmonar.10 Además, la secuencia STIR ha demostrado mayor sensibilidad y precisión diagnóstica en esta tarea.4 Por ello, se ha propuesto a la DWI como una alternativa fiable

a la PET/TAC para en la estadificación prequirúrgica de la afectación ganglionar medastínica e hiliar en pacientes con NSCLC, demostrando una sensibilidad similar y una especificidad significativamente mayor.18 Sin embargo, la interpretación conjunta de estas dos modalidades diagnósticas incrementa la detección de adenopatías metastásicas en pacientes con NSCLC.19

DWI en mediastino La DWI y la medición del ADC han demostrado su utilidad en la diferenciación entre las adenopatías benignas y metastásicas. La utilización de un valor umbral de ADC de 1,85 x 10 -3 mm2/s optimiza la diferenciación entre ambos tipos de adenopatías (con 83,9%, 96,4%, 71,4%, 95,2%, 77,1% de precisión diagnóstica, sensibilidad, especificidad, valores predictivos negativo y positivo -VPN y VPP- respectivamente) con un área bajo la curva de 0,98, a pesar de no existir diferencias significativas entre ambas. Por ejemplo, en una serie reciente, el ADC medio de las adenopatías metastásicas era 1,06 ± 0,3 x 10 -3 mm2/s por 2,39 ± 0,7 x 10 -3 mm2/s de las adenopatías benignas.11 Por el contrario, las adenopatías metastásicas de las neoplasias esofágicas presentan un ADC significativamente mayor que las de origen benigno, a pesar de existir un solapamiento de dicho parámetro entre ambas. Esto probablemente guarda relación con la presencia de necrosis intratumoral.4 También se han referenciado resultados prometedores acerca del papel de la DWI en la caracterización de masas mediastínicas (Fig. 4). Por ejemplo, aplicando un valor umbral de ADC de 1,56 x 10 -3 mm2 /s se obtuvo una precisión

difusión poR Resonancia Magnética en el tóRaX

61

Figura 4: Mujer de 20 años que se realiza RM torácica para evaluación de masa mediastínica anterior. En el compartimento anterior del mediastino se observa una masa de 8,2 x 5,6 x 6,1 cm, hiperintensa y heterogénea en secuencias densidad protónica TSE orientadas en los planos axial y coronal (asteriscos; figuras 4A y 4B, respectivamente), que ocupa el espacio prevascular, contactando con el pericardio y grandes arterias, a las que no infiltra. En el mapa de ADC (figura 4C) y en el estudio de difusión (figura 4D; valores b: 0,100, 400 y 900 s/ mm2), se aprecia un comportamiento restrictivo de la lesión, mostrando un ADC= 1,1 x 10 -3 mm2/s (flechas blancas; figuras 4C y 4D). Dichos hallazgos corresponden con un timoma no invasivo.

diagnóstica, sensibilidad, especificidad, VPP, VPN y área bajo la curva de 95%, 96%, 94%, 94%, 96% y 0,94 en la diferenciación entre tumores mediastínicos benignos versus malignos, excluyendo aquellos con contenido puramente quístico.20 Además se constató una diferencia significativa entre tumores mediastínicos malignos bien y mal diferenciados. El linfoma demuestra característicamente los valores ADC más bajos, aunque existe cierto solapamiento con el carcinoma broncogénico y el timoma.4

los derrames pleurales exudativos muestran menores valores ADC que los transudativos, con una sensibilidad y especificidad del 90,6% y 85% respectivamente, para un valor umbral de 3,38 x 10 -3 mm2 /s (Fig. 5). 21 De hecho los exudados son más hiperintensos que el músculo en secuencias de difusión con valores b altos, mientras que los trasudados tienden a ser isointensos.4; 22

DWI en la caracterización de lesiones pleurales

Se ha demostrado el papel de la DWI en la diferenciación entre lesiones pleurales benignas y malignas, debido al mayor componente celular e hipervascularización de éstas últimas (Fig. 5). Aplicando un umbral de ADC de 1,52 x 10 -3 mm2/s se obtiene una sensibilidad, especificidad y precisión diagnóstica de 71,4%, 100% y 87,1%, respectivamente.23 Además ayuda a corregir casos indeterminados y fuentes potenciales de falsos positivos de la PET/TAC, como los causados por alteraciones pleurales inflamatorias o tras pleurodesis con talco.4

Según algunos autores, la DWI podría tener un papel en la caracterización no invasiva de derrames pleurales. De hecho,

Existen tres tipos de mesotelioma pleural maligno (MPM): epitelioide, sarcomatoide y bifásico o mixto. Algunos autores

La secuencia DWIBS también ha demostrado su utilidad, especialmente durante la estadificación inicial del linfoma, en estudios de RM-CC, siendo comparable su precisión diagnóstica a las obtenidas tanto con CT como con equipos híbridos de PET/TAC.4

62

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 5: Paciente de 34 años con diagnóstico previo de carcinoma de lengua. Secuencias T2 TSE sagitales derechas a 3 niveles, demuestran una masa hiliar derecha de 34 x 39 x 45 mm, isointensa respecto al músculo en secuencia potenciada en T2 TSE sagital (figura 5A; asterisco blanco) en relación con conglomerado adenopático. Además, se identifica un engrosamiento del intersticio axial, bronquiectasias cilíndricas bilaterales de predomino en lóbulos inferiores, así como un patrón septal periférico y subpleural irregulares (flechas blancas gruesas). En la secuencia DWIBS (valor b: 800 s/mm2 y mapa de ADC; figuras 5D y 5E), y T1 THRIVE post-gadolinio (figura 5F), se aprecia un realce y restricción a la difusión tanto de la pleura como del pericardio (flechas blancas finas), con derrame pleural bilateral loculado transudativo (ADC= 5,7 x 10 -3 mm 2/s; asteriscos negros), asociado. Además, el conglomerado adenopático hiliar muestra restricción en secuencias de difusión (figuras 5D, asterisco blanco).Todo ello guarda relación con una afectación metastásica mediastínica, pleural y pericárdica, con linfangitis carcinomatosa asociada.

han reseñado la importancia de la diferenciación entre dichos tipos histológicos en la estadificación, en concordancia con la resectabilidad de la lesión y la afectación ganglionar. 24 De hecho, dicha diferenciación es importante en cuanto al pronóstico dispar entre MPM de estirpe epitelioide versus no epitelioide.4 En un grupo de 57 pacientes con MPM utilizando una RM de 3 Tesla, Gill y colaboradores demostraron valores ADC menores para el MPM sarcomatoide (0,99 ± 0,07 x 10 -3 mm2 /s) en comparación con el epitelioide (1,31 ± 0,35 x 10 -3 mm2 /s), existiendo un solapamiento de los ADC del MPM bifásico con el resto de subtipos. En la misma serie, de forma sorprendente, dos placas pleurales benignas mostraron valores ADC significativamente menores a los obtenidos para los diferentes tipos de MPM. 25

DWI del corazón Debido a los recientes avances introducidos tanto en la adquisición de la señal de resonancia como en la mejora del hardware, han permitido la aplicación de la DWI en la caracterización del miocardio patológico. 26 Para ello se requiere

la modificación de una secuencia convencional de difusión Stejskal - Tanner eco de espín con sincronización cardíaca en diástole, con el fin de reducir el artefacto de movimiento del ventrículo izquierdo y la consiguiente destrucción de la señal de difusión. Se debe incrementar al máximo el gradiente durante la adquisición de la señal de difusión y disminuir al mínimo posible el tiempo de eco; aproximadamente a 40 ms. Actualmente, el valor b máximo aplicable a esta secuencia es de 300 s/mm2. Para disminuir los artefactos respiratorios se puede utilizar secuencias en apnea o con sincronización respiratoria.4 Es una secuencia que permite la detección de edema miocárdico en pacientes con infartos agudos de miocardio, apreciándose niveles de ADC menores en el miocardio dañado respecto al sano. Además, permite diferenciar el miocardio viable del necrótico, siendo normal la señal de difusión en infartos crónicos.4, 27 Recientemente se ha publicado la utilidad de la DWI con valor b bajo (50 s/mm2) en la detección del edema miocárdico focal y extenso en pacientes con miocarditis. En comparación con el T2 – STIR y aplicando un umbral óptimo de ADC de 1.62 x 10 -3 mm2 /s se referencia una sensi-

difusión poR Resonancia Magnética en el tóRaX

63

Figura 6: Varón de 28 años con antecedente personal de cardiopatía isquémica que ingresa por sospecha de miopericarditis. Secuencias T2 STIR (figura 6A), realce tardío tras gadolinio (figura 6B), difusión con valor b:300 s/mm2 (figura 6C) y mapa de ADC (figura 6D), todas ellas orientadas en eje corto, donde se observa una edema miocárdico focal apreciado en la cara anterolateral e inferior medioventricular en secuencias T2 STIR (flechas blancas; figura 6A) y difusión, con un ADC= 1,58 x 10 -3 mm 2/s (flechas blancas; figura 6C y 6D), y con realce tardío focal subepicárdico en cara lateral medioventricular (flechas blancas; figura 6B), todo ello compatible con miocarditis aguda. El estudio se realizó en un equipo de 3T, lo que justifica la distorsión de la pared lateral del VI en la secuencia de DWI.

bilidad, especificidad y precisión diagnóstica de 92%, 100% y 95% respectivamente (Fig. 6). 28 La imagen tensor de difusión (Diffusion Tensor Imaging; DTI) ha permitido un mejor conocimiento de la organización tridimensional, y por ende de la fisiología, de las fibras miocárdicas. A pesar de su gran dificultad técnica, algunas series han demostrado que se trata de una técnica aplicable in vivo tanto en animales como humanos y se ha investigado su papel en pacientes con infarto de miocardio, constatándose un incremento del ADC y disminución de la anisotropía fraccional (Fraccional anisotropy; FA) tras un periodo temporal medio de 26 días tras el evento isquémico.4, 26, 29 También

se ha implementado en el estudio y monitorización de los cambios miofibrilares desde el daño miocárdico agudo hasta el infarto crónico.4, 26

CONCLUSIONES Gracias a los avances en pos de una mayor rapidez de adquisición de la señal de resonancia magnética, mejora de los gradientes de resonancia y otras implementaciones en el hardware, la RM torácica en general y la DWI en particular, han constatado un papel potencial diagnóstico y pronóstico en la valoración de la patología torácica. Las principales

64

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

limitaciones vienen derivadas de la ausencia de validación multicéntrica por la falta de estandarización técnica y de cuantificación hasta el momento. Especial mención tiene la repercusión de la DWI en la imagen oncológica torácica, con la aplicación de la DWI en la diferenciación entre entidades nosológicas benignas vs malignas, e implicaciones diagnósticas y pronósticas tanto en el carcinoma de pulmón como el MPM. En la imagen cardíaca, datos preliminares insinúan la potencialidad de la DWI y DTI en el infarto de miocardio y miocarditis aguda.

BIBLIOGRAFÍA 1.

Kauczor HU, Ley S. Thoracic magnetic resonance imaging 1985 to 2010. J Thorac Imaging. 2010;25:34-8.

2.

Padhani AR, Liu G, Koh DM, Chenevert TL, Thoeny HC, Takahara T, et al. Diffusion weighted magnetic resonance imaging as a cancer biomarker: consensus and recommendations. Neoplasia. 2009;11:102-25.

3.

Ohba Y, Nomori H, Mori T, Shiraishi K, Namimoto T, Katahira K. Diffusion-weighted magnetic resonance for pulmonary nodules: 1.5 vs. 3 Tesla. Asian Cardiovasc Thorac Ann. 2011;19:108-14.

4.

Luna A, Sánchez-González J, Caro P. Diffusion-weighted Imaging of the chest. Magn Reson Imaging Clin N Am. 2011;19:69 –94.

5.

Frericks BB, Meyer BC, Martus P, Wendt M, Wolf KJ, Wacker F. MRI of the thorax during whole-body MRI: evaluation of different MR sequences and comparison to thoracic multidetector computed tomography (MDCT). J Magn Reson Imaging. 2008;27:538-45.

6.

Regier M, Schwarz D, Henes FO, Groth M,Kooijman H, Begemann PG, et al. Diffusion-weighted MR-imaging for the detection of pulmonary nodules at 1.5 Tesla: intraindividual comparison with multidetector computed tomography. J Med Imaging RadiatOncol. 2011;55:266-74.

7.

Ohno Y, Koyama H, Onishi Y, Takenaka D, Nogami M, Yoshikawa T, et al. Non-small cell lung cancer: whole-body MR examination for M-stage assessmentutility for whole-body diffusion-weighted imaging compared with integrated FDG PET/CT. Radiology. 2008;248:643-54.

8.

Koyama H, Ohno Y, Aoyama N, Onishi Y, Matsumoto K, Nogami M, et al. Comparison of STIR turbo SE imaging and diffusion-weighted imaging of the lung: capability for detection and subtype classification of pulmonary adenocarcinomas. EurRadiol 2010;20:790-800.

9.

Liu H, Liu Y, Yu T, Ye N. Usefulness of diffusion weighted MR imaging in the evaluation of pulmonary lesions. EurRadiol. 2010;20:807-15.

10. Chen L, Zhang J, Bao J, Zhang L, Hu X, Xia Y, et al. Meta-analysis of diffusion-weighted MRI in the differential diagnosis of lung lesions. J Magn Reson Imaging. 2013;37:1351-8. 11. Abdel RazekA, Elkammary S, Elmorsy A, Elshafey M, Elhadedy T. Characterization of mediastinal lymphade-

nopathy with diffusion-weighted imaging. Magn Reson Imaging. 2011;29: 167-172. 12. Bains LJ, Zweifel M, Thoeny HC. Therapy response with diffusion MRI: an update. Cancer Imaging. 2012;12:146-153. 13. Tsuchida T, Morikawa M, Demura Y, Umeda Y, Okazawa H, Kimura H. Imaging the early response to chemotherapy in advanced lung cancer with diffusion-weighted magnetic resonance imaging compared to fluorine-18 fluorodeoxyglucose positron emission tomography and computed tomography. J Magn Reson Imaging. 2013;38:80-8. 14. Ohno Y, Koyama H, Yoshikawa T, Matsumoto K, Aoyama N, Onishi Y, et al. Diffusion-weighted MRI versus 18F-FDG PET/CT: performance as predictors of tumor treatment response and patient survival in patients with non-small cell lung cancer receiving chemoradiotherapy. Am J Roentgenol. 2012;198:75-82. 15. Okuma T, Matsuoka T, Yamamoto A, Hamamoto S, Nakamura K, Inoue Y. Assessment of early treatment response after CT-guided radiofrequency ablation of unresectable lung tumours by diffusion-weighted MRI: a pilot study. Br J Radiol. 2009;82:989-94. 16. Nomori H, Mori T, Ikeda K, Kawanaka K, Shiraishi S, Katahira K, et al. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging can be used in place of positron emission tomography for N staging of non-small cell lung cancer with fewer false-positive results. J Thorac Cardiovasc Surg. 2008;135:816-22. 17. Regier M, Derlin T, Schwarz D, Lagmani A, Henes FO, Groth M, et al. Diffusion weighted MRI and 18F-FDG PET/CT in non-small cell lung cancer (NSCLC): Does the apparent diffusion coefficient (ADC) correlate with tracer uptake (SUV)? Eur J Radiol. 2012;81:2913-18. 18. Wu LM, Xu JR, Gu HY, Hua J, Chen J, Zhang W, et al. Preoperative mediastinal and hilar nodal staging with diffusion-weighted magnetic resonance imaging and fluorodeoxyglucose positron emission tomography/computed tomography in patients with non-small-cell lung cancer: which is better? J Surg Res. 2012;178:304-14. 19. Kim YN, Yi CA, Lee KS, Kwon OJ, Lee HY, Kim BT, et al. A proposal for combined MRI and PET/CT interpretation criteria for preoperative nodal staging in non-small-cell lung cancer. Eur Radiol. 2012;22:1537-46. 20. Razek AA, Elmorsy A, Elshafey M, Elhadedy T, Hamza O. Assessment of mediastinal tumors with diffusionweighted single shot echo-planar MRI. J Magn Reson Imaging. 2009;30:535-40. 21. Baysal T, Bulut T, Gökirmak M, Kalkan S, Dusak A, Dogan M. Diffusion-weighted MR imaging of pleural fluid: differentiation of transudative vs exudative pleural effusions. Eur Radiol. 2004;14:890-6. 22. Inan N, Arslan A, Akansel G, Arslan Z, Elemen L, Demirci A. Diffusion-weighted MRI in the characterization of pleural effusions. Diagn Interv Radiol. 2009;15:13-8. 23. Coolen J, De Keyzer F, Nafteux P, De Wever W, Dooms C, Vansteenkiste J, et al. Malignant pleural disease: diagnosis by using diffusion-weighted and dynamic contrast

difusión poR Resonancia Magnética en el tóRaX

enhancedMR imaging-initial experience. Radiology. 2012;263:884-92. 24. Sugarbaker DJ, Flores RM, Jaklitsch MT, Richards WG, Strauss GM, Corson JM, et al. Resection margins, extrapleural nodal status, and cell type determine postoperative long-term survival in trimodality therapy of malignant pleural mesothelioma: results in 183 patients. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 1999;117:54-63. 25. Gill RR, Umeoka S, Mamata H, Tilleman TR, Stanwell P, Woodhams R, et al. Diffusion-weighted MRI of malignant pleural mesothelioma: preliminary assessment of apparent diffusion coefficient in histologic subtypes. AJR American journal of roentgenology. 2010;195:W125-30. 26. Luna A, Martín T and Sanchez J. Diffusion-Weighted Imaging in the evaluation of lung, mediastinum, heart

65

and chest wall. En: Luna A, Ribes R, Soto JA. Diffusion MRI outside the brain a case-based review and clinical applications. 1st ed. Heidelberg; New York: SpringerVerlag Berlin Heidelberg; 2012. p. 277-304. 27. Laissy JP, Serfaty JM, Messika-Zeitoun D, Ribet A, Chillon S, Steg PG, et al.Cardiac diffusion MRI of recent and chronic myocardial infarction: preliminary results. J Radiol. 2009;90:481-4. 28. Potet J, Rahmouni A, Mayer J, Vignaud A, Lim P, Luciani A, et al. Detection of Myocardial Edema with Low-b-value Diffusion-weighted Echo-planar Imaging Sequence in Patients with Acute Myocarditis. Radiology. 2013 May 21. [Epub ahead of print]doi: 10.1148/radiol.13121811. 29. Sosnovik DE, Wang R, Dai G, Reese TG, Wedeen VJ. Diffusion MR tractography of the heart. J CardiovascMagnReson. 2009;11:47- 61.

rEsoNaNCIa maGNétICa DIfusIÓN EN mama y GINECoLoGÍa

6

Joaquim Barceló Obregóna, b,c*, Joan Carles Vilanova Busquetsa, b, c, Anna Pérez de Tudela i Rodríguezb, Maria Boada Ordisa,c a.

Unidad de Resonancia Magnética, Clínica Girona, Girona, España

b.

Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Santa Caterina, Salt, Girona, España

c.

Departamento de Ciencias Médicas, Facultad de Medicina, Universidad de Girona, Girona, España

RESUMEN: La resonancia magnética (RM) de mama y pelvis es una técnica que juega un papel fundamental en el manejo de la patología mamaria y ginecológica. La imagen de difusión (RM-D) aporta información complementaria a las secuencias convencionales, a la mamografía y ecografía, habiendo demostrado su utilidad en diferentes situaciones clínicas como la caracterización y detección de las distintas patologías, así como en la predicción y monitorización de la respuesta tumoral al tratamiento neoadyuvante. El objetivo de este artículo es mostrar una revisión y actualización de la técnica de difusión en RM y sus aplicaciones clínicas más frecuentes en la mama y ginecología.

Palabras clave: Resonancia magnética; Difusión; Cáncer mama; Resonancia magnética funcional de la pelvis; Coeficiente de difusión aparente. Key words: Magnetic resonance Imaging; Diffusion Imaging; Breast cancer; Functional pelvic MRI; Apparent diffusion coefficient.

INTRODUCCIÓN: Actualmente la resonancia magnética (RM) de mama y pelvis ha logrado convertirse en una técnica de primera línea en el manejo de la patología mamaria y ginecológica.1 La RM convencional con contraste intravenoso evalúa principalmente la morfología y cinética de captación, obteniendo en las lesiones malignas de la mama una alta sensibilidad (S) (89-100% en el carcinoma invasivo) con un alto valor

*Autor para correspondencia: Joaquim Barceló Obregón E-mail: [email protected]

predictivo negativo (VPN), pero con una especifidad (E) moderada (67-92%) debido a que lesiones benignas se pueden comportar como malignas, dando lugar a falsos positivos. 2-4 Esta dificultad se intenta subsanar mediante la búsqueda de nuevas aplicaciones y secuencias que puedan incrementar la E y el valor predictivo positivo (VPP), entre las cuales se encuentra la imagen de difusión (RM-D). La RM-D es relativamente una nueva técnica de imagen funcional que detecta diferencias en el movimiento browniano de las moléculas de agua en los tejidos, ofreciendo un análisis cualitativo y cuantitativo de su difusión según las características estructurales intrínsecas de los mismos (celularidad e integridad de las membranas celulares).1,2,5,6 Debido a esta capacidad, la RM-D es útil en distintos escenarios clínicos como son la caracterización entre lesiones benignas y malignas, la detección tumoral, la predicción y monitorización en la respuesta terapéutica y el seguimiento posquirúrgico para detectar recidivas. Este artículo pretende realizar una revisión y actualización de la RM-D en la mama y ginecología para el manejo de las patologías mas frecuentes.

TÉCNICA Y PRINCIPIOS DE INTERPRETACIÓN: La RM-D es una técnica de adquisición rápida, que no irradia, sin uso de contraste exógeno y que está disponible en todos los equipos de RM de alto campo. Respecto a la mama, variaciones pequeñas (5,5%) en el ADC (acrónimo en inglés “Apparent Diffusion Coefficient”, coeficiente de difusión aparente) durante la fase final del ci-

68

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

clo menstrual han sido constatadas por algunos autores en el tejido fibroglandular normal debido al edema estromal. El valor del ADC del tejido fibroglandular normal oscila entre 1,51-2,37 x 10 -3 mm2 /s.7

Para evitar errores de interpretación se recomienda la superposición de las imágenes morfológicas con las funcionales (con los mapas paramétricos del ADC y las imágenes de la RM-D), así como valorarlas conjuntamente con las imágenes de la ecografía y mamografías. El uso de histogramas refleja mejor la heterogeneidad del tumor.1,2

En pacientes premenopáusicas se recomienda realizar la prueba de RM de mama entre el dia 5 y 12 del ciclo menstrual y en posmenopáusicas suspender el tratamiento hormonal sustitutivo durante 6-8 semanas. Durante la segunda semana del ciclo el ADC es ligeramente menor debido al reducido contenido de agua de la mama.1,2

APLICACIONES EN LA MAMA Diferenciación entre lesiones benignas y malignas

Rubesova et al 8 no obtuvieron diferencias significativas en el ADC de las lesiones estudiadas con RM-D antes y después de administrar gadolinio, pero es preferible realizar la adquisición de la RM-D antes del gadolinio para evitar problemas o efectos no deseados en la interpretación de los resultados.

Existen numerosos estudios publicados que demuestran diferencias significativas en el ADC entre lesiones benignas y malignas.1-8,11,12 Tabla 1. En las malignas generalmente el ADC es menor que en las benignas debido básicamente a un aumento de la celularidad con integridad de membranas conservadas que conlleva una restricción de la difusión del agua intersticial. Tsushima et al 13 en un metanálisis demuestra una S y E de la técnica del 89% y 77% respectivamente (Fig. 1 y 2).

En RM-D se utiliza una secuencia EPI (spin echo-single shot echo planar image), que tanto en mama como en pelvis es preferible realizarla en el plano axial, con supresión selectiva espectral de la grasa, y con técnicas en paralelo para reducir artefactos. Algunos autores también añaden en la pelvis el plano sagital y oblicuo coronal siguiendo el eje longitudinal del útero.1,2,9,10,11

Dependiendo del umbral de corte elegido varía la S y E de la RM-D.2,5,6,14 En general cuanto más bajo sea el umbral, la E aumenta y la S disminuye. Según Marini et al 15 con un umbral de 1,1 x 10 -3 mm2/s la S es del 80% y la E del 81%, pero si el umbral es de 1,31 x 10 -3 mm2 la S es del 100% y la E del 67%. Tabla 2.

El valor b óptimo no ha sido aún consensuado y según la literatura varía entre 500 y 1500 s/mm2, aunque los valores más utilizados son entre 600 y 800 s/mm2 en mama y entre 800 y 1000 s/mm2 en la pelvis.1,9,10,11

Partridge et al 16 muestran que con factor b de 0 y 600 s/mm2, y aplicando un umbral de corte de 1,8 x 10 -3 mm2 /s, en la RM-D la S fue del 100% con un VPP del 47% vs el 37% para la RM estándar con contraste endovenoso, con lo cual concluyen que, se podría haber evitado el 33% de las biopsias en lesiones benignas sin dejar de detectar ningún cáncer. En este estudio la RM-D incrementa el VPP de forma similar tanto en captaciones tipo masas como en no masas.

Según Kuroki y cols. en la mama el contraste óptimo entre cáncer y tejido normal se consigue con un factor b de 1000 s/mm2, pero se reduce la S para pequeñas lesiones debido a la baja relación señal/ruido junto a la poca resolución espacial propia de la técnica.12 La E (diferenciar entre benignidad y malignidad) no se ve afectada según el valor b, pero sin embargo el valor de corte de ADC elegido como umbral (“cut-off”) sí varia dependiendo del valor b. Tampoco se mejora la E realizando múltiples factores b, por lo que se considera razonable utilizar sólo dos.1,2,12

Lo et al 4 , en un equipo de 3T, objetivan que con un umbral de corte ADC de 1,2 x 10,3 mm2, la S/E para la RM con contraste dinámico, imagen de difusión (valoración cualitativa) y ADCC (valoración cuantitativa), fue de 95%/91%, 95%/63% y 90%/91% respectivamente. Varios autores demuestran

Se debe evitar colocar la región de interés (ROI) en zonas necróticas, quísticas, hemáticas y fibróticas.1,2,11

Resultados publicados del ADC entre lesiones benignas y malignas de mama Autor

MEDIA ADC (x 10-3 mm2/s) LESIONES BENIGNAS

LESIONES MALIGNAS

Guo et al

1,57 ± 0,23

0,97 ± 0,2

Woodhams et al6

1,51 ± 0,06

1,12 ± 0,24

Marini et al15

1,48 ± 0,37

0,95 ± 0,18

Pereira et al

1,50 ± 0,34

0,92 ± 0,26

25

Tozaki et al

1,19 ± 0,42

0,73 ± 0,24

Barceló et al2

1,60 ± 0,52

1,12 ± 0,25

1,48 ± 0,45

1,02 ± 0,23

1,51 ± 0,06

0,96 ± 0,02

5

14

KuroKi et al3 Rubesova et al

8

Tabla 1. Abreviatura: ADC, coeficiente de difusión aparente

Resonancia Magnética difusión en MaMa y ginecología

Figura 1: Carcinoma ductal infiltrante de alto grado. A y B) En el estudio dinámico postcontraste se visualiza en la mama derecha una tumoración sólida mal definida con curva tipo 3 en el mapa en color. C) En la imagen de difusión la lesión es hiperintensa. D) En el mapa paramétrico del ADC con escala de colores, la lesión muestra un ADC de 1,1 x 10 -3 mm2/s (color verde) debido a la restricción de la difusión del agua.

Figura 2: Fibroadenoma mama izquierda. A) En corte axial en difusión se aprecia una pequeña tumoración sólida bien delimitada e hiperintensa. B) En el mapa paramétrico del ADC en escala de grises la lesión es hiperintensa dado que no existe restricción de la difusión. C) En el mapa paramétrico del ADC en color la lesión es roja ya que el valor es de 2,043 x 10-3 mm 2.

69

70

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

umbral de corte publicado del ADC para distinta sensibilidad y especificidad en la mama Autor Guo et al Woodhams et al 6 Marini et al 15 Pereira et al 14 Tozaki et al 25 Barceló et al 2 Lo et al 4 Yabuuchi et al 18 Rubesova et al 8 5

UMBRAL ADC (x 10-3 mm2/s)

S (%)

E (%)

1,30 1,60 1,10 1,24 1,13 0,95 1,20 1,10 1,13

93 93 80 92 97 52 90 92 86

88 46 81 96 56 100 91 86 86

Tabla 2. Abreviaturas: ADC, coeficiente de difusión aparente; S, sensibilidad; E, especificidad

que añadiendo la RM-D a la RM estándar se mejora la E en un 13,5%, pasando del 75,7% al 89,2%17. Yabunchi et al 18,19 obtienen una S del 92% y una E del 86% en la caracterización de lesiones con captación de contraste tipo masas, las cuales tienen un ADC menor que las lesiones tipo no masas (ej. Carcinoma intraductal, carcinoma lobulillar), posiblemente causado por la interposición de tejido glandular normal y grasa en el interior del área de captación. Existen diferentes valores del ADC según el subtipo histológico. Así el ADC en el carcinoma intraductal es significativa-

mente mayor que en el infiltrante (pero menor que las benignas), debido a su distribución celular en el interior del ducto y a una menor densidad celular.1,3,6 Otros autores no encuentran diferencias significativas.2 En la RM-D los falsos negativos publicados son: el carcinoma mucinoso (sobretodo el puro) debido a la mucina y la baja celularidad, los tumores con necrosis, el tumor filoides maligno, carcinoma apocrino, carcinoma micropapilar, carcinoma escirro, carcinomas intraductales, o los carcinomas invasivos con poca densidad celular y bien diferenciados.1-8,11

Figura 3: Carcinoma ductal infiltrante de alto grado con buena respuesta a la quimioterapia. En la fila superior se aprecia la tumoración sólida de mama derecha antes del tratamiento con quimioterapia neoadyuvante. En A) se aprecia la captación del contraste con curva tipo 2 en el mapa en color, en B) la imagen es hiperintensa en difusión y en C) el mapa paramétrico del ADC muestra un color verde en la lesión con un valor de 1,08 3 x 10 -3 mm 2. En la fila inferior, las imágenes después de un ciclo de quimioterapia neoadyuvante. En D) la tumoración no disminuye de tamaño pero muestra una falta de captación (perfusión) del contraste y con una buena respuesta a la quimioterapia ya que la lesión ahora es hipointensa en difusión (E) y con un valor del ADC de 1,75 3 x 10 -3 mm 2 (F). La tumoración presentó una remisión completa al finalizar los ciclos de quimioterapia.

Resonancia Magnética difusión en MaMa y ginecología

Entre los falsos positivos se encuentran: la hiperplásia ductal con atípias, el papiloma, la adenopatía intramamaria, el adenoma, hematomas, mastitis, abscesos, quistes hemorrágicos o con alto contenido proteico, ductos rellenos de material espeso o sangrado, algún fibroadenoma y la enfermedad fibroquística (por la alta densidad celular y reacción inflamatoria que pueden disminuir el ADC).1-8,11 Existe una correlación inversamente proporcional entre el valor del ADC y el índice de proliferación celular (Ki-67) y el grado nuclear (GN). Los tumores con Ki-67 elevado y GN alto, muestran un ADC inferior que aquellos con menor Ki-67 y GN.20 Estos resultados se explican por el aumento de mitosis y densidad celular, que traduce una mayor agresividad tumoral y consecuentemente un ADC menor. También se ha publicado que ADC bajos están asociados con tumores más grandes y con metástasis ganglionares. 20 Hay artículos que demuestran diferencias significativas entre el ADC según los distintos marcadores inmunohistoquímicos de los tumores. Así, los valores del ADC fueron más altos en receptores estrogénicos (RE) negativos que en los positivos (1,11 vs 1,05 x 10 -3 mm2 /s). El valor más elevado del ADC fue para los HER 2 positivos (1,19 x 10 -3 mm2 /s).21

71

Otros investigadores muestran un ADC más alto en los cánceres triples negativos que en otros subtipos de cáncer invasivo (RE positivos y HER 2 positivos) con unos valores de 1,03; 0,89 y 0,84 x 10 -3 mm2/s respectivamente.22

Detección tumoral Patridge et al 23, demuestran que en la mayoría de carcinomas ocultos a la mamografía y clínica, son visibles e hiperintensos en la RM-D, con un VPN del 98% utilizando un umbral de 1,6 x 10 -3 mm2 /s. Yabauchi et al 24 en pacientes con cáncer de mama no palpable y asintomáticas, observó que empleando la RM-D junto con secuencias T2, se obtiene una S algo menor que con la RM estándar con contraste dinámico pero superior a la mamografía. Por tanto la RM-D podría ser una alternativa atractiva y rápida con una alta S, para evitar el uso de contraste endovenoso en pacientes de alto riesgo que precisan una RM de cribaje. Otros autores publicaron que el 20% de las lesiones malignas identificadas con RM estándar con contraste no son visualizadas con RM sin contraste y con RM-D. 24 Tozaki et al 25 publicaron que el 32% de los carcinomas intraductales

Figura 4: Adenocarcinoma endometrial. A) axial T2 con supresión de grasa donde se aprecia un engrosamiento focal sólido hiperintenso del endometrio pero con dificultad para precisar si hay o no infiltración del miometrio. B) En las imágenes de difusión se muestra una lesión hiperintensa con infiltración del miometrio de más del 50%, estadio 1B, como después se confirmó en la pieza quirúrgica. C) Mapa paramétrico del ADC en escala de grises mostrando la lesión hipointensa con un ADC de 0,7 3 x 10 -3 mm2 debido a la restricción de la difusión. D) Mapa paramétrico del ADC en escala de color en el cual la lesión es verde-azul indicativo de valores bajos.

72

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

con captación del tipo no masas, no son detectados en la RM-D (por lo que se trata de falsos negativos de esta técnica). Posiblemente estos datos se mejoren en el futuro con equipos de 3Teslas o superiores, con mejor relación señal/ ruido y resolución espacial.

Predicción y monitorización de la respuesta al tratamiento La RM-D puede detectar cambios precoces en el interior del tumor tras el primer ciclo de quimioterapia neoadjuvante antes de que se produzcan cambios morfológicos (RECIST) y de captación del contraste, obteniéndose una elevación mayor del ADC en pacientes que presumiblemente conseguirán una respuesta completa comparado con el ADC de aquellos pacientes en los que habrá enfermedad residual. Así pues, la elevación del ADC indica una buena respuesta al tratamiento, y se relaciona con lisis, destrucción celular, pérdida de la integridad de membranas y aumento del espacio intersticial, que contribuyen a un aumento en la movilidad y difusión del agua. 26 (Fig. 3) Los tumores con valores ADC bajos en la RM-D previa al tratamiento, responden mejor a la quimioterapia que los tumores con ADC altos, posiblemente porque estos últimos son tumores necróticos, hipóxicos y pobremente perfundidos, y por tanto menos sensibles a la quimioterapia endovenosa.27 Woodhams et al 28 publicaron que en la RM-D existe una precisión del 96% para detectar lesión tumoral después de la quimioterapia neoadyuvante en comparación con el 89% de la RM con contraste endovenoso.

APLICACIONES EN GINECOLOGÍA Cáncer de endometrio Es la neoplasia ginecológica más frecuente, típicamente ocurre en mujeres posmenopáusicas y se suele presentar como un sangrado uterino. En el 90% de los casos se trata de adenocarcinomas (70%).10 En la RM convencional (sobretodo T2), en ocasiones el cáncer es indistinguible del miometrio normal, pero la RM-D valora y delimita con más precisión la extensión exacta del tumor en profundidad ya que el tumor es hiperintenso y el miometrio hipointenso. 9,10 Según algunos autores esta precisión es incluso mayor que las secuencias con contraste endovenoso. 29 (Fig. 4) En RM-D tanto el endometrio normal como el cáncer endometrial son hiperintensos, pero en el primero el valor medio del ADC es de 1,31 ± 0,11 y el del segundo de 0,77 ± 0,12 x 10 -3 mm2 /s. El ADC del miometrio normal es de 1,52 ± 0,21 x 10 -3 mm2 /s.10,30 KilicKesmez et al proponen un umbral de corte de 1,053 mm2/s ADC para diferenciar lesiones benignas y malignas, con una S, E y precisión de 95,8, 94,5 y 94% respectivamente.31 Respecto al grado histológico, los tumores de alto grado a menudo muestran un ADC más bajo que los de bajo grado.32

Cáncer de cérvix Los tipos histológicos mas comunes son el escamoso (8090%) y el adenocarcinoma (5-20%), que se originan de una lesión premaligna en la unión escamocolumnar y el diagnóstico suele ser clínico mediante exploración física y biopsia.10 El virus del papiloma humano es el principal agente causal. En las secuencias potenciadas en T2 la señal del tumor suele ser más alta que el estroma cervical normal. En la estadificación y planificación del tratamiento las secuencias T2 en ocasiones sobreestiman el tamaño de la lesión debido al edema y/o inflamación peritumoral, por lo que la RM-D es muy útil en la delimitación exacta de los bordes tumorales ya que tiene una alta resolución de contraste 9,10,33 (Fig. 5). Según MC Veigch et al, el valor ADC en el cáncer de cérvix fue de 1,09 ± 0,2 x 10 -3 mm2 y por tanto inferior al tejido cervical normal que fue de 2,09 ± 0,46 x 10 -3 mm2 /s.34 Tras la quimioterapia y/o radioterapia neoadyuvante, el cáncer de cérvix localmente avanzado con buena respuesta logra reducir e incluso alcanzar valores normales del ADC antes de la reducción del tamaño tumoral y esto es debido a la apoptosis celular. Por tanto la RM-D es una técnica funcional muy prometedora en la monitorización y predicción de la respuesta al tratamiento.10, 35 En cambio la secuencia T2 es poco específica (22-38%) debido a que el edema, la inflamación y la necrosis postratamiento también elevan la intensidad de señal simulando tumor. El estudio dinámico con gadolinio mejora la E (67%) pero los cambios en la perfusión son más tardíos que las de la difusion. 9,10,35

Leiomiomas y sarcomas uterinos La mayoría de leiomiomas contienen colágeno y músculo liso, por lo que son hipointensos en T2 y bien definidos. En la RM-D son hipointensos debido al “efecto T2 blackout” (pérdida de señal en T2), es decir son hipointensos en la imagen de difusión debido a la hipointensidad en T2. Los leiomiomas degenerados pueden mostrar alta señal en T2 y baja señal en difusión (ADC alto) debido a la gran cantidad de agua y edema que contienen, pero los leiomiomas celulares (altas densidades celulares por células de músculo liso compactas con poco o nada de colágeno) pueden ser indistinguibles de los sarcomas dado que ambos frecuentemente presentan alta señal en T2 y difusión con valores ADC bajos.9,36 Takeuchi et al. publicaron que los tumores malignos (sarcomas) tienen un ADC significativamente inferior (0,79 ± 0,26 x 10 -3 mm2) que los leiomiomas benignos (1,51 ± 0,33 x 10 -3 mm2), que los leiomiomas degenerados (1,6 ± 0,3 x 10 -3 mm2) y que los leiomiomas celulares (1,18 ± 0’16 x 10 -3 mm2), por lo que el ADC ayuda a diferenciar benignidad de malignidad. 37

Tumores ováricos Respecto a los tumores ováricos, la RM-D y el correspondiente ADC, no son útiles para distinguir entre tumores benignos y malignos, tanto en los quísticos, como en los sólidos y

Resonancia Magnética difusión en MaMa y ginecología

73

Figura 5: Carcinoma escamoso de cérvix. A y B) Secuencias potenciadas en T2 en sagital y coronal donde se visualiza en cérvix uterino una tumoración sólida con un diámetro máximo de 5,4 cm infiltrando los parametrios de forma bilateral. C) En la imagen de difusión la tumoración es hiperintensa. D) En el mapa paramétrico en color del ADC, la lesión muestra un valor disminuido de 1,05 3 x 10 -3 mm2indicando restricción de la difusión.

en los complejos debido a la gran variabilidad y heterogeneidad de sus componentes (Fig. 6). Por un lado, la mayoría de tumores ováricos malignos y las masas quísticas ováricas benignas que contienen sangre (endometriomas), grasa y sustancias queratinoides (teratomas quísticos maduros) o pus (abscesos), pueden mostrar alta intensidad en las imágenes de difusión y un valor bajo de ADC. Pero, por otro lado, algunas lesiones malignas no son hiperintensas en difusión (adenocarcinoma seroso, zonas sólidas del adenocarcinoma de células claras) y algunos benignos (adenoma mucinoso, endometriosis polipoidea) pueden presentar hiperintensidad en difusión. Además existe una superposición de valores del ADC, no existiendo diferencias significativas entre lesiones benignas y malignas con RM-D. Lo mejores parámetros para caracterizar y diferenciar benignidad de malignidad es la RM estándar con secuencias T1, T2 y T1 con supresión de grasa9,10, 38

Diseminación peritoneal La cavidad peritoneal es un lugar frecuente de diseminación metastásica y de recurrencia tumoral, especialmente del cáncer de ovario.9,10 La capacidad multiplanar de la RM tiene la ventaja de detectar siembras subdiafragmáticas. En el análisis cualitativo de la RM-D los implantes son hiperintensos y en el cuantitativo tienen un valor de ADC bajo. Fujii et al. demostraron que la RM-D tiene una alta S (90%) y E (95’5%) en la evaluación de la diseminación peritoneal, detectando implantes de hasta 5 mm de tamaño, siendo los resultados iguales o superiores que los obtenidos con TC o RM estándar con contraste endovenoso.9, 39 Estas técnicas permiten determinar con precisión la localización de los implantes, de tal manera que la cirugía y/o la biopsia estén bien dirigidas.

74

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 6: Cistoadenocarcinoma de ovario. A y B) Secuencias potenciadas en T2 en sagital y axial supresión grasa, apreciándose una gran tumoración pélvica lobulada y bien delimitada, heterogénea, hiperintensa en T2, con zonas quísticas y sólidas. C) En difusión en el plano axial, en las zonas sólidas del tumor la lesión es hiperintensa. D) En el mapa paramétrico ADC en color se confirma una restricción de la difusión en las zonas sólidas con un ADC de 0,87 3 x 10 -3 mm 2, pero no en las quísticas. E y F) Adenopatias paraaórticas metastásicas aumentadas de tamaño y con restricción de la difusión, siendo hiperintensas en la imagen de difusión y verdes en mapa ADC en color con un valor de 1,06 x 10 -3 mm 2 (flechas).

Evaluación de adenopatias La presencia de adenopatías metastásicas es de gran importancia en pacientes con cánceres ginecológicos, influyendo de forma significativa en la estadificación, cirugía y pronóstico. Con los criterios morfológicos utilizados hasta ahora (10 mm en el eje corto), tanto la RM como el TC tienen una variación de sensibilidad entre el 24-73%. En la RM-D tanto los ganglios negativos (benignos) como las metastásicos muestran hiperintensidad y valores bajos de ADC, debido a la alta celularidad de ambos, por lo que no es una técnica útil para incrementar la especifidad, pero sí permite identificar más ganglios pequeños con respecto a la RM estándar sobretodo en valores b altos, evitando extensas linfadenectomías. 9,40 Chen et al 41 demuestra que el valor de ADC en ganglios metastásicos es significativamente menor que en ganglios hiperplásicos con un ADC de 1,04 mm2/s frente a 1,28 x 10 -3 mm2/s. Usando un umbral de corte ADC de 1,15 x 10 -3 mm2/s obtiene una S de 83,3%, una E de 74,7% y una precisión de 78,4%. Combinando criterios morfológicos y funcionales se logra incrementar la S y la E de la RM.

Otras lesiones Endometriomas y Endometriosis: Los quistes endometriales (endometriomas) y el tejido endometrial ectópico (endometriosis) con productos hemorrágicos acortan el T1 y pueden mostrar una restricción de la difusión con descenso del ADC.9 Torsión anexial: Se refiere a la torsión del ovario, de las trompas de Falopio, o de ambas. Al principio se produce un estasis venoso pero cuando el aporte arterial se afecta

de forma importante se produce una necrosis hemorrágica, observándose un engrosamiento de las paredes y del contenido interno de ovario, trompas o del tumor quístico torsionado, sin captación del contraste, con hiperintensidad heterogénea en difusión y valor bajo del ADC, debido a la necrosis y los coágulos.42 La RM-D no es útil para diferenciar entre torsión tubárica, hematosalpix y abscesos tuboováricos. Abscesos tuboováricos: Es una complicación tardía de la enfermedad inflamatoria pélvica con producción de abscesos y procesos inflamatorios en trompas y ovarios. Los abscesos se presentan con señal alta o intermedia en T2, hiperintensidad en difusión y valores bajos del ADC, debido al material viscoso, macromoléculas y la alta concentración de proteínas del pus.43

CONCLUSIÓN En la patología de mama y ginecológica, la RM-D es una técnica no invasiva que aporta información funcional adicional útil sobre la microestructura de los tejidos. Debe de interpretarse junto a la clínica, las imágenes morfológicas y dinámicas de la RM estándar y con otras pruebas diagnósticas para no cometer errores. En general el ADC es menor en las lesiones malignas que en las benignas existiendo un cierto solapamiento en los valores obtenidos. Es una técnica que muestra un gran potencial en diferentes situaciones clínicas, tanto en la detección y diagnóstico, como en la evaluación de la respuesta al tratamiento neoadyuvante. Sin embargo, la falta de estandarización de protocolos en la adquisición de datos y análisis de los mismos, hacen que

Resonancia Magnética difusión en MaMa y ginecología

sea difícil la comparación y reproducibilidad de los resultados obtenidos en diferentes centros en el momento actual. 16.

BIBLIOGRAFÍA 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

Brandâo A, Lehman C, Partridge S. Breast Magnetic Resonance Imaging: Diffusion-Weighted Imaging. Magn Reson Imaging Clin N Am. 2013; 21: 321-336. Barceló J, Vilanova J.C, Albanell J, Ferrer J, Castañer F, Viejo N et al. Resonancia magnética de mama: utilidad de la difusión para diferenciar entre lesiones benignas y malignas. Radiología. 2009; 51: 469-476. Kuroki Y, Nasu K, Kuroki S, Murakami K, Hayashi T, Sekiguchi R et al. Diffusion-weighted imaging of breast cáncer with sensitivity encoding technique: analysis of the ADC value. Magn Reson Med Sci. 2004; 3:79-85. Lo GG, Ai V, Chon JK, Li Kw, Cheung PS, Wong TT, et al. Diffusion weighted magnetic resonance imaging of breast lesions: first experiences at 3T. J Comput Assist Tomogr. 2009; 33: 63-9. Guo Y, Cai YQ, Cai ZL, Gao YG, An NY,Ma L. Differentiation of clinically benign and malignant breast lesions using diffusion-weighted imaging. J Magn Reson Imaging. 2002; 16:172-8. Woodhams R, Matsunaga K, Kan S, Hata H, Ozaki M, Iwabuchi K, et al. AD mapping of benign and malignant breast tumors. Magn Res Med Sci. 2005; 4: 35-42. Partridge SC, McKinnon GC, Henry RG, Hylton NM. Menstrual cycle variation of apparent diffusion coefficients measured in the normal breast using MRI. J Magn Reson Imaging. 2001; 14(4): 433-8. Rubesova E, Grell AS, De Maertelaer V, Metens T, Chao SL, Lemort M. Quantitative diffusion imaging in breast cancer: a clinical prospective study. Clinical prospective study. J Magn Reson Imaging. 2006; 24: 319-24. Coutinho A, Krishnanaj A, Pires C, Bittencourt L, Guimarâes A. Pelvic applications of diffusion Magnetic Resonance Images. Magn Reson Imaging Clin N Am. 2011; 19: 133-157. Brandâo A, Oliveira A. Diseases of the female pelvis. Advances in imaging evaluation. Magn Reson Imaging Clin N Am. 2013; 21: 447-469. Barceló J, Vilanova J.C, Luna A. DWI of the breast. En Luna A. Ribes R, Soto JA, editores. Diffusion MRI outside the brain.. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012. p 203-228 Kuroky Y, Nasu K. Advances in breast MRI: diffusionweighted Imaging of the breast. Breast Cancer. 2008; 15(3): 212-7. Tsushima Y, Takahashi-Taketomi A, Endo K. Magnetic resonance (MR) differential diagnosis of breast tumors using apparent diffusion coefficient (ADC) on 1.5T. J Magn Reson Imaging. 2009; 30(2): 249-55. Pereira FP, Martins G, Figueiredo E, Domingues MN, Domingues RC, Da Fonseca LM, et al. Assessment of breast lesions with diffusion-weighted MRI: comparing use of different b values. AJR Am J Roentgenol. 2009; 193: 1030-5. Marini C, lacconi C, Giannelli M, Cilotti A, Moretti M, Bartolozzi C. Quantitative diffusion-weighted MR imag-

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

75

ing in the differential diagnosis of breast lesion. Eur Radiol. 2007; 17: 2646-55. Partridge SC, DeMartini WB, Kurkand BF, Eby PR, White SW, Lehman CD. Quantitative diffusion-weighted imaging as an adjunct to conventional breast MRI for improved positive predictive value. AJR Am J Roentgenol. 2009; 193(6): 1716-22. Kul S, Cansu A, Alhan E, Dinc H, Gunes G, Reis A. Contribution of diffusion-weighted imaging to dynamic contrast-enchanced MRI in the characterization of breast tumors. AJR Am J Roentgenol. 2011; 196: 210-7. Yabuuchi H, Matsuo Y, Okafuji T, Kamitani T, Soeda H, Setoguchi T, et al. Enhanced mass on contrast-enhanced breast MR imaging: lesion characterization using combination of dynamic contrast-enhanced and diffusion-weighted MR images. J Magn Reson Imaging. 2008; 28(5): 1157-65. Yabuuchi H, Matsuo Y, Kamitani T, Setoguchi T, Okafugi T, Soeda H, et al. Non-masslike enhancement on contrastenhanced breast MR Imaging: lesion characterization using combination of dynamic contrast-enhanced and diffusionweighted MR images. Eur J Radiol. 2010; 75(1): e126-32. Razek AA, Gaballa G, Denewer A, Nada N. Invasive ductal carcinoma: correlation of apparent diffusion coefficient value with pathological prognostic factors. NMR Biomed. 2010; 23: 619-23. Martincich L, Deantoni V, Bertotto I, Redana S, Kubatzki F, Sarotto I, et al. Correlations between diffusionweighted imaging and breast cancer biomarkers. Eur Radiol. 2013; 22: 1519-28. Youk JH, Son EJ, Chung J, Kim JA, Kim EK. Triple-negative invasive breast cancer on dynamic contrast-enhanced and diffusion-weighted MR imaging: comparison with other breast cancer subtypes. Eur Radiol. 2013; 22: 1724-34. Patridge SC, Demartini WB, Kurland BF, Eby PR, White SW, Lehmann CD. Differencial diagnosis of mamographically and clinically occult breast lesions en diffusion MRI. J Magn Reson Imaging. 2010. 31: 526-70. Yabuuchi H, Matsuo Y, Sunami S, Kamitani T, Kawanami S, Setoguchi T, et al. Detection of non-palpable breast cancer in asymptomatic women by using unenhanced diffusion-weighted and T2-weighted MR Imaging: comparison with mammography and dynamic contrast-enhanced MR Imaging. Eur Radiol. 2011; 21(1): 11-7. Tozaki M, Fukuma E. 1H MR spectroscopy and diffusionweighted imaging of the breast: are they useful tools for characterizing breast lesions before biopsy? AJR Am J Roentgenol. 2009; 193: 840-9. Pickles MD, Gibbs P, Lowry M, Tumbull LW. Diffusion changes precede size reduction in neoadjuvant treatment of breast cancer. Magn Reson Imaging. 2006; 24(7): 843-7. Park SH, Moon WK, Cho N, Song IC, Chang JM, Park IA, et al. Diffusion-weighted MR imaging: pretreatment prediction of response to neoadjuvant chemotherapy in patients with breast cancer. Radiology. 2010; 257(1): 56-63. Woodhams R, Kakita S, Hata S, Iwabuchi K, Kurami M, Gautam S, et al. Identification of residual breast carcinoma following neoaduvant chemotherapy: diffusion imaging comparasio with contrast-enhanced MR imaging and pathologic findings. Radiology. 2010; 254: 357-66

76

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

29. Rechichi G, Galimberti S, Signorelli M, Perego P, Valsecchi MG, Sironi S. Myometrial invasion in endometrial cancer: diagnostic performance of diffusion-weighted MR imaging at 1.5 T. Eur Radiol. 2010; 20(3): 754-62. 30. Rechichi G, Galimberti S, Signorelli M, Perego P, Valsecchi MG, Sironi S. Endometrial cancer: correlation of apparent diffusion coefficient with tumour grade, depth of myometrial invasion, and presence of lymph node metastases. AJR Am J Roentgenol. 2011; 197(1): 256-62. 31. Kilickesmez O, Bayaramoglu S, Inci E, Cimilli T, Kayahan A. Quantitative diffusion-weighted magnetic resonance imaging of normal and diseased uterine zones. Acta Radiol. 2009 Apr; 50(3): 340-7. 32. Tamai K, Koyama T, Saga Tl, Umeoka S, Mikami Y, Fujii S, et al. Diffusion-weighted MR imaging of uterine endometrial cancer. J Magn Reson Imaging. 2007; 26: 682-7. 33. NicoletV, Carignan L, Bourdon F, Prosmanne O. MR Imaging of cervical carcinoma: a practical staging approach. Radiographics. 2000; 20: 1539-49. 34. McVeigh PZ, Syed AM, Milosevic M, Haider MA. Diffusion-weighted MRI in cervical cancer. Eur Radiol. 2008; 18: 1058-64. 35. Nakai A, Koyama T, Fujimoto K, Togashi K. Functional MR imaging of the uterus. Magn Reson Imaging Clin N Am. 2008; 16: 673-84. 36. Tamai K, Koyama T, Saga T, Norisawa N, Fujimoto K, Mikami Y, et al. The utility of diffusion-weighted MR Im-

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

aging for differentiating uterine sarcomas from benign leiomyomas. Eur Radiol. 2008; 18: 723-30. Takeuchi M, Matsukaki K, Nishitani H. Hyperintense uterine myometrial masses on T2-Weighted magnetic resonance imaging: differentiation with diffusion-weighted magnetic resonance imaging. J Comput Assist Tomogr. 2009; 33(6): 834-7. Fujii S, Kakite S, Nishihara K, Kanasaki Y, Harada T, Kigawa J, et al. Diagnostic accuracy of diffusion-weighted imaging in differentiating benign from malignant ovarian lesions. J Magn Reson Imaging. 2008; 28(5): 1149-56. Fujii S, Matsusue E, Kanasaki Y, Kanamori Y, Nakamishi J, Sugihara S, et al. Detection of peritoneal dissemination in gynecological malignancy: evaluation by diffusion-weighted MR Imaging. Eur Radiol. 2008; 18: 18-23. Roy C, Bierry G, Matau A, Bazilla G, Pasquali R. Value of diffusion-weighted imaging to detect small malignant pelvic Lymph nodes at 3 T. Eur Radiol. 2010; 20(8): 1803-11. Chen YB, Liao J, Xie R, Chen GL, Chen G. Discrimination of metastatic from hyperplasic pelvic lymph nodes in patients with cervical cancer by diffusion-weighted magnetic resonance imaging. Abdom Imaging. 2009 Fujji S, Kaneda S, Kakite S, Kanasaki Y, Matsusue E, Harada T, et al. Diffusion-weighted imaging findings of adnexal torsion: initial results. Eur J Radiol. 2009. Li W, Zhang W, Cui Y, Zhang P, Wu X. Pelvic inflammatory disease: evaluation of diagnostic accuracy with conventional MR with added diffusion-weighted imaging. Abdom imaging. 2012. DOI: 10. 1007.

DIfusIÓN CoN rEsoNaNCIa maGNétICa EN EL HÍGaDo

7

Enrique Ramón Botellaa, Lidia Alcalá Matab, Antonio Luna Alcalác a.

Sección de Radiología Abdominal. Servicio de Radiodiagnóstico. Hospital General Universitario Gregorio Marañón, Madrid, España

b.

Unidad de RM de cuerpo. SERCOSA. Clínica Las Nieves, Jaén, España

c.

Responsable de RM. Grupo Health Time. Clínica Las Nieves, Jaén, España

INTRODUCCIÓN

dirección, obligada por la estructura tisular, donde el movimiento es anisotrópico, como sucede en las fibras nerviosas.

En el momento actual, la imagen potenciada en difusión (Diffusion Weighted imaging -DWI-) forma parte de cualquier protocolo de exploración del abdomen y, en particular, del hígado. Gracias a distintos desarrollos técnicos ha sido posible su uso fuera del sistema nervioso central. Junto al resto de las secuencias morfológicas, mejora la detección y la caracterización de las lesiones hepáticas, siendo especialmente útil en aquellos pacientes en los que no está indicada la administración de contraste intravenoso, principalmente cuando existe el riesgo de fibrosis sistémica nefrogénica.

Por lo tanto, en el hígado, la secuencia de difusión es capaz de detectar cómo se mueve el agua del espacio extracelular, en cualquier dirección y detectar si existe una ocupación de este compartimento que provoque una disminución del movimiento libre del agua en el mismo. Esto sucede más frecuentemente por un aumento de celularidad, bien por la existencia de lesiones hipercelulares o alternativamente, por ocupación del intersticio por macromoléculas, como ocurre en lesiones con alto contenido proteico.

En la siguiente revisión se hace referencia a los métodos de adquisición y las principales aplicaciones clínicas en el estudio de la enfermedad hepática de esta técnica funcional.

CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE LA DIFUSIÓN Y DISEÑO DE LA SECUENCIA La difusión es capaz de detectar el movimiento del agua libre en los tejidos, que ocurre en distintos compartimentos, tales como el espacio intracelular, extracelular (intersticial-extravascular) y el intravascular. En general, el porcentaje de la difusión del agua en los compartimentos intravascular e intracelular es más reducido, y por lo tanto, la mayor parte de la señal generada en la secuencia de difusión se debe al movimiento del agua en el espacio extracelular. Sin embargo, en el caso del hígado, la señal proveniente del compartimento intravascular puede ser relevante en determinadas ocasiones. El agua, dependiendo del tejido que se estudie puede desplazarse en cualquier dirección del espacio, como ocurre en el hígado, generando lo que se denomina un movimiento isotrópico, al contrario de cuando solo se mueve en una sola *Autor para correspondencia: Enrique Ramón Botella E-mail: [email protected]

El mayor inconveniente de la DWI es la variabilidad que existe en cuanto al diseño de la secuencia, no sólo en relación con los parámetros básicos utilizados, sino también en relación a cuántos y cuáles son los valores b más apropiados, ya que de su selección depende el postproceso para la obtención del mapa del coeficiente de difusión aparente (ADC). La ausencia de estandarización de la secuencia de DWI, hace difícil establecer los valores de referencia de cada una de las lesiones focales hepáticas.1 Con más frecuencia se utiliza una secuencia eco-planar (single shot spin echo echo planar imaging -SS SE EPI-), utilizando antenas multicanal. Sin embargo, nos encontramos con varios inconvenientes, es una secuencia que se va a ver muy afectada por los movimientos del paciente y por los artefactos de susceptibilidad magnética y además posee una pobre relación señal-ruido (SNR) y escasa resolución espacial, por lo que el diseño de nuestra secuencia debe ir orientado hacia la resolución de estos problemas.1,2 De esta forma debemos: a) Utilizar secuencias con supresión grasa que amplían el rango dinámico de la difusión, ayudando a obtener valores b altos de mayor calidad. En las adquisiciones dedicadas de hígado y abdomen es preferible utilizar una supresión selectiva de la grasa (SPIR, SPAIR, CHESS),

78

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

que aumentan la SNR. También es aceptable utilizar técnicas de inversión-recuperación como el STIR (short tau recovery), más frecuentemente su uso esta reservado para las secuencias de difusión de cuerpo completo, como la secuencia Diffusion-Weighted-Imaging with Background body signal Suppresion (DWIBS), que, sin embargo, presenta una SNR limitada . b) Utilizar tiempos de repetición (TR) largos (aproximadamente de 2500 ms) para minimizar el efecto T1 que puede provocar que disminuyan los valores en los mapas de ADC y, principalmente, tiempos de eco (TE), lo más cortos posible para aumentar la SNR, utilizando imagen en paralelo (SENSE) e incrementando el ancho de banda.

a

c) Aumentar la resolución espacial: Aumentando el número de repeticiones (NEX) utilizadas, aunque hay que llegar a un equilibrio debido a que también aumenta de forma paralela el tiempo de adquisición, y ajustando el FOV al mínimo. El mayor problema que existe en la adquisición de la secuencia de difusión en el hígado es el artefacto producido por el movimiento respiratorio, por lo que debemos aplicar alguna forma de sincronismo (Fig. 1): Apnea (Breath-hold), es la aproximación preferida en pacientes colaboradores, ya que disminuye los artefactos de movimiento y el tiempo de adquisición, aunque disminuye la resolución espacial. Debido a la limitación en cuanto al tiempo de adquisición suelen existir distorsiones geométricas y el artefacto de pulsatibilidad cardiaco sobre el lóbulo hepático izquierdo se encuentra muy aumentado, aunque este se puede reducir utilizando sincronismo cardiaco. También se suelen limitar los valores b adquiridos, ya que en 20-25 segundos es difícil adquirir más de un valor b por apnea.

b

c Figura 1: La imagen de DWI en hígado con valor b 600 s/mm2 adquirida con respiración libre (a) posee menos resolución espacial que la adquirida con sincronismo respiratorio (b) y que la adquirida en apnea (c), presentando ésta la mejor SNR de las tres.

Respiración libre (Free-breathing), es la técnica más utilizada, aunque necesita un tiempo de adquisición más largo que utilizando la apnea. Sin embargo, no requiere colaboración, y se pueden adquirir una mayor número de valores b, y con mayor resolución espacial, que con la apnea. Los mapas de ADC que se obtienen de secuencias que no se realizan en apnea son menos sensibles en la detección de lesiones inferiores al centímetro, aunque este problema se puede mitigar utilizando técnicas de corregistro antes de calcular el ADC. Su mayor limitación es en pacientes con respiraciones irregulares, donde puede ocurrir una falta de correlación entre los cortes de los distintos valores b. Sincronismo respiratorio (Respiratory trigger), se puede agregar a las secuencias de respiración libre, para evitar los saltos entre valores b. Puede ser interesante su uso en pacientes críticos, poco colaboradores u obesos ya que aporta buena resolución espacial y es capaz de cubrir áreas extensas. Existen estudios que confirman que los mapas de ADC presentan mayor dispersión en las adquisiciones con respiración libre con respecto a las que utilizan sincronismo respiratorio. Sin embargo, su uso aumenta considerablemente el tiempo de adquisición. Otro punto muy importante es la selección de los valores b de nuestra secuencia. La adquisición de un valor b bajo entre 10 y 50 s/mm2 (también conocidas como black-blood diffusion

difusión con Resonancia Magnética en el Hígado

-difusión sangre negra-) mejora la detección de lesiones, ya que los vasos pierden su señal.3 Por tanto, se trata de una secuencia equivalente, y potencialmente sustitutiva, a una adquisición turbo espín eco (TSE) potenciada en T2 con supresión grasa, con la ventaja de la ausencia de señal de los vasos, lo que mejora la detección de lesiones, aunque no su caracterización. Pero la difusión también puede ayudar en la caracterización de lesiones. Para ello es necesario adquirir también al menos un valor b alto (entre 600 y 1000 mm/s2), dependiendo de las características de nuestro tomógrafo.1 Por tanto, es necesario adquirir al menos dos valores b, para el cálculo de mapas ADC; que permiten cuantificar la difusión, y eliminar el efecto T2 shine-through. Otro de los puntos importantes del diseño de la secuencia es el número de valores b a adquirir, ya que existen estudios en los que sólo se utilizan un valor b bajo y otro b alto (b0 y b1000) y otros en los que se utilizan hasta nueve valores b. A mayor número de valores b el mapa de ADC es más preciso y sus valores más exactos, pero desgraciadamente, aumenta significativamente el tiempo de adquisición.1,2 Nuestra secuencia de difusión de rutina en hígado incluye cinco valores b: 0, 50, 100, 500 y 800 s/mm2. El mapa de ADC representa el coeficiente promedio de libertad de difusión de las moléculas de H2O incluidas en un voxel, siendo por tanto el que nos permite cuantificar la restricción de la difusión, eliminando con él, el efecto T2 shinethrough, o la hiperintensidad de señal que objetivamos en determinadas lesiones con valores b altos, de forma secundaria al efecto T2 de la secuencia y no a la restricción real del movimiento del agua.1 El ADC representa el parámetro de cuantificación de la caída de la señal de la difusión de acuerdo a un modelo monocompartimental.1,2 Sin embargo, como hemos visto anteriormente, existen diversos compartimentos distintos en los que se mueve el H2O libre de forma distinta, y en el hígado aparte de la difusión del H2O libre que ocurre en el espacio intersiticial es especialmente relevante la del compartimento intravascular (microperfusión tisular), debido a la gran vascularización hepática. Por ello, se han propuesto otros modelos de análisis de la difusión. LeBihan et al describieron un modelo biexponencial de la difusión, también conocido como movimiento incoherente intravóxel (Intravoxel Incoherent Motion -IVIM-).4 Mediante este modelo es posible cuantificar y diferenciar la difusión debida al movimiento del agua en el espacio extracelular de la que ocurre en el espacio intravascular. La caída de la señal en difusión en un hígado sano es muy rápida para valores inferiores a 100 s/ mm2, provocada por el movimiento del agua en los vasos, y más paulatina para valores mayores, debida al movimiento del agua en el espacio extracelular. Para su distinción es necesario utilizar una secuencia con múltiples valores b bajos (inferiores a 100 s/mm2), donde podemos valorar el efecto de la perfusión sobre la caída de señal de la difusión, y separarla de la que ocurre en el espacio intersticial. Esta última la estudiamos obteniendo varios valores b entre 100 y 1000 s/ mm2. Este modelo requiere un tiempo largo de adquisición, pero nos permite analizar la fracción de perfusión (f), la difusión real del agua (D), y determinar la pseudodifusión del agua (D*) debida la perfusión capilar.

79

APLICACIONES CLÍNICAS EN LA ENFERMEDAD HEPÁTICA. DWI EN LA DETECCIÓN DE LAS LESIONES FOCALES HEPÁTICAS. Metástasis. El número y la localización de las metástasis hepáticas condiciona la aproximación terapéutica. La única modalidad con intenciones curativas es la resección hepática y resulta fundamental una adecuada localización preoperatoria de la afectación metastásica para la mejor planificación quirúrgica. La DWI es una de las técnicas no invasivas más sensibles para el estudio de las metástasis hepáticas. Comparada con las secuencias potenciadas en T2 ha demostrado ser superior principalmente en la detección de lesiones de pequeño tamaño.5,6 La DWI con valores b bajos (entre 10 y 50 s/mm2), en la que tanto la señal del parénquima como de los vasos está prácticamente suprimida, detecta un mayor número de lesiones focales. Los valores b más altos son más útiles en la caracterización.7 Bruegel et al compararon la DWI con 5 secuencias potenciadas en T2 diferentes en pacientes con metástasis hepáticas. La DWI demostró ser superior en la detección de metástasis hepáticas que el resto de las secuencias T2, principalmente en las lesiones inferiores a 1 cm (5). En otro estudio, Coenegrachts et al compararon la DWI con la secuencia single shot turbo espin eco potenciada en T2 (SS TSE T2) en 24 pacientes con lesiones focales hepáticas.6 La secuencia TSE T2 fue la mejor aproximación para la detección de quistes biliares y la DWI fue superior en la demostración de hemangiomas y metástasis. En los últimos años se ha generalizado la utilización de contraste hepatoespecíficos en el estudio de las metástasis hepáticas. Se ha demostrado la mayor capacidad para la detección de las lesiones focales comparada con los agentes de contraste no selectivos de distribución extracelular. De esta forma, Nasu et al compararon la DWI con el contraste basado en partículas de hierro superparamagnéticas (SPIO) en el estudio de metástasis de origen colorrectal.8 Demostraron mayor sensibilidad de la DWI para la detección de metástasis inferiores a 1 cm. Sin embargo, la DWI fue menos sensible en la detección de lesiones en el lóbulo hepático izquierdo debido a los artefactos por el latido cardiaco. Koh et al sugirieron que la combinación de la DWI con la secuencia T1 tras la administración de mangafodipir trisodio (manganeso) detecta más metástasis que ambas por separado. Además, la DWI detecta más lesiones de pequeño tamaño que pueden simular pequeños vasos en la secuencia T1 con mangafodipir.9 Más recientemente, Chung et al10 compararon la DWI con el ácido gadoxético en la evaluación prequirúrgica de las metástasis de origen colorrectal, demostrando que el ácido gadoxético detecta más lesiones que la DWI, pero que ésta es más útil en la caracterización. Por lo tanto, la combinación de ambas muestra mayor precisión y sensibilidad en la detección de las metástasis hepáticas (Fig. 2). De forma similar, en la serie de Löwenthal et al también detectaron un mayor número de metástasis con el ácido gadoxético pero la caracterización de lesiones fue más precisa con DWI. También concluyen que la combinación de ambas es la aproximación más precisa.11

80

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Desde un punto de vista práctico la combinación de las secuencias T2, DWI y T1 durante la excreción biliar del ácido gadoxético es la mejor aproximación prequirúrgica en el estudio de la afectación metastásica hepática. La combinación de DWI y T1 con ácido gadoxético detecta la mayoría de las lesiones y la secuencia TSE T2 excluye con facilidad los quistes y los hemangiomas, al mostrar ambos una mayor intensidad que las metástasis. Sin embargo, las metástasis quísticas o con contenido mucinoso son fuente de falsos negativos.

positivos (fístulas arterioportales) que disminuyen la precisión diagnóstica de esta aproximación. La DWI puede ser útil en la detección del hepatocarcinoma (Fig. 3). Xu et al. estudiaron 37 pacientes con enfermedad hepática crónica y 47 CHCs de pequeño tamaño (< 2 cm), detectando más lesiones al añadir la DWI al estudio dinámico con gadolinio de distribución extracelular.12 Piana et al también concluyeron que la combinación de la DWI con los estudios dinámicos con gadolinio incrementa la sensibilidad para la detección del CHC.13

Figura 3: Hepatocarcinoma de pequeño tamaño. Fase arterial del estudio dinámico (a) y fase de excreción biliar (b) durante la administración de ácido gadoxético. Secuencia potenciada en difusión, b800 s/mm2 (c) y mapa ADC (d). Pequeño nodulo hipervascular que lava durante la fase de excreción biliar y restringe la difusión (flecha).

Figura 2: Metástasis hepáticas de origen colorrectal. Secuencia de difusión con b 400 s/mm2 (a) y secuencia T1 durante la fase de excreción biliar del ácido gadoxético (b). Las pequeñas lesiones metastásicas (cabezas de flecha) se detectan con mayor facilidad en la secuencia de difusión debido a la alta relación de contraste con el parénquima de vecindad y la ausencia de señal de las estructuras vasculares.

Hepatocarcinoma La secuencia dinámica con gadolinio de distribución extracelular se emplea de forma rutinaria en muchos centros en el estudio de la cirrosis justificada por el incremento del aporte arterial que muestran la mayoría de los hepatocarcinomas (CHC). Sin embargo, muestra limitaciones por la posibilidad de falsos negativos (lesiones de pequeño tamaño) y falsos

Hardie et al correlacionan la secuencia de DWI con explantes hepáticos en la detección de nódulos de CHC y obtuvieron una sensibilidad y especificidad del 55 y 92%, respectivamente, para el lector 1 y 45 y 100 %, respectivamente, para el lector 2, con un índice kappa del 0,64. Concluyeron que DWI no es suficientemente sensible como única secuencia en la detección del CHC.14 El estudio de Park et al también incluyó como patrón de oro el análisis de explantes hepáticos.15 La sensibilidad de la secuencia DWI en la detección de CHC mayores de 2 cm fue del 89,3 % y combinada con el estudio dinámico alcanzó el 100 %. La detección de nódulos inferiores a 1 cm fue baja para ambas secuencias. La detección de nódulos entre 1 y 2 cm mostró una sensibilidad significativamente mayor en la serie dinámica que en con la DWI (74% frente al 42 %). La suma de la DWI a la serie dinámica incrementó ligeramente la tasa de detección en el observador más experimentado.

difusión con Resonancia Magnética en el Hígado

Por lo tanto, los estudios que correlacionan la exploración RM con el análisis de los explantes hepáticos no demuestran un claro beneficio de DWI con respecto a la exploración dinámica en la detección del CHC, principalmente de los nódulos inferiores a 2 cm.

DWI Y LA CARACTERIZACIÓN DE LAS LESIONES FOCALES HEPÁTICAS. La aproximación visual a las imágenes DWI ayuda a realizar la distinción entre lesiones sólidas y quísticas. Aunque típicamente los quistes muestran supresión cuando se utiliza un factor b alto, ocasionalmente puede aparecer el fenómeno “T2 shine-through”. Como regla general tanto las lesiones benignas como las malignas pueden mostrar hiperintensidad en los factores b altos. Por lo tanto, la caracterización visual tiene limitaciones y resulta fundamental el análisis semiológico con el resto de las secuencias, fundamentalmente las series

81

dinámicas, y la cuantificación ADC. En las lesiones malignas, la DWI es especialmente útil en la distinción de los componentes quísticos o necróticos. En la inspección visual pueden aparecer falsos positivos para malignidad resultado del fenómeno “T2 shine-through”, efectos de volumen parcial, y determinadas lesiones celulares benignas como la hiperplasia nodular, el adenoma y los abscesos (Fig. 4). Los falsos negativos incluyen metástasis mucinosas, tumores bien diferenciados, lesiones necróticas y artefactos. La cuantificación de la difusión mediante los mapas de ADC complementa el análisis visual de las imágenes DWI y al resto de las secuencias. Generalmente las lesiones benignas hepáticas tienen valores ADC más altos comparados con las lesiones malignas. Sin embargo, existe un grado variable de solapamiento. Se han publicado diferentes puntos de corte para el diagnóstico de malignidad con tomógrafos de 1,5T, que quedan incluidos en el intervalo 1,4-1,6 con sensibilidades que varían entre 74%-100% y especificidades que oscilan

Figura 4: Absceso hepático. Colangitis en el contexto clínico de duodenopancreatectomía cefálica por carcinoma de páncreas. Fase venosa del estudio dinámico tras la administración de gadolinio extracelular (a), secuencia TSE T2 (b), secuencia potenciada en difusión, b 800 s/mm2 (c) y mapa ADC (d). Lesión focal (flecha) con realce en anillo y restricción de la difusión. La clave diagnóstica es la marcada hiperintensidad de la señal en la secuencia T2 sugestiva de contenido fluido.

82

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

del 77%-100%.7 Las diferencias probablemente son el resultado de la aplicación de diferentes técnicas de adquisición. Los hemangiomas demuestran valores altos de ADC, pero menores que los quistes. La hiperplasia nodular y el adenoma tienen valores intermedios que pueden solaparse con los de las lesiones malignas. Los abscesos contienen debris celulares y exudados que explican los bajos valores de ADC. Las metástasis pueden mostrar valores altos de ADC si muestran necrosis o un componente mucinoso predominante. Los datos limitados presentes en la literatura avalan que la DWI también es útil en la caracterización de los nódulos en la hepatocarcinogénesis (Fig. 5). Por ejemplo, Xu et al evaluaron el valor diagnóstico de la secuencia de DWI en la diferenciación del CHC y del nódulo displásico.16 Obtuvieron valores de ADC significativamente menores en el CHC que en el nódulo displásico: 1,28 frente a 1,53. Además, combinada con la secuencia dinámica mejora dicha caracterización. De forma típica, los nódulos de regeneración muestran una celularidad y vascularización similar al parénquima hepático y no muestran alteración de la señal en DWI.

DWI Y LA RESPUESTA TUMORAL AL TRATAMIENTO Las lesiones tratadas de forma efectiva pueden mostrar un incremento en los valores de ADC de forma anticipada a los cambios morfológicos. Por tanto, la DWI puede ser útil

como marcador funcional de respuesta al tratamiento. De esta forma, Cui et al demostraron un incremento temprano en los valores ADC en aquellos pacientes con metástasis hepáticas de tubo digestivo que respondieron de forma efectiva a la quimioterapia.17 Además, las lesiones que en el estudio pretratamiento mostraron valores ADC altos experimentan peor respuesta a la quimioterapia. Probablemente los tumores necróticos son más quimiorresistentes. En un estudio piloto Kamel et al en una serie de CHCs tratados con quimioembolización obtuvieron una mejor correlación del grado de necrosis tumoral con DWI que con el resto de las secuencias.18 Los cambios en el tamaño se aceptan como un criterio de respuesta. Sin embargo, el volumen tumoral efectivamente tratado puede no experimentar reducción significativa hasta 1 o 2 meses después de la quimioembolización. Además, la presencia de hemorragia y lipiodol pueden dificultar la detección de realce residual. Los cambios detectados con la secuencia de difusión se anticipan a la respuesta morfológica. En otro estudio Kamel et al encontraron un incremento del 18 % del valor ADC en 13 pacientes con CHCs irresecables tratados con microesferas de Ytrio-90 .19 Goshima et al en una serie de CHCs tratados con quimioembolización arterial, evaluaron la detectabilidad de la recidiva local comparando la DWI con la serie dinámica tras gadolinio extracelular. 20 La sensibilidad para la detección de la recidiva fue superior en la secuencia dinámica (82%) que en las imágenes potenciadas en difusión (60,7%). Las especificidades fueron comparables en ambas secuencias.

Figura 5: Hepatocarcinoma con trombosis portal maligna. Secuencia basal del estudio dinámico (a), imagen de sustracción de la fase venosa del estudio dinámico (b), secuencia potenciada en difusión, con b800 s/mm2 (c) y mapa ADC (d). En la exploración dinámica no se demuestra captación del trombo. Sin embargo, la marcada restricción (valor ADC 0,7 x 10 -3 mm2/s) de la difusión sugiere alto contenido celular y por lo tanto el diagnóstico de trombosis tumoral.

difusión con Resonancia Magnética en el Hígado

83

Figura 6: Recidiva de metástasis de origen colorrectal previamente tratada con radiofrecuencia. Fase venosa del estudio dinámico (a y b), y fase de excreción biliar (c y d) durante la administración de ácido gadoxético. Secuencia potenciada en difusión, b800 s/mm2, (e y f) y mapa ADC (g y h). PET (i y j). La cavidad de ablación (flecha) y la recidiva tumoral (cabeza de flecha) muestran la misma apariencia durante la administración de contraste. Sin embargo, la recidiva tumoral muestra restricción de la difusión comparada con la cavidad de ablación y existe una buena correlación con el incremento de la actividad metabólica detectada en el PET.

84

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 7: Secuencia IVIM analizada en un hígado sano (a) , calculando los mapas paramétricos correspondientes a el coeficiente de difusión (D), arriba a la izquierda, la fracción de perfusión (f), arriba a la derecha y la curva de caída de la difusión de un ROI calculado en el segmento 4 hepático, visualizando unos valores normales de los mismos (D: 1,3 x 10 -6 mm2/s, f: 17% y del coeficiente de perfusión o pseudodifusión (D*: 1,2 x 10 -6 mm2/s). Sin embargo, en un hígado cirrótico (b) con alto contenido fibrótico (METAVIR 4), cae el cociente de difusión (D: 0,8 x 10 -6 mm2/s) la fracción de perfusión (f:5%) y el coeficiente de pseudodifusión (D*: 0,81 x 10 -6 mm2/s). Además, la curva de caída de señal de la difusión sufre un aplanamiento inicial revelando la disminución de la perfusión tisular hepática.

difusión con Resonancia Magnética en el Hígado

Las diferentes técnicas de ablación tumoral, principalmente la radiofrecuencia y las microondas, son terapias locales de elección en los CHCs de hasta 3 cm y complementan las técnicas de resección de las metástasis hepáticas. La DWI es especialmente útil en la valoración de la recidiva local de las metástasis tratadas mediante ablación. Los cambios derivados de la necrosis pueden dificultar la detección precoz de la recidiva local mediante las secuencias morfológicas y el estudio dinámico (Fig. 6). La restricción de la difusión presente en la recidiva local del CHC complementa la hipervascularidad detectada en el estudio dinámico. Además, la difusión se ha propuesto para la evaluación precoz de fármacos antiangiogénicos en diversos tumores.1 Así, en CHC tratados con sorafenib, el ADC primero cae y luego aumenta, debido a una reducción del espacio extracelular y normalización vascular.21

los hepatoespecíficos, mejora la detección y ayuda en la caracterización de las lesiones focales, es una alternativa a técnicas invasivas en el diagnóstico de la fibrosis y la cirrosis hepática y permite facilitar la valoración de la respuesta tumoral a las diferentes modalidades terapéuticas de forma precoz.

BIBLIOGRAFÍA 1.

Padhani AR, Liu G, Koh DM et al. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging as a cancer biomarker: consensus and recommendations. Neoplasia 2009; 11(2):102–125

2.

Luna A, Luna L DWI of the liver. En: Luna A, Ribes R, Soto JA. Diffusion MRI Outside the Brain. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012: 73-96.

3.

Le Bihan D, Breton E, Lallemand D et al. Separation of diffusion and perfusion in intravoxel incoherent motion MR imaging. Radiology 1988; 168:497–505.

4.

Takahara T, Kwee TC. Low b-value diffusion-weighted imaging: emerging applications in the body. J Magn Reson Imaging. 2012;35(6):1266-73.

5.

Bruegel M, Gaa J, Waldt S, Woertler K, Holzapfel K, Kiefer B et al . Diagnosis of hepatic metastasis: comparison of respiration-triggered diffusion-weighted echoplanar MRI and t2-weighted turbo spin echo sequences . AJR Am J Roentgenol 2008; 191: 1421 – 1429.

6.

Coenegrachts K, Delanote J, Ter Beek L, Haspeslagh M, Bipat S, Stoker J et al. Improved focal liver lesion detection: comparison of single-shot diffusion-weighted echoplanar and single-shot T2 weighted turbo spin echo techniques . Br J Radiol 2007; 80: 524 – 531.

7.

Taouli B, Kohn DM. Diffusion-weighted MR imaging of the liver. Radiology 2010; 254: 47 - 66.

8.

Nasu K, Kuroki Y, Nawano S, Kuroki S, Tsukamoto T, Yamamoto S et al. Hepatic metastases: diffusionweighted sensitivityencoding versus SPIO-enhanced MR Imaging. Radiology 2006; 239: 122 – 130.

9.

Koh DM, Brown G, Riddell AM, Scurr E, Collins DJ, Allen SD et al. Detection of colorectal hepatic metastases using MnDPDP MR imaging and diffusion-weighted imaging (DWI) alone and in combination. Eur Radiol 2008; 18: 903 – 910.

DWI Y LA ENFERMEDAD HEPÁTICA DIFUSA Datos iniciales sugieren que la DWI puede contribuir al diagnóstico no invasivo del grado de fibrosis hepática. Lewin et al compararon la DWI con la técnica de elastografía mediante ecografía y marcadores bioquímicos de fibrosis en 54 pacientes con hepatitis crónica C y 20 voluntarios sanos. Observando una buena correlación entre los valores ADC y la fibrosis moderada y avanzada (estadios F2-F4). Estos pacientes presentaron valores ADC menores que los que muestran fibrosis leve o los voluntarios sanos: 1,10, 1,30 y 1,44 x 10 -3 mm2 /s respectivamente. 22 Girometti et al obtuvieron valores ADC más bajos en pacientes con cirrosis que en voluntarios sanos: 1,11 frente a 1,54 x 10 -3 mm2 /s. 23 El mecanismo por el que la difusión está restringida probablemente es multifactorial y relacionado con el incremento del tejido conectivo en el hígado, pobre en protones y con flujo disminuido. Con el modelo biexponencial (IVIM), también se puede estudiar el grado de fibrosis que existe en el parénquima hepático (Fig. 7). Existen estudios recientes, como el de Luciani el al,24 que han demostrado que la pendiente de la caída de señal (o coeficiente de pseudodifusión D*) en pacientes con hígados cirróticos es menor que en pacientes con hígados sanos, dado que la microcirculación en estos se encuentra reducida. Otros estudios más recientes como el de Chow el al., confirmaron que el coeficiente de pseudodifusión (D*) y de difusión (D) se encuentran disminuidos en pacientes con fibrosis hepática, disminuyendo los mismos conforme aumenta la fibrosis.25 Por lo tanto, el uso de modelo biexponencial de la DWI es potencialmente útil tanto en la detección como en la monitorización de la fibrosis hepática.

CONCLUSIONES La DWI debe formar parte de los protocolos de exploración del hígado, dada la información funcional exclusiva que provee con un tiempo de adquisición corto y de forma reproducible con un adecuado diseño de la secuencia. Combinada con las secuencias morfológicas y los estudios con contrastes, ya sean de distribución extracelular o especialmente con

85

10. Chung WS, Kim MK, Chung YE, Kim YE, Park MS, Choi JY et al. Comparison of gadoxetic acid-enhanced dynamic imaging and diffusion-weighted imaging for the preoperative evaluation of colorectal liver metastasis. Journal of Magnetic Resonance Imaging 2011; 34: 345-353. 11. Löwenthal D, Zeile M, Lim W Y, Wybranski F, Fischbach F, Wieners G et al. Detection and characterisation of focal liver lesions in colorectal carcinoma patients: comparison of diffusion-weigthed and Gd-EOB-DTPA enhanced MR imaging. European Radiology 2011; 21: 832-840. 12. Xu PJ, Yan FH, Wang JH, Lin J, Ji Y. Added value of breathhold diffusion-weighted MRI in detection of small

86

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

hepatocellular carcinoma lesions compared with dynamic contrast-enhanced MRI alone using receiver operating characteristic curve analysis. Journal of Magnetic Resonance Imaging 2009; 29: 341-349. 13. Piana G, Trinquat L, Meskine N, Barrau V, Van Beers B, Vilgrain V. New MR imaging criteria with a diffusionweighted sequence for the diagnosis of hepatocellular carcinoma in chronic liver diseases. Journal of Hepatology 2011; 55: 126-132. 14. Hardie AD, Kizziah MK, Boulter DJ. Diagnostic accuracy of diffusion-weighted MRI for identifYing hepatocellular carcinoma with liver explant correlation. Journal of Medical Imaging and Radiation Oncology 2011; 55: 362-367. 15. Park MS, Kim SK, Patel J, Hajdu CH, Do R, Mannelli L et al. Hepatocellular Carcinoma: Detection With DiffusionWeighted Versus Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Imaging in Pretransplant Patients. Hepatology 2012; 56: 140-148. 16. Xu PJ, Yan FH, Wang JH, Shan Y, Yuan J, Cai-Zhong C. Contribution of diffusion weighted magnetic resonance imaging in the characterization of hepatocellular carcinomas and dysplastic nodules in cirrhotic liver. J Comput Assist Tomogr 2010; 34(4):506–512. 17. Cui Y, Zhang XP, Sun YS,Tang L, Shen L. Apparent Diffusion Coefficient: Potential Imaging Biomarker for Prediction and Early Detection of Response to Chemotherapy in Hepatic Metastases. Radiology 2008; 248: 894-900. 18. Kamel IR, Bluemke DA, Ramsey D, Abusedera M, Torbenson M, Eng J, Szarf G et al. Role of Diffusion-Weighted Imaging in Estimating Tumor Necrosis After Chemoembolization of Hepatocellular Carcinoma. AJR 2003; 181:708-710.

19. Kamel IR, Reyes DK, Liapi E, Bluemke DA, Geschwind FH. Functional MR Imaging Assessment of Tumor Response alter Y90 Microsphere Treatment in Patients with Unresectable Hepatocellular Carcinoma. Journal of Vascular and Interventional Radiology 2007; 18: 49 -56. 20. Goshima S, Kanematsu M, Kondo H, Yokoyama R, Tsuge Y, Shiratori Y et al. Evaluating local hepatocellular carcinoma recurrence post-transcatheter arterial chemoembolization. Is diffusion-weighted MRI reliable as an indicator?. Journal of Magnetic Resonance Imaging 2008; 27:834-839. 21. Schraml C, Schwenzer NF, Martirosian P et al. Diffusionweighted MRI of advanced hepatocellular carcinoma during sorafenib treatment: initial results. Am J Roentgenol 2009; 193(4):301–307 22. Lewin M , Poujol-Robert A, Boelle PY, Wendum D, Lasnier E, Viallon M et al .Diffusion-weighted magnetic resonance imaging for the assessment of fi brosis inchronic hepatitis C. Hepatology 2007; 46: 658 – 665 . 23. Girometti R, Furlan A, Esposito G, Bazzocchi M, Como G, Soldano F et al .Relevance of b-values in evaluating liver fibrosis: a study in healthy and cirrhotic subjects using two single-shot spin-echo echoplanar diffusion-weighted sequences. J Magn Reson Imaging 2008; 28: 411 – 419. 24. Luciani A, Vignaud A, Cavet M, Tran Van Nhieu J, Mallat A, Ruel L et al. Liver cirrhosis: intravoxel incoherent motion MR imaging–pilot study. Radiology 2008; 249: 891 – 899. 25. Chow AM, Gao DS, Fan SJ, Qiao Z, Lee FY, Yang J, et al. Liver fibrosis: an intravoxel incoherent motion (IVIM) study. J Magn Reson Imaging. 2012; 36 (1): 159-167.

DWI EN EL EstuDIo DE Las VÍas BILIarEs, EL PáNCrEas, EL traCto GastroINtEstINaL y EL PErItoNEo

8

Sandra Baleato González* y Roberto García Figueiras Servicio de Radiodiagnóstico Hospital Clínico Universitario de Santiago de Compostela (CHUS), A Coruña, España

RESUMEN Las secuencias de difusión se han convertido en herramientas imprescindibles que debieran estar incluidas, en combinación con las secuencias convencionales, en los protocolos de valoración de la patología de las vías biliares, del páncreas, del tracto gastrointestinal o del peritoneo. El presente capítulo realizará un repaso del papel clínico de la difusión en la patología en estas áreas anatómicas. Palabras clave: Difusión, páncreas, biliar, gastrointestinal, peritoneo.

INTRODUCCIÓN Las secuencias de difusión se han convertido en herramientas imprescindibles incluidas en los estudios de RM en la práctica clínica. Sin embargo, la adquisición de las mismas y su utilidad clínica dependen tanto del área anatómica como del tipo de patología a estudiar. Este capítulo realizará un repaso del papel de la difusión en la patología de las vías biliares, del páncreas, del tracto gastrointestinal y del peritoneo.

ASPECTOS TÉCNICOS DE LA DIFUSIÓN La adquisición de imágenes con secuencias de difusión presenta una serie de posibles problemas, en parte dependientes del área anatómica a explorar.1 Así, los artefactos que provocan los movimientos respiratorios influyen de modo muy marcado en la calidad de los estudios de difusión del abdomen superior. Debido a ello, se recomienda la adquisición

*Autor para correspondencia: Sandra Baleato González E-mail: [email protected]

de las secuencias de difusión en apnea o con sincronización respiratoria. La adquisición en apnea ofrece la ventaja de un corto tiempo de adquisición, pero, a la vez, proporciona una cobertura anatómica escasa, obliga al uso de espesores de corte relativamente grandes y ofrece una relación señal-ruido relativamente baja que disminuye la capacidad de detección de lesiones. Por su parte, la difusión con sincronización respiratoria proporciona una mejor relación señal-ruido y un mayor contraste, pero precisa de un mayor tiempo de adquisición. Sin embargo, pese a las consideraciones anteriores, un reciente artículo de Choi et al.2 no encontró diferencias significativas en la capacidad de detección o caracterización, ni en los valores de coeficiente de difusión aparente (ADC) obtenidos mediante técnicas de difusión con o sin apnea. Por otra parte, las secuencias ecoplanares usadas para los estudios de difusión son altamente sensibles a los artefactos causados tanto por los movimientos peristálticos como por los artefactos de susceptibilidad creados en las interfases que pueden formarse en el interior de las asas intestinales. Por ello, la observancia de ayunas por parte del paciente antes del estudio, la aplicación de espasmolíticos y la administración de contraste oral (unos 500 ml de agua) para el relleno y distensión de las asas son factores que ayudan a mejorar la calidad de los estudios.3

USO CLÍNICO DE LA DIFUSIÓN EN EL SISTEMA BILIAR, PÁNCREAS, TRACTO GASTROINTESTINAL Y PERITONEO Las secuencias de difusión aportan elementos diagnósticos en múltiples entidades patológicas de las vías biliares, del páncreas, del tracto gastrointestinal y del peritoneo.

88

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

SISTEMA BILIAR Procesos infecciosos/inflamatorios La colangitis aguda es una infección potencialmente grave de las vías biliares. Sus hallazgos de imagen incluyen la dilatación de la vía biliar (con engrosamiento difuso y leve de la pared de la misma) y cambios inflamatorios en el parénquima hepático adyacente. La colangitis puede complicarse con la aparición de abscesos hepáticos. La difusión podría ayudar a diferenciar entre los cambios inflamatorios asociados a la colangitis y los abscesos, dado que los abscesos, incluso en estadios precoces, muestran valores bajos de ADC. Este hallazgo se explicaría por el contenido viscoso y denso de los abscesos, con presencia de amplio infiltrado celular en su interior.1, 64 La colecistitis aguda es una de las causas más frecuentes de abdomen agudo. Si bien la técnica de elección para su diagnóstico es la ecografía, otras técnicas de imagen pueden estar indicadas cuando ésta sea limitada. La difusión combinada con secuencias convencionales de RM puede aportar información adicional en el diagnóstico de pacientes con colecistitis (Fig. 1). Así, en imágenes obtenidas con valores “b” elevados se objetiva una señal difusamente aumentada de la pared vesicular, que reflejaría la presencia de inflamación. Sin embargo, este hallazgo no es específico de los procesos inflamatorios y también puede ser observado en neoplasias vesiculares.5 El empiema vesicular es una rara complicación de la colecistitis aguda pero requiere un manejo terapéutico urgente, dado el elevado riesgo de sepsis y perforación asociado. En RM, la presencia de un nivel líquido-líquido en las secuencias potenciadas en T2 en la luz vesicular puede sugerir el diagnóstico. Sin embargo, este hallazgo no es específico y podría aparecer también en casos con presencia de barro biliar o hemobilia. La difusión podría ayudar en el diagnóstico de los empiemas vesiculares en base a la mayor restricción a la difusión del pus.

Lesiones tumorales Tumores intrahepáticos de origen biliar El colangiocarcinoma es un tumor que se origina en el epitelio de los conductos biliares intra y extrahepáticos. Los colangiocarcinomas intrahepáticos pueden ser clasificados según su morfología y patrón de crecimiento en tres tipos6 que presentan, a su vez, características de imagen diferentes: a) tumores que se manifiestan como una masa intrahepática (el más frecuente), b) lesiones con afectación periductal y c) tumores de crecimiento intraductal (Fig. 2). Los colangiocarcinomas que se manifiestan como una masa intrahepática suelen mostrar en las secuencias convencionales de RM hallazgos inespecíficos y la difusión es poco útil para diferenciar este tipo tumoral de otras lesiones malignas, al presentar valores de ADC similares al carcinoma hepatocelular y/o las metástasis.7 Sin embargo, Park et al.8 describieron que la difusión podría ayudar a diferenciar los colangiocarcinomas que se manifiestan como una masa intrahepática menores de 3 cm. de los hepatocarcinomas, en base a la presencia del “signo de la diana” en valores “b” elevados. Este signo consiste en una hipointensidad central de la lesión tumoral (que reflejaría la presencia de la matriz fibrosa típica de estas neoplasias) y una hiperintensidad periférica que se correspondería con la región con mayor celularidad/vascularización tumoral. Los colangiocarcinomas con infiltración periductal crecen a lo largo de la vía biliar sin formar masas, por lo que son de difícil diagnóstico. La mayor parte de los colangiocarcinomas hiliares corresponden a este tipo (Fig. 3). En TC o RM aparecen como un engrosamiento difuso periductal que muestra aumento del realce tras la administración del contraste.6 La difusión puede, en ocasiones, ayudar en la detección de estas lesiones. Por su parte, los colangiocarcinomas de crecimiento intraductal presentan una gran variabilidad de hallazgos. Frecuentemente, aparecen como defectos de repleción intraluminales con aumento de señal en las secuencias de difusión con valores altos de “b” y bajos valores de ADC. Sin embargo, este tipo de lesiones resultan difíciles de diferenciar de otros posibles defectos de repleción endoluminales como las litiasis o los coágulos.

Figura 1: Colecistitis aguda. Las imágenes T2-HASTE con saturación grasa muestra la presencia de un defecto de repleción en el colédodo distal (flecha ) en relación con coledocolitiasis. La secuencia de difusión (b 800) y el mapa del coeficiente de difusión aparente (ADC) confirman un engrosamiento difuso y homogéneo de la pared con una evidente restricción a la difusión.

dWi en el estudio de las Vías BiliaRes, el páncReas, el tRacto gastRointestinal y el peRitoneo

89

Figura 2: Colangiocarcinoma intrahepático. Mujer de 51 años con masa hepática. El mapa del coeficiente de difusión aparente (ADC) y las imágenes de gradiente de eco potenciadas en T1 tras la administración de gadolinio en las fases arterial y tardía muestran un área periférica en la masa con evidente restricción a la difusión (ADC bajo) y un intenso realce arterial que corresponde al área de mayor celularidad tumoral (flechas). En fases tardías (imagen de la derecha) la porción central realza progresivamente secundario a la presencia de estroma fibroso.

Figura 3: Colangiocarcinoma tipo Klastkin. Las secuencias colangiográficas (CPRM) objetivan una marcada dilatación de la vía biliar intrahepática con amputación de la misma a nivel de la confluencia hiliar correspondiente al tumor periductal (flechas blancas), que se comporta como un área de hiposeñal en el mapa del coeficiente de difusión aparente (ADC) y con intenso realce tras la administración de contraste en las fases tardías del estudio dinámico (flecha negra).

La difusión permite también el estudio de otros tipos de tumores de la vía biliar como los tumores papilares intraductales. Estos tumores son lesiones de crecimiento intraductal con una marcada producción de mucina. Algunas publicaciones señalan que la difusión podría ayudar en el diagnóstico y valoración del grado de invasión de los mismos.9 Tumores de las vías biliares extrahepáticas. Aproximadamente dos tercios de los colangiocarcinomas extrahepáticos son hiliares o tipo Klatskin. El patrón de crecimiento más común es la infiltración periductal que condiciona estenosis. Cui et al.10 estudiaron la utilidad de la difusión en la detección del colangiocarcinoma extrahepático, encontrando una sensibilidad, especificidad y precisión diagnóstica de 94,3%, 100% y 96,4%, respectivamente. Tumores vesiculares. El carcinoma vesicular presenta en imagen manifestaciones variadas, pudiendo presentarse como un engrosamiento irregular focal o difuso de la pared vesicular o como una masa que ocupa su luz pudiendo invadir el parénquima hepático adyacente. En la difusión suele aparecer como una hi-

perintensidad focal y asimétrica de la pared en los valores “b” elevados,11 aunque este hallazgo también puede estar presente en patologías benignas como los pólipos y la colecistitis xantogranulomatosa. El valor del ADC podría ayudar al diagnóstico diferencial entre estas entidades. Así, un estudio mostró una diferencia estadísticamente significativa entre los valores de ADC de la patología inflamatoria (2,16 x 10 -3 s/mm2) y los del cáncer (1,46 x 10 -3 s/mm2).11 Diferencias similares fueron encontradas entre pacientes con pólipos malignos y benignos vesiculares.12 Sin embargo, la interpretación de la difusión debe de realizarse con cautela, dada la posible presencia de falsos positivos en pacientes con una historia previa de colecistitis.

PATOLOGÍA PANCREATICA Procesos inflamatorios La pancreatitis aguda (PA) puede ser diagnosticada con difusión, como describió el grupo de Shinya et al.,13 incluso con una mayor sensibilidad que la TC sin contraste endovenoso. Se han descrito valores inferiores de ADC en la PA en

90

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 4: Pseudoquiste infectado. Paciente con pancreatitis aguda y fiebre. Las secuencias morfológicas en plano axial de TC sin medio de contraste y T2 HASTE y la reconstrucción en el plano coronal del estudio de RM tras la administración de contraste (T1+C) muestran la existencia de múltiples colecciones de localización peripancreatica de bajo valor de atenuación TC y con alta señal en secuencias T2 y con un discreto realce periférico tras la administración de contraste. En estas secuencias no es posible establecer la posibilidad de sobreinfección de dichas colecciones. Sin embargo, las secuencias de difusión con b 800 en el plano axial y la fusión en reconstrucción coronal de la imagen anatómica T2 y la de valor b elevado con mapa de falso color, confirman una restricción a la difusión compatible con infección de dichas colecciones.

relación al parénquima.14 Sin embargo, la posible evaluación de la PA basada en los valores de ADC debe ser realizada con precaución dado que los valores de ADC de la glándula pancreática≠, parecen variar de manera importante con la edad debido a la existencia de infiltración grasa, atrofia y fibrosis glandular.15 Asimismo, existen otros factores como el sexo que influyen en el ADC, mostrando las mujeres valores superiores.14 Finalmente, debemos destacar el papel de la difusión en la identificación de las posibles complicaciones de la PA, tales como abscesos, presentando los pseudoquistes no complicados valores más elevados de ADC que los abscesos16 (Fig. 4). La pancreatitis autoinmune (PAI) es un proceso inflamatorio del páncreas que presenta como datos característicos un aumento de tamaño de la glándula pancreática con una estenosis focal o difusa del canal, una elevación de los niveles de anticuerpos IgG4 y la respuesta al tratamiento con corticoides. Una elevada proporción de PAI (33-41 %) se manifiestan como masas focales pancreáticas, lo que obligaría a su diagnóstico diferencial con tumores. El grupo

de Muhi et al.17 encontró que la presencia combinada de un realce homogéneo tardío y un valor de ADC < 0,88 x 10 -3 s/mm2 permitiría identificar esta entidad con una sensibilidad y especificidad del 100%. Por su parte, Hur et al.18 también demostraron el valor de combinar diferentes hallazgos de RM como el realce capsular, la presencia del signo del ducto penetrante y el valor de ADC para realizar el diagnóstico de la PAI, mostrando valores inferiores de ADC la PAI en relación al adenocarcinoma. La pancreatitis crónica focal (PCF) y su diferenciación del adenocarcinoma representa uno de los mayores retos diagnósticos en el estudio del páncreas. Diferentes hallazgos de imagen, como el signo del ducto penetrante o el pico de máximo realce, han sido descritos. Wieggermann et al.19 evaluaron el papel de la difusión para diferenciar entre la PCF y el adenocarcinoma, encontrando una superposición entre los valores de ADC de ambas. Nuevas técnicas de difusión como el movimiento incoherente intravoxel o IVIM (del inglés intravoxel incoherent motion) podrían resultar úti-

dWi en el estudio de las Vías BiliaRes, el páncReas, el tRacto gastRointestinal y el peRitoneo

91

Figura 5: Cistadenocarcinoma mucinoso. Las secuencias T2 HASTE con saturación grasa, mapa de difusión aparente (ADC) y la fase de equilibrio del estudio dinámico de RM tras la administración de contraste endovenoso evidencian una lesión quística con una porción central sólida (flecha corta) hipointensa en T2, con baja señal en los mapas de ADC (indicativo de alta celularidad) y con realce tras la administración de contraste. Existe en dicha área sólida una porción central de necrosis coagulativa (flecha larga en la imagen de la pieza macroscópica) que presenta un alta señal tanto en T2 como en los mapas de ADC y sin realce en el estudio con contraste.

les, dado que parecen existir diferencias significativas en la fracción de perfusión. 20

Tumores pancreáticos Tumores quísticos del páncreas La detección de las lesiones quísticas pancreáticas se ha incrementado en las últimas décadas. Resulta importante el diferenciar entre tumores serosos y mucinosos y, dentro de éstos últimos, la distinción entre las neoplasias mucinosas quísticas (NMQ) (Fig. 5) de los tumores papilares mucinosos intraductales (TPMI), dado que cada tipo presenta diferencias en su manejo y pronóstico. Diversos artículos han tratado el papel de la difusión en este tipo de tumores. Fátima et al.21 publicaron que los TPMI tenían valores en los mapas de ADC sistemáticamente superiores a las NMQ, probablemente debido a su comunicación con el Wirsung, lo que permitiría un mayor movimiento del contenido quístico de la lesión. Por otra parte, el grupo de Kang et al.22 establecieron que la di-

fusión permitiría distinguir los TPMI benignos de los malignos en función del valor de ADC y podría aportar información sobre el grado de agresividad de los mismos. Sin embargo, otros autores encontraron que los mapas de ADC no podían distinguir las diferentes lesiones quísticas dado que existía una superposición de sus valores. 23 Tumores sólidos pancreáticos El adenocarcinoma es la neoplasia más común de la glándula pancreática. Desafortunadamente, la mayoría de los tumores no se detectan en estadios precoces debido a su clínica silente, y al diagnóstico sólo un 15-20% son resecables. La difusión podría permitir la identificación de tumores de pequeño tamaño en base a la restricción de la difusión que muestran. Kartalis et al.24 encontraron que las lesiones malignas del páncreas presentan valores muy inferiores de ADC en comparación con las benignas, si bien existía superposición de los valores de ADC entre los diferentes tipos de lesiones malignas. Este grupo mostró también que la difusión tenía la misma capacidad de detección que la RM con contraste para el diagnóstico del cáncer de

92

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 6: Tumor sólido pancreático de tipo neuroendocrino con múltiples metástasis. Imágenes de difusión con valor b 1000, mapa de coeficiente de difusión aparente (ADC), T2 HASTE e imagen de fusión de la imagen anatómica T2 y valor b elevado con mapa de falso color. Tanto el tumor primario (flecha negra) como sus múltiples metástasis hepáticas resultan fácilmente detectables en las secuencias de difusión.

páncreas.24 Sin embargo, Fukukura et al.25 describen diferentes comportamientos del adenocarcinoma del páncreas en imágenes de difusión con “b” 1000: 47% hiperintensos y con bordes bien delimitados, 32% hiperintensos con bordes imprecisos, 15% isointensos y 5% hipointensos. Una aplicación diferente de la difusión en el estudio del cáncer de páncreas sería la detección de posible enfermedad metástasica que contraindicase la cirugía. En ese campo, Holzapfel et al.26 evidenciaron la superioridad de la difusión frente a la TC en la identificación de metástasis hepáticas (Fig. 6), con una sensibilidad y especificidad para la DIF del 86,7% y 97,5%, respectivamente. Los tumores neuroendocrinos (TNE) suponen un 1-2% de las neoplasias del páncreas. Estas neoplasias se clasifican desde el punto de vista clínico en tumores funcionantes (aquéllos que causan manifestaciones clínicas asociadas a su

producción hormonal) y no funcionantes. Los tumores funcionantes suelen ser de muy pequeño tamaño y difíciles de detectar. La difusión ha demostrado ser una técnica útil para la detección de estas pequeñas lesiones. El grupo de Brenner et al.27 establecieron que la fusión de las imágenes de T2 y de difusión con valores “b” elevados sería la técnica ideal para identificar los pequeños TNE. Sin embargo, la señal en difusión y el valor en los mapas de ADC sería variable y dependería del grado de diferenciación de la lesión y de la presencia de hemorragia y/o necrosis.28 Otra aportación importante de la imagen sería el poder valorar la posible agresividad biológica de las lesiones. Wang et al.29 encontraron que los TNE más agresivos tenían valores de ADC inferiores a los TNE bien diferenciados y establecieron una correlación inversa entre el marcador de proliferación celular Ki-67 y los valores de ADC.

Figura 7: Colitis ulcerosa. Varón 32 años con dolor abdominal y diarrea. La imagen óptica del estudio de colonoscopia (izquierda) muestra una extensa afectación mucosa. La imagen T2 HASTE demuestra un engrosamiento de la pared con hiperseñal de la submucosa, mientras que el mapa del coeficiente de difusión aparente (ADC) muestra valores bajos del mismo (evidentes como hiposeñal) de predominio mucoso.

dWi en el estudio de las Vías BiliaRes, el páncReas, el tRacto gastRointestinal y el peRitoneo

93

Figura 8: Enfermedad de Crohn. Paciente con historia de enfermedad de Crohn y fiebre. Imágenes T2 HASTE, de difusión con valor b 800 y de fusión de la imagen anatómica T2 y con valor b elevado con mapa de falso color, evidencian la presencia de una afectación inflamatoria transmural en un asa de ileon y una colección en el mesenterio adyacente que restringe la difusión y que se corresponde con un absceso (flecha blanca).

TRACTO GASTROINTESTINAL Procesos inflamatorios Tanto la enfermedad de Crohn (EC) como la colitis ulcerosa (CU) son patologías inflamatorias de que afectan al tracto gastrointestinal. La CU cursa con un infiltrado linfocitario en mucosa y submucosa, mientras que, la EC se caracteriza por una afectación inflamatoria transmural. En ambas entidades, el componente inflamatorio produce una restricción a la difusión de las moléculas de agua, mostrando aumento de señal en los valores “b” elevados y un valor de ADC menor que el de la pared intestinal normal30, 31 (Fig. 7). En pacientes con EC, el papel de la imagen es establecer el diagnóstico, definir la extensión y severidad de la enfermedad, diferenciar entre enfermedad activa y fibrosis y evaluar su posible respuesta al tratamiento. La difusión sería una herramienta útil para responder a estas cuestiones, identificando las asas afectadas y cuantificando el grado de actividad y la presencia de complicaciones31 (Fig. 8). Oto et al.32 encontraron que la difusión permitiría identificar los segmentos intestinales afectados con una sensibilidad del 94% y una especificidad del 80% en base al uso de un valor de corte del ADC de 2,4 x 10 -3 s/mm2. Además, las imágenes de difusión traducen el tipo de patrón de afectación inflamatoria de la pared intestinal. Así, típicamente, en la EC se observa un aumento de señal afectando difusamente la pared en valores “b” elevados; mientras que en la CU se visualizan áreas de afectación lineal en la mucosa. Por otra parte, la difusión también puede identificar las complicaciones de la EC. Los trayectos sinusales y las fístulas aparecen como estructuras lineales o serpiginosas hiperintensas que, en el caso de estas últimas, comunican asas intestinales separadas o asas con otros órganos y/o la piel. Esta restricción se debe a la presencia de pus y/o infiltrado inflamatorio en su interior. El grado de actividad inflamatoria de las fistulas perianales también puede ser evaluada mediante difusión, con valores de ADC significativamente menores en las fístulas activas. La detección de otras complicaciones como los abscesos resulta de suma importancia, dado que su presencia contraindica la administración de agentes inmunodulares. Los abscesos mostrarían una marcada restricción de la difusión. Por último, un campo futuro de desarrollo sería el de evaluar el papel de la difusión en

la detección de la recurrencia y de la respuesta al tratamiento. En aquellos pacientes que responden al tratamiento se observa un incremento de los valores de ADC. La apendicitis aguda es una de las principales causas de abdomen agudo. La RM es una técnica que se puede emplear como medio auxiliar en el diagnóstico de la apendicitis al presentar una precisión diagnóstica similar a la de la TC. El uso de secuencias de difusión evidencia que la señal del apéndice inflamado es superior a la del apéndice normal. 33

Procesos tumorales Tumores benignos Leukflens et al.34 estudiaron el papel de la difusión en la detección de pólipos colorrectales, encontrando resultados prometedores para las lesiones mayores de 6 mms. Por ello, la difusión podría ser una herramienta útil para el estudio de pacientes con poliposis hereditarias (Fig.s 9 a-b).

Tumores malignos Los hallazgos de las técnicas de imagen, incluida la difusión, influyen cada vez más en la definición del manejo del paciente con cáncer colorrectal (CCR), aportando información para la detección tumoral, la estadificación, la valoración de factores pronósticos (Fig. 10), la evaluación de la respuesta tumoral a la terapia o la detección de posibles recaídas tumorales.35, 36 Así, la difusión se ha demostrado como una técnica excelente para la detección del CCR.35 Por otra parte, la afectación ganglionar es un factor pronóstico en el CCR pero, principalmente, en el cáncer de recto (CR), en donde puede alterar significativamente su manejo terapéutico. Mizukami et al.37 demostraron la mejor capacidad de detección de los ganglios linfáticos usando difusión combinada con secuencias convencionales. Sin embargo, la difusión sería incapaz de diferenciar entre adenopatías benignas y malignas, dado que tanto los ganglios linfáticos normales como los metastásicos presentaban restricción a la difusión y existía una superposición en sus valores de ADC.38 Para la estadificación a distancia del CCR, la técnica de elección es la TC. Sin embargo, la difusión aportaría una mayor capacidad de detección de metástasis hepáticas o de implantes tumorales de pequeño tamaño y de difícil localización. Además, la RM

94

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

de difusión de cuerpo entero es una técnica emergente que ha empezado a ser estudiada para su uso en la estadificación de pacientes con CCR mostrando alta sensibilidad en la detección de lesiones malignas.39 La difusión también es útil en otras situaciones clínicas en el CCR. Así, Kim et al.40 establecieron que la difusión podría diferenciar los tumores posiblemente respondedores a la terapia de los no respondedores. Los valores elevados en ADC de los tumores con escasa respuesta al tratamiento probablemente se explicarían en base a la presencia de edema y necrosis. En cuanto a la evaluación de la respuesta tumoral del CR, un estudio multicéntrico estableció que la combinación de la difusión con secuencias morfológicas de RM ayudarían a evaluar el grado de respuesta a la neoadyuvancia en CR.41 Las imágenes de difusión obtenidas con valores “b” elevados permitirían diferenciar la persistencia de tejido tumoral de la fibrosis.30 Finalmente, diferentes artículos han evaluado el papel de la RM y de la difusión en el diagnóstico de la recurrencia tumoral, pudiendo ser (principalmente ante la presencia de cambios inflamatorios) superior al PET.42

es limitada en dos situaciones: los implantes de pequeño tamaño (< 1 cm) y la detección de implantes en localizaciones anatómicas difíciles . Por ello, la difusión se ha erigido como una herramienta con elevada sensibilidad diagnóstica en esas

Los tumores del estroma gastrointestinales (GIST) representan un grupo heterogéneo de neoplasias con un grado de agresividad muy variable que viene definido por el índice de mitosis y el tamaño tumoral. Recientes publicaciones muestran que la capacidad de la difusión para la detección de GIST es comparable a la de la PET/ TC. 43 La difusión también podría ser una herramienta para la evaluación del grado de agresividad de estas neoplasias, encontrando Zhou et al. 44 una relación estadísticamente significativa entre los valores de ADC y la agresividad tumoral y existendo una correlación inversa entre el ADC de las lesiones y su SUV en PET, lo que abriría la posibilidad de usar la difusión en la evaluación de la respuesta terapéutica de los GIST.

PERITONEO Múltiples entidades pueden afectar al peritoneo,45 pero el uso de la difusión se ciñe, prácticamente de modo exclusivo, a la evaluación de la diseminación tumoral peritoneal.

Afectación tumoral del peritoneo La detección de afectación peritoneal por diferentes tipos de neoplasias es un elemento diagnóstico clave en la toma de decisiones en pacientes oncológicos.46 La presencia de carcinomatosis peritoneal (CP) se asocia a un peor pronóstico tumoral Sin embargo, la aparición de nuevas opciones terapéuticas para estos pacientes, como la citorreducción combinada con quimioterapia intraperitoneal hipertérmica (CR+QIH), ha creado la necesidad de mejorar la definición tanto de la localización de la afectación tumoral como del tamaño de los implantes, elementos clave en la definición del tratamiento. Para ello, el “índice de carcinomatosis peritoneal” (ICP), propuesto por Sugarbaker,47 define 13 sectores abdominopélvicos a los que otorga un valor que va de 0 a 3 puntos en función del tamaño de los implantes tumorales. Se considera que un ICP > 20 es signo de muy mal pronóstico y representa una contraindicación al tratamiento mediante CR+QIH. Hasta el momento actual, el diagnóstico de la CP se realizaba en la mayoría de los casos con TC, sin embargo la capacidad de la TC para detectar afectación peritoneal

Figura 9a: Poliposis. Varón de 35 años con síndrome de PeutzJeghers. Imágenes coronales T2 HASTE con saturación grasa (arriba) y de gradiente eco T1 adquirida en fase portal tras la administración de contraste endovenoso muestran la presencia de múltiples pólipos intestinales (flechas).

dWi en el estudio de las Vías BiliaRes, el páncReas, el tRacto gastRointestinal y el peRitoneo

95

Figura 9b: Poliposis. Varón de 35 años con síndrome de Peutz-Jeghers. Imágenes en el plano axial T2 HASTE, de difusión con b 800 y del mapa del coeficiente de difusión aparente (ADC) mostrando un pólipo con restricción de la difusión (hiperseñal en difusión y valores bajos de ADC). Incidentalmente, se demuestra la presencia de una invaginación transitoria en el ileon (flecha corta). Imagen óptica de la ileoscopia que muestra uno de los pólipos del paciente (abajo/izquierda).

Figura 10: Cáncer de recto. Imágenes en plano axial T2 TSE y del mapa del coeficiente de difusión aparente (ADC) mostrando una masa con marcada restricción de la difusión que presenta signos de mal pronóstico con profunda invasión del mesorrecto (flecha negra) y afectación del margen mesorrectal y de estructuras vecinas con infiltración de las vesículas seminales (flecha blanca).

96

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

situaciones 48 (Fig. 11). Diferentes autores coinciden en señalar que el uso de la difusión mejora la capacidad de detección de la afectación peritoneal de las secuencias convencionales de RM.(48, 49) Satoh et al.49 compararon la sensibilidad para la detección de diseminación tumoral peritoneal de la RM con secuencias convencionales, la TC multidetector, la RM combinando secuencias convencionales y difusión; y la PET/TC, evidenciándose cifras de sensibilidad del 56%, 76%, 84% y 89%, respectivamente y sugiriendo que la difusión podría ser una alternativa diagnóstica a la PET/TC. Sin embargo, debemos de considerar que la difusión muestra una sensibilidad reducida en lesiones fibróticas o necróticas, en tumores bien diferenciados y en implantes tumorales mucinosos, que podrían presentar un fenómeno de efecto T2 (en inglés, “T2 shine-through”) con hiperseñal en las imágenes de ADC.1, 50 Este último hecho podría llevar a errores de interpretación en los casos de pseudomixoma peritonei, que se caracteriza por la presencia de ascitis gelatinosa producida por adenocarcinomas mucinosos de bajo grado.

Patología Inflamatoria peritoneal En general, la difusión no se ha usado en la valoración de la patología inflamatoria que afecta al peritoneo con excepción, tal vez de la endometriosis. La endometriosis afecta frecuentemente a la pelvis, pudiendo ser confundida con patología tumoral maligna, dado que los endometriomas muestran valores bajos de ADC, en gran parte debido al efecto de pérdida de señal en T2 (en inglés, “T2 blackout”) secundario a su contenido hemorrágico.51 Además, la infiltración de asas intestinales u otras estructuras pueden ser confundidas con afectación tumoral primaria del órgano afectado. Así, Busard et al.52 observaron que los valores de ADC en la endometriosis profunda infiltrando el colon eran muy bajos (0,7-0,79 x 10 -3 s/mm2) y superponibles con los del CCR. En conclusión, como se ha visto a lo largo de este capítulo, las secuencias de difusión abren grandes posibilidades diagnósticas en la práctica clínica diaria. Por ello, debe de considerarse necesaria su introducción dentro de los protocolos básicos y en combinación con las secuencias convencionales para una mejor valoración de la patología de las vías biliares, del páncreas, del tracto gastrointestinal o del peritoneo.

BIBLIOGRAFÍA 1.

Qayyum A. Diffusion-weighted imaging in the abdomen and pelvis: concepts and applications. Radiographics. 2009;29:1797-810.

2.

Choi JS, Kim MJ, Chung YE, Kim KA, Choi JY, Lim JS at al. Comparison of breathhold, navigator-triggered, and free-breathing diffusion-weighted MRI for focal hepatic lesions. Magn Reson Imaging. 2013;38:109-18.

3.

Froehlich JM, Daenzer M, von Weymarn C, Erturk SM, Zollikofer CL, Patak MA. Aperistaltic effect of hyoscine N-butylbromide versus glucagon on the small bowel assessed by magnetic resonance imaging. Eur Radiol. 2009;19:1387-93.

4.

Chan JH, Tsui EY, Luk SH, Fung AS, Yuen MK, Szeto ML, et al. Diffusion-weighted MR imaging of the liver: distinguishing hepatic abscess from cystic or necrotic tumor. Abdom Imaging. 2001;26:161-65.

5.

Lee NK, Kim S, Kim GH, Kim DU, Seo HI, Kim TU, et al. Diffusion-weighted imaging of biliopancreatic disorders: correlation with conventional magnetic resonance imaging. World J Gastroenterol. 2012;18:4102-17.

6.

Chung YE, Kim MJ, Park YN, Choi JY, Pyo JY, Kim YC, et al. Varying appearances of cholangiocarcinoma: radiologicpathologic correlation. Radiographics. 2009;29:683-700.

7.

Cieszanowski A, Anysz-Grodzicka A, Szeszkowski W, Kaczynski B, Maj E, Gornicka B, et al. Characterization of focal liver lesions using quantitative techniques: com-

Figura 11: Cáncer de ovario con diseminación peritoneal. Imagen coronal de difusión con b 800 en escala de grises invertida de un estudio de RM de cuerpo entero que muestra la presencia de innumerables implantes peritoneales (varios de ellos señalados con flechas negras).

dWi en el estudio de las Vías BiliaRes, el páncReas, el tRacto gastRointestinal y el peRitoneo

97

parison of apparent diffusion coefficient values and T2 relaxation times. Eur Radiol. 2012;22:2514-24.

in the characterization of pancreatic mucinous cystic lesions. Clin Radiol. 2011;66:108-11.

8.

Park HJ, Kim YK, Park MJ, Lee WJ. Small intrahepatic mass-forming cholangiocarcinoma: target sign on diffusionweighted imaging for differentiation from hepatocellular carcinoma. Abdom Imaging. 2012 Jul 25. [Epub ahead of print].

9.

Yoon HJ, Kim YK, Jang KT, Lee KT, Lee JK, Choi DW, et al. Intraductal papillary neoplasm of the bile ducts: description of MRI and added value of diffusion-weighted MRI. Abdom Imaging. 2013 Mar 19. [Epub ahead of print].

22. Kang KM, Lee JM, Shin CI, Baek JH, Kim SH, Yoon JH, et al. Added value of diffusion-weighted imaging to MR cholangiopancreatography with unenhanced MR imaging for predicting malignancy or invasiveness of intraductal papillary mucinous neoplasm of the pancreas. J Magn Reson Imaging. 2013. Feb 6. [Epub ahead of print].

10. Cui XY, Chen HW, Cai S, Bao J, Tang QF, Wu LY, et al. Diffusion-weighted MR imaging for detection of extrahepatic cholangiocarcinoma. Eur J Radiol. 2012;81:2961-5 11. Kim SJ, Lee JM, Kim H, Yoon JH, Han JK, Choi BI. Role of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the diagnosis of gallbladder cancer. 2013;38:127-37. 12. Irie H, Kamochi N, Nojiri J, Egashira Y, Sasaguri K, Kudo S. High b-value diffusion-weighted MRI in differentiation between benign and malignant polypoid gallbladder lesions. Acta Radiol. 2011;52:236-40. 13. Shinya S, Sasaki T, Nakagawa Y, Guiquing Z, Yamamoto F, Yamashita Y. The efficacy of diffusion-weighted imaging for the detection and evaluation of acute pancreatitis. Hepatogastroenterology. 2009;56:1407-10. 14. Thomas S, Kayhan A, Lakadamyali H, Oto A. Diffusion MRI of acute pancreatitis and comparison with normal individuals using ADC values. Emerg Radiol. 2012;19(1):5-9. 15. Herrmann J, Schoennagel BP, Roesch M, Busch JD, Derlin T, Doh LK, et al. Diffusion-weighted imaging of the healthy pancreas: ADC values are age and gender dependent. J Magn Reson Imaging. 2013;37:886-91. 16. Inan N, Arslan A, Akansel G, Anik Y, Demirci A. Diffusion-weighted imaging in the differential diagnosis of cystic lesions of the pancreas. AJR Am J Roentgenol. 2008;191:1115–21. 17. Muhi A, Ichikawa T, Motosugi U, Sou H, Sano K, Tsukamoto T, et al. Mass-forming autoimmune pancreatitis and pancreatic carcinoma: differential diagnosis on the basis of computed tomography and magnetic resonance cholangiopancreatography, and diffusion-weighted imaging findings. J Magn Reson Imaging. 2012;35:827-36. 18. Hur BY, Lee JM, Lee JE, Park JY, Kim SJ, Joo I, et al. Magnetic resonance imaging findings of the mass-forming type of autoimmune pancreatitis: comparison with pancreatic adenocarcinoma. J Magn Reson Imaging. 2012;36:188-97. 19. Wiggermann P, Grützmann R, Weissenböck A, Kamusella P, Dittert DD, Apparent diffusion coefficient measurements of the pancreas, pancreas carcinoma, and mass-forming focal pancreatitis. Acta Radiol. 2012;53:135-9. 20. Klauss M, Lemke A, Grünberg K, Simon D, Re TJ, Wente MN, et al. Intravoxel incoherent motion MRI for the differentiation between mass forming chronic pancreatitis and pancreatic carcinoma. Invest Radiol. 2011;46:57-63. 21. Fatima Z, Ichikawa T, Motosugi U, Muhi A, Sano K, Sou H, et al. Magnetic resonance diffusion-weighted imaging

23. Sandrasegaran K, Akisik FM, Patel AA, Rydberg M, Cramer HM, Agaram NP, et al. Diffusion-weighted imaging in characterization of cystic pancreatic lesions. Clin Radiol. 2011;66:808-14. 24. Kartalis N, Lindholm TL, Aspelin P, Permert J, Albiin N. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of pancreas tumours. Eur Radiol. 2009;19:1981-90. 25. Fukukura Y, Takumi K, Kamimura K, Shindo T, Kumagae Y, Tateyama A, et al. Pancreatic Adenocarcinoma: Variability of Diffusion-weighted MR Imaging Findings. Radiology. 2012;263:732-40. 26. Holzapfel K, Reiser-Erkan C, Fingerle AA, Erkan M, Eiber MJ, Rummeny EJ, et al. Comparison of diffusionweighted MR imaging and multidetector-row CT in the detection of liver metastases in patients operated for pancreatic cancer. Abdom Imaging. 2011;36:179-84. 27. Brenner R, Metens T, Bali M, Demetter P, Matos C. Pancreatic neuroendocrine tumor: added value of fusion of T2-weighted imaging and high b-value diffusionweighted imaging for tumor detection. Eur J Radiol. 2012;81:e746-9. 28. Bakir B, Salmaslio lu A, Poyanli A, Rozanes I, Acunas B. Diffusion weighted MR imaging of pancreatic islet cell tumors. Eur J Radiol. 2010;74:214–20. 29. Wang Y, Chen ZE, Yaghmai V, Nikolaidis P, McCarthy RJ, Merrick L, et al. Diffusion-weighted MR imaging in pancreatic endocrine tumors correlated with histopathologic characteristics. J Magn Reson Imaging. 2011; 33:1071-9. 30. Sinha R, Rajiah P, Ramachandran I, Sanders S, Murphy PD. Diffusion-weighted MR Imaging of the Gastrointestinal Tract: Technique, Indications, and Imaging Findings. Radiographics. 2013;33:655-76. 31. Oto A, Zhu F, Kulkarni K, Karczmar GS, Turner JR, Rubin D. Evaluation of diffusion-weighted MR imaging for detection of bowel inflammation in patients with Crohn’s disease. Acad Radiol. 2009;16:597-603. 32. Oto A, Kayhan A, Williams JT, Fan X, Yun L, Arkani S, et al. Active Crohn’s disease in the small bowel: evaluation by diffusion weighted imaging and quantitative dynamic contrast enhanced MR imaging. J Magn Reson Imaging. 2011;33:615-24. 33. Inci E, Kilickesmez O, Hocaoglu E, Aydin S, Bayramoglu S, Cimilli T. Utility of diffusion-weighted imaging in the diagnosis of acute appendicitis. Eur Radiol. 2011;21:768-75. 34. Leufkens AM, Kwee TC, van den Bosch MA, Mali WP, Takahara T, Siersema PD. Diffusion-weighted MRI for the detection of colorectal polyps: feasibility study. Magn Reson Imaging. 2013 Jan;31(1):28-35.

98

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

35. Figueiras RG, Goh V, Padhani AR, Naveira AB, Caamaño AG, Martin CV. The role of functional imaging in colorectal cancer. AJR Am J Roentgenol. 2010;195:54-66. 36. García Figueiras R, Caro Domínguez P, García Dorrego R, Vázquez Martín A, Gómez Caamaño A. Prognostic factors and functional imaging in rectal cancer. Radiologia. 2012;54:45-58. 37. Mizukami Y, Ueda S, Mizumoto A, Sasada T, Okumura R, Kohno S, et al. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging for detecting lymph node metastasis of rectal cancer. World J Surg. 2011;35:895-9. 38. Heijnen LA, Lambregts DM, Mondal D, Martens MH, Riedl RG, Beets GL, et al. Diffusion-weighted MR imaging in primary rectal cancer staging demonstrates but does not characterise lymph nodes. Eur Radiol. 2013. Jul 3. [Epub ahead of print]. 39. Lambregts DM, Maas M, Cappendijk VC, Prompers LM, Mottaghy FM, et al. Whole-body diffusion-weighted magnetic resonance imaging: current evidence in oncology and potential role in colorectal cancer staging. Eur J Cancer. 2011;47:2107-16. 40. Kim SH, Lee JM, Hong SH, Kim GH, Lee JY, Han JK, et al. Locally advanced rectal cancer: added value of diffusion- weighted MR imaging in the evaluation of tumor response to neoadjuvant chemo- and radiation therapy. Radiology. 2009;253:116–25. 41. Lambregts DM, Vandecaveye V, Barbaro B, Bakers FC, Lambrecht M, Maas M, et al. Diffusion-weighted MRI for selection of complete responders after chemoradiation for locally advanced rectal cancer: a multicenter study. Ann Surg Oncol. 2011;18:2224–31. 42. Lambregts DM, Cappendijk VC, Maas M, Beets GL, Beets-Tan RG. Value of MRI and diffusion-weighted MRI for the diagnosis of locally recurrent rectal cancer. Eur Radiol. 2011;21:1250-8. 43. Wong CS, Gong N, Chu YC, Anthony MP, Chan Q, Lee HF, Chu KM, Khong PL. Correlation of measurements from diffusion weighted MR imaging and FDG PET/

CT in GIST patients: ADC versus SUV. Eur J Radiol. 2012;81:2122-6. 44. Zhou HY, Zhang XM, Zeng NL, Jian SH, Tang W. Use of conventional MR imaging and diffusion-weighted imaging for evaluating the risk grade of gastrointestinal stromal tumors. J Magn Reson Imaging. 2012;36:1395-401. 45. Fasih N, Galwa RP, Macdonald DB, Fraser-Hill MA, McInnes M, Khalili K. Thinking beyond peritoneal carcinomatosis: imaging spectrum of unusual disseminated peritoneal entities. Can Assoc Radiol J. 2011;62:125-34. 46. CT, MRI and PET imaging in peritoneal malignancy. Patel CM, Sahdev A, Reznek RH. Cancer Imaging. 2011;11:123-39. 47. Jaquet P, Sugarbaker PH. Clinical research metodologies in diagnosis and staging of patients with peritoneal carcinomatosis. Cancer Treat Res. 1996;82:359-74. 48. Bozkurt M, Doganay S, Kantarci M, Yalcin A, Eren S, Atamanalp SS, et al. Comparison of peritoneal tumor imaging using conventional MR imaging and diffusionweighted MR imaging with different b values. Eur J Radiol. 2011;80:224-8. 49. Satoh Y, Ichikawa T, Motosugi U, Kimura K, Sou H, Sano K, et al. Diagnosis of peritoneal dissemination: comparison of 18F-FDG PET/CT, diffusion-weighted MRI, and contrast-enhanced MDCT. AJR Am J Roentgenol. 2011;196:447-53. 50. McLaughlin PD, Filippone A, Maher MM. Neoplastic diseases of the peritoneum and mesentery. AJR Am J Roentgenol. 2013;200:W420-30. 51. Siegelman ES, Oliver ER. MR imaging of endometriosis: ten imaging pearls. Radiographics. 2012;32:1675-91. 52. Busard MP, Pieters-van den Bos IC, Mijatovic V, Van Kuijk C, Bleeker MC, van Waesberghe JH. Evaluation of MR diffusion-weighted imaging in differentiating endometriosis infiltrating the bowel from colorectal carcinoma. Eur J Radiol. 2012;81:1376-80.

DIfusIÓN EN sIstEma GENItourINarIo

9

Carlos Nicolau Molina*, Carmen Sebastiá Cerqueda, Rafael Salvador Izquierdo, Blanca Paño Brufau Sección de Radiología Genitourinaria. Servicio de Radiología. Hospital Clínic de Barcelona, Barcelona, España

RESUMEN. La incorporación de la técnica de difusión (DWI) en los estudios RM para la valoración de patología genitourinaria aporta un enfoque diferente al de la RM convencional consiguiendo un aumento en su rendimiento diagnóstico. La DWI se caracteriza por una alta sensibilidad en la detección de patología, con indicaciones consolidadas en patología prostática tanto en la detección del cáncer como en el seguimiento de pacientes tratados, y muy prometedoras para la caracterización de lesiones focales renales y testiculares así como para la estadificación del cáncer de vejiga. Además favorece la detección de adenopatías metastásicas.

Palabras clave: Cáncer Genitourinario. Imagen por resonancia magnética. RM difusión.

INTRODUCCIÓN. La DWI ya se emplea de forma rutinaria ante la sospecha de patología genitourinaria aportando un enfoque funcional diferente al de la RM convencional sin necesidad de administrar contraste endovenoso (ev)1–3, y puede ser especialmente relevante en pacientes con sospecha de patología urinaria ya que con frecuencia tienen insuficiencia renal y debe valorarse con mucha cautela la administración de contraste ev por el riesgo de desarrollar fibrosis nefrogénica sistémica. No obstante, todavía son necesarias la estandarización de la técnica y mayor evidencia científica para su universalización en la práctica clínica.

DIFUSIÓN EN EL RIÑÓN La aplicación de la DWI a nivel renal y de las vías urinarias es un área de creciente interés tanto en patología benigna como maligna. En la evaluación de la DWI renal se requieren como mínimo dos valores de b para poder realizar el cálculo de mapas de coeficiente de difusión aparente (ADC), siendo

*Autor para correspondencia: Carlos Nicolau Molina E-mail: [email protected]

la combinación de al menos 3 valores de b (0/400/800 s/mm2 o 0/600/1000 s/mm2) lo recomendado, con el b más bajo menor de 100 s/mm2 y el más elevado mayor de 800 s/mm2. Recientemente ha aparecido la técnica basada en el movimiento incoherente intravoxel (IVIM) que, utilizando múltiples valores de b, permite cuantificar la perfusión a partir de los valores de b bajos (entre 0 y 200 s/mm2) y la difusión con los valores de b altos (entre 400 y 1000 s/mm2).

Caracterización de lesiones focales renales Respecto a la caracterización de lesiones focales renales, las benignas tienen un valor de ADC mayor que las malignas, excepto los angiomiolipomas (AML) que pueden presentar valores de ADC menores que los tumores malignos 4–7 (Fig. 1). En el estudio de Kilickesmez, se encontraron valores de ADC mayores en AMLs que en CCR, disminuyendo el valor de ADC en los AMLs cuanto más contenido graso tenían (6). Dado que los AML pobres en grasa son los que presentan problemas de diagnóstico diferencial con el cáncer de células renales (CCR) cromófobo y papilar, son necesarios nuevos estudios en este tipo de AMLs para valorar la utilidad práctica de la DWI en su diferenciación con el cáncer renal. Respecto a los oncocitomas, Taouli et al. obtuvieron una sensibilidad del 90% y una especificidad del 83% en el diagnóstico diferencial entre el CCR y el oncocitoma5, y combinando la DWI con el estudio dinámico con contraste la especificidad alcanzó el 96% en el diagnóstico del oncocitoma. Dentro de las masas renales, los quistes son los que tienen un mayor valor de ADC por el efecto T2 (en inglés T2 shine-through).6 Existen estudios contradictorios en la diferencia de valores de ADC entre quistes benignos y malignos, generalmente con valores de ADC más bajos en los malignos. También se han descrito valores inferiores de ADC en los quistes hemorrágicos frente a los no hemorrágicos 4,5 (Fig. 2). Los abscesos también presentan valores de ADC bajos, por lo que es necesario valorar los hallazgos de DWI en el contexto clínico y asociarlos con los hallazgos morfológicos por imagen para no cometer errores diagnósticos.

100

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 1: Angiomiolipoma. a). Ecografía del riñón derecho que muestra lesión hiperecogénica en valva posterior (flecha). b y c). La lesión muestra pequeñas áreas hiperintensas en secuencia en fase que pierden señal en secuencia fuera de fase (flechas finas). En las imágenes de difusión con b 1000 s/mm2 (d) y en el mapa de ADC (e), la lesión muestra marcada restricción (flechas). La histología confirmó la presencia de angiomiolipoma con escaso componente graso.

Figura 2: Carcinoma de células renales con invasión perirrenal. a). RM, secuencia T2 HASTE. b). RM, secuencia T1 con contraste. c y d). Estudio de difusión b:1000 s/mm2 y mapa de ADC. Gran masa sólida heterogénea en riñón derecho con imágenes sugestivas de invasión de la grasa perirrenal en el margen posterior que se confirman con la difusión (flechas). Nótese la presencia de un quiste renal adyacente al margen anterior del tumor renal que aunque muestra marcada hiperintensidad en el estudio de difusión, se mantiene hiperintenso en el mapa de ADC por el efecto T2 (flechas finas).

difusión en sisteMa genitouRinaRio

Otra utilidad de la DWI es la valoración de los diferentes subtipos de CCR y su grado nuclear de la clasificación de Fuhrman. El CCR de células claras (ccCCR) tiene un valor de ADC mayor que el resto de subtipos histológicos, siendo el papilar el que tiene el valor de ADC menor y el cromófobo el situado en un término medio aunque indiferenciable de la variante papilar por DWI, existiendo diferencias significativas en el valor de ADC de la variante células claras con respecto a la variante cromófoba y papilar.5,8,9 Con respecto a la clasificación de Fuhrman cuanto mayor es el grado de agresividad del ccCCR menor es su valor de ADC.10 Con respecto a la técnica IVIM, se ha descrito que los valores f de fracción de perfusión (fp) del ccRCC aumentan al aumentar el grado histológico.11 Así mismo, Chandarana et al. utilizando un dintel de f de 0,16 con un valor de difusividad tisular (Dt) de 1,5 consiguen discriminar el subtipo tumoral y su nivel de vascularización.12

101

Estudio de estenosis de arterias renales. Yildirim et al. describen que los riñones con estenosis de la arteria renal presentan un ADC menor que los pacientes sin estenosis.13 Con la técnica IVIM puede valorarse además la perfusión renal y añadiendo secuencias de angioRM sin contraste, secuencias blood oxygen level dependent (BOLD) y secuencias de perfusión arterial-spin labeling (ASL) de RM podemos realizar un estudio completo anatómico y funcional de la patología de las arterias renales sin necesidad de administrar contraste ev.14

Estudio de la enfermedad difusa renal. En riñones normales el ADC de la corteza es mayor que el de la médula. En la patología renal difusa (insuficiencia renal aguda y crónica, isquemia, y patología inflamatoria) se

Figura 3: Control postratamiento antiangiogénico de adenopatía retrocava hipervascular (flechas). a). TC en fase arterial pretratamiento donde observamos adenopatía marcadamente hiperdensa. b). TC en fase arterial a las 4 semanas de tratamiento con Sunitinib donde se evidencia marcada reducción de la captación de contraste compatible con necrosis de la lesión. c). El mapa paramétrico de TC perfusión muestra valores muy bajos de blood flow (BF), 33ml/100ml/min, en el estudio pre-tratamiento el valor era de 322ml/100ml/min. d). Estudio RM con contraste en fase portal a los 3 meses de inicio del tratamiento que muestra disminución del tamaño de la lesión marcadamente hipocaptante. El estudio de difusión y ADC no muestra restricción de la difusión de la lesión lo que indica también la ausencia de celularidad tumoral.

102

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

produce una disminución del ADC de las áreas afectadas, aunque no existen estudios que permitan diferenciar entre diferentes patologías. Se ha descrito que existe correlación entre el grado de afectación renal y los valores de ADC, siendo más bajos cuanto mayor es la afectación renal. Esto podría tener una aplicación clínica tanto en la detección precoz de la patología parenquimatosa renal como en su gradación.15,16 La pielonefritis aguda es una patología que requiere estudios contrastados para su diagnóstico por imagen, que puede ser valorada mediante DWI. Aunque solo existen casos aislados publicados, las zonas del parénquima renal afectadas por la infección presentan importantes alteraciones en DWI, hiperseñal con b elevados y ADCs bajos, pudiendo ser de utilidad en pacientes con dudas a los que no puede administrarse contraste endovenoso.17

Evaluación del injerto renal Aunque existen pocos estudios respecto al papel de la DWI, los trasplantes con disfunción del injerto (con necrosis tubular aguda (NTA) y rechazo agudo y crónico) presentan valores de ADC menores que los trasplantes normofuncionantes, observándose una mayor disminución de los valores de ADC en el rechazo agudo respecto a la NTA.18,19 Si además sumamos los hallazgos en DWI con los de las técnicas de perfusión y oxigenación (DCE-RM, fracción de perfusión

de IVIM, ASL y BOLD) se encuentran diferencias entre estas entidades, observándose una marcada reducción de los parámetros de perfusión y oxigenación en el rechazo agudo y no así en la NTA.14 En modelos animales también se ha demostrado una reducción progresiva del ADC de forma paralela a la progresión de la fibrosis renal.16

Estudio de la vía urinaria superior La DWI puede ser útil en la valoración de la dilatación de la vía urinaria, ya que ésta no supone necesariamente que exista obstrucción y consecuentemente daño en el parénquima renal. En un estudio reciente con técnica IVIM se encontraron diferencias significativas entre riñones obstruidos y no obstruidos. 20 Por otra parte la posibilidad de diferenciar la hidronefrosis de la pionefrosis tiene una implicación clínica fundamental para decidir qué obstrucciones deben ser tratadas de forma inmediata, habiéndose descrito que la pionefrosis produce un descenso del ADC de la vía urinaria.21 Con respecto a los tumores de la vía urinaria, éstos se muestran hiperintensos en DWI cuando se utilizan valores de b elevados (800-1000 s/mm2) e hipointensos en el mapa de ADC. Aunque pueden solaparse, los tumores invasivos parecen mostrar un valor de ADC menor que la variante papilar.3 Con DWI pueden detectarse tumores de más de 5mm, pero

Figura 4: Paciente con antecedente de neoplasia vesical, candidato a preservación vesical. Control al mes post-quimioterapia de inducción. A,B) secuencia FSE T2, plano coronal y sagital en la que se observa mínimo engrosamiento (4 mm) en la región de hemitrígono derecho y cara lateral derecha (flecha). Estos hallazgos no permiten diferenciar entre cambios post-tratamiento y restos tumorales. En el estudio de difusión (b1000) (C,D) y en el mapa de ADC (E,F) se aprecia restricción de la difusión, compatible con la presencia de restos tumorales.

difusión en sisteMa genitouRinaRio

los hematomas y coágulos tienen también restringida la difusión siendo difíciles de distinguir, únicamente con esta técnica, de los tumores de vía urinaria. 22

Estadificación del CCR local y metastático y monitorización de respuesta al tratamiento antiangiogénico. La DWI permite delimitar con precisión la extensión local de los tumores primarios pudiendo ser de utilidad para valorar la extensión peri-renal y vascular de los CCR. Utilizando la DWI de cuerpo entero puede realizarse un mapeo de las adenopatías loco-regionales y de las metástasis hematógenas, con buenos resultados al compararlos con la TC y RM convencional, el PET y la gammagrafía ósea. 23,24 Los cambios en los valores de ADC tras el tratamiento antiangiogénico podrían tener también un papel en la monitorización de la respuesta al tratamiento del CCR con fármacos antiangiogénicos ya que los valores de ADC aumentan al aparecer necrosis en tumores previamente muy celulares.3 Sin embargo, la utilidad de la DWI está cuestionada en tumores con mucha necrosis inicial al no observarse cambios significativos. 25,26

DIFUSIÓN EN VEJIGA La experiencia en la utilización de la DWI en patología vesical es limitada y se centra en el carcinoma vesical. En cuanto al diagnóstico, los tumores vesicales presentan hiperseñal con valores b elevados (800-1000 s/mm2) respecto a componentes adyacentes como la orina, el tejido graso circundante (que muestran hiposeñal) y a la pared vesical (que presenta señal intermedia). Respecto a los mapas de ADC los tumores muestran menor intensidad de señal que los tejidos adyacentes. Sin embargo, en la diferenciación entre lesiones malignas y benignas, el papel de la difusión todavía es incierto. En los escasos estudios publicados la media del valor de ADC en el cáncer de vejiga fue significativamente menor que en las lesiones benignas y en la pared vesical. 27,28 Respecto a la estadificación, es fundamental la diferenciación entre tumores superficiales (T1 o menor) y tumores invasivos (T2 o mayor), debido a que las opciones terapéuticas varían considerablemente. Los tumores superficiales se tratan mediante resección transuretral (RTU) con o sin quimioterapia intravesical adyuvante o bien con terapia fotodinámica, mientras que los tumores invasivos se tratan con cistectomía radical, radioterapia, quimioterapia o bien una combinación de éstas. La cistoscopia y la RTU son los métodos de elección para la realización de la estadificación local en las neoplasias vesicales. Sin embargo pueden infravalorar la extensión local, por lo que disponer de un estudio preoperatorio de imagen capaz de aportar información adicional puede ser de utilidad. Las secuencias RM convencionales no son capaces de distinguir de forma precisa las diferentes capas de la pared vesical limitando significativamente la posibilidad de realizar una estadificación fiable del grado de afectación parietal. Los estudios realizados hasta el momento apoyan que la DWI mejora los resultados obtenidos utilizando las secuencias T2 y dinámica con contraste en la estadificación local del carcinoma vesical. Además, el

103

uso conjunto de las secuencias T2, dinámica con contraste y DWI aporta la mayor precisión en la estadificación, alcanzando el 92%.1,29 Sin embargo, con respecto a la evaluación de estadios superiores (T3, T4) un estudio de El-Assmy mostró que la DWI tenía una fiabilidad diagnóstica similar a las secuencias T2. 30 Respecto a la agresividad tumoral (grado, G1-G3) del carcinoma urotelial varios estudios han observado que es posible definir el grado de forma no invasiva mediante la DWI. En estos estudios los tumores de alto grado (G3) mostraron un ADC significativamente más bajo que el resto.29,31 Por último, la valoración de la respuesta terapéutica del carcinoma vesical invasivo tras quimioterapia de inducción es otro punto de interés en el que se ha estudiado el valor de la DWI. La valoración precisa de la respuesta es un requisito indispensable para la selección de pacientes que serán candidatos a ser incluidos en un protocolo de conservación vesical si existe una respuesta completa. En uno de los escasos trabajos publicados, la DWI mostró una especificidad y fiabilidad significativamente superior (92%/80%) a las secuencias T2 (45/44%) y a las secuencias dinámicas con contraste (18/33%), aunque con una baja sensibilidad (57%) (Fig. 4).32

DIFUSIÓN EN PRÓSTATA La RM multiparamétrica se ha convertido en la actualidad en la herramienta más útil para la valoración del cáncer de próstata.33–35 El estudio anatómico por RM se fundamenta en las imágenes de alta resolución potenciadas en T2. Sin embargo, las imágenes en T2 tienen una limitada capacidad para distinguir lesiones malignas de otras benignas como puede suceder en entidades inflamatorias. Las lesiones tumorales prostáticas, se muestran en DWI con restricción de la misma, observándose como focos de hiperseñal en secuencias con factor b elevado y como lesiones con bajo coeficiente de difusión aparente en los mapas de ADC (Fig. 5). No existe todavía consenso sobre qué valores de b son necesarios en el estudio de la próstata debido a las ventajas y limitaciones de los diferentes valores. Los valores b elevados muestran un mejor contraste entre las lesiones tumorales y el tejido benigno pero son técnicamente difíciles de adquirir debido a artefactos como las distorsiones por corrientes de Focault. El uso de imágenes calculadas de valores b elevados a partir de valores b más bajos evita estas limitaciones y pueden ser utilizadas con mejores resultados. 36 En la reciente guía para el estudio multiparamétrico de RM de próstata publicada por la sociedad europea de radiología genitourinaria, (ESUR), se propone como requerimiento mínimo el uso de valores b de 0, 100 y 800-1000 s/mm2, sin entrar en detalle ni consensuar el valor b más elevado. 33 El valor b debe ser mayor para máquinas de mayor campo magnético. Para un mejor cálculo del ADC la guía sugiere el uso de un valor b intermedio de 500. Por otra parte plantea la necesidad de conseguir imágenes con valores b por encima de 1000 ya que por encima de 1000 se obtiene un mejor contraste entre lesiones tumorales y tejido prostático normal, habiéndose descrito un mayor contraste con valores b de 1500 mm2 /s para máquinas de 3T.37

104

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Detección y localización. Son varios los estudios que han obtenido mejor rendimiento diagnóstico de la DWI cuando se compara con las secuencias T2, o especialmente cuando se combinan ambas técnicas.38–40 Sin embargo, el rendimiento depende de muchos factores (experiencia del centro, máquina, valores de difusión utilizados…) con resultados dispares en diferentes estudios.41 Los valores de ADC en el cáncer de próstata varían entre 0,93 y 1,38 x 10 -3 mm2/s y se pueden solapar con los valores del tejido prostático normal. La falta de homogeneidad de la técnica en los artículos publicados, especialmente en lo que se refiere a la elección de los valores b utilizados, impiden definir un valor ADC umbral a partir del cual se pueda establecer el diagnóstico de cáncer de próstata. El rango de valores umbral de ADC propuestos en los artículos publicados va de 1,17 a 1,67 x 10 -3 mm2/s.42

Figura 5: Cáncer de próstata en zona periférica. Paciente con elevación de PSA y biopsia positiva para adenocarcinoma prostático Gleason 7. a) Imagen axial T2 en tercio medio que muestra un área extensa de zona periférica hipointensa (flecha). b) Mismo corte que en a) en una de las adquisiciones dinámicas con contraste que muestra hipercaptación en el área hipointensa en T2. La lesión muestra restricción de la difusión al mostrarse hipointensa en el mapa de ADC (c) e hiperintensa en su correspondiente imagen con b de 1000 s/mm2 (d) (flechas).

La mayor parte de los tumores prostáticos asientan en la glándula periférica. En la glándula central la detección de lesiones tumorales es más compleja, fundamentalmente por la señal heterogénea glandular que dificulta la detección de lesiones en secuencias T2. En la glándula central, con la edad se produce hiperplasia que puede ser tanto de tipo glandular como estromal. La DWI puede ser de utilidad en la detección de lesiones en la glándula central diferenciándolas de hiperplasias estromales (hipointensas en T2) y glandulares (hiperintensas en T2). En un reciente estudio se ha visto que los valores de ADC de los tumores centrales (1,05 x 10 -3 mm2/s) son menores que los de focos de hiperplasia estromal y glandular (1,27 y 1,73 x 10 -3 mm2/s respectivamente). Sin embargo, existe solapamiento de los valores de ADC entre tumores centrales y focos de hiperplasia estromal, que a su vez son las lesiones difíciles de diferenciar morfológicamente por su hipointensidad de señal en T2. La combinación de difusión y estudio dinámico con contraste sí que mejora la diferenciación entre hiperplasia estromal y tumor central aunque se requieren más estudios que reproduzcan estos resultados para que sean aceptados universalmente.43 Las variaciones de los valores de ADC del tejido tumoral se han podido correlacionar con el grado de Gleason de las lesiones. Existe una correlación inversa con valores de ADC más bajos para lesiones con mayor grado y esta correlación permite diferenciar tumores de bajo riesgo clínico (Gleason < 7) con los de riesgo intermedio y alto. Por otro lado, los valores con ADC más bajos también se correlacionan con un mayor porcentaje de muestra tumoral en las biopsias.44

Estadificación local.

Figura 6: Cáncer de próstata con invasión de vesícula seminal. Se identifica una lesión en base prostática izquierda que invade vesícula seminal. Se identifica hipointensidad nodular (flecha) afectando la vesícula seminal izquierda en T2 (a), con captación focal precoz de contraste en esa área (b) y restricción a la difusión (flecha) en imagen de mapa de ADC (c) y difusión con b 1000 s/mm2 (d).

En la estadificación, la DWI tiene en principio utilidad limitada por su baja resolución espacial y su mayor susceptibilidad a artefactos por gas intestinal. Estas limitaciones tienen una mayor relevancia en la detección de afectación extracapsular por la estrecha relación de la cápsula con la pared anterior del recto. A pesar de estas limitaciones existen datos prometedores de su utilidad en la detección de afectación de vesículas seminales (Fig. 6). En un reciente estudio, el uso combinado de imágenes T2 y DWI mejoraba los valores de especificidad y valor predictivo positivo de la prueba aunque no se demostró que mejorase la sensibilidad.45

difusión en sisteMa genitouRinaRio

Vigilancia activa. Las estrategias basadas en el análisis del PSA y su cinética y en la toma repetida de biopsias para el control de pacientes en vigilancia activa son subóptimas. La correlación de los valores de ADC con el grado tumoral de Gleason puede fundamentar el uso de la DWI tanto en la selección de pacientes para vigilancia activa como en su seguimiento, debido a que lesiones de alto riesgo clínico serán más fáciles de detectar que las de bajo riesgo.

Recidiva. Después de radioterapia, el diagnóstico de recidiva por RM resulta complicado. Los cambios debidos a radioterapia en forma de hipointensidad difusa de la glándula dificultan la detección de recidivas o de lesiones recurrentes con las imágenes en T2. La combinación de técnicas funcionales mejora la detección de las recidivas (Fig. 7). La DWI, especialmente con el uso de valores b muy elevados (3000 x 10 -3 s/mm2) muestra un rendimiento diagnóstico similar y es una buena alternativa al estudio con contraste.46 De hecho, en otro estudio reciente que valoró las secuencias funcionales en el diagnóstico de recidiva se obtuvo una mayor sensibilidad de la DWI

105

tras prostatectomía radical (96 %) que tras radioterapia (71%), en ambas situaciones con valores inferiores a los del estudio dinámico (100% y 96% respectivamente) pero superiores a los de las secuencias T2 y de espectroscopía. No obstante, lo ideal es poder combinar ambas técnicas ya que combinándolas la sensibilidad para detectar recidiva tras radioterapia llegó al 100%.47

DIFUSIÓN EN GANGLIOS LINFÁTICOS La detección de adenopatías metastásicas es uno de los factores pronósticos más importantes y decisivo para la planificación terapéutica. La estadificación ganglionar realizada con técnicas de imagen sigue basándose principalmente en el tamaño ganglionar, aunque es fundamental conocer la vía de diseminación linfática del tumor primario para realizar la estadificación lo más precisa posible. 48 Como es ampliamente aceptado, el tamaño límite a partir del cual se sugiere que un ganglio es patológico es de 10 mm de diámetro menor. Sin embargo, las micrometástasis pueden estar presentes en ganglios de tamaño normal y por otra parte, los ganglios pueden aumentar de tamaño debido a cambios inflamatorios. Por lo tanto, este valor lí-

Figura 7: Cáncer de próstata con recidiva tras radioterapia. Las imágenes en T2 (a) muestran una hipointensidad difusa de la próstata con dificultad para identificar la lesión (flecha) que realza en el estudio dinámico (b) y restringe la difusión mostrándose marcadamente hipointensa en ADC (c) e hiperintensa en difusión con b 1000 s/mm2 (d) (flechas).

106

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 8: Estadificación de cáncer de próstata. a) Secuencia FSE T2, plano axial. Se identifica una adenopatía de 7 mm de diámetro menor obturadora izquierda (flecha), de tamaño radiológicamente no significativo. b) y c) En el estudio de difusión se aprecia hiperseñal y en el mapa de ADC se observa restricción, hallazgos sugestivos de afectación ganglionar que se confirmó al realizar la linfadenectomía.

mite no es lo suficientemente preciso ya que la sensibilidad para la detección es baja (varía entre 24-73%) a pesar de que la especificidad sea alta (93-97%). 49 Las secuencias convencionales RM no han demostrado ser superiores a la TC en la detección de adenopatías patológicas. En cuanto a la DWI, a pesar de que se están obteniendo resultados prometedores para la detección y la estadificación local de algunos tumores pélvicos como la próstata, 50 la literatura disponible sigue siendo escasa y además existe cierta discrepancia entre los diferentes estudios. Este hecho podría deberse a que todavía existen limitaciones, como la estandarización de protocolos de adquisición de datos y el análisis de imágenes. 51 Según el estudio realizado por Roy y cols. en pacientes con varios tipos de neoplasias pélvicas 52 la DWI fue capaz de identificar mayor número de ganglios que las secuencias T2; sin embargo no permitió la diferenciación entre ganglios benignos y malignos basándose en el cálculo del ADC. Por el contrario, en otro estudio realizado por Eiber y cols. 53, la DWI fue capaz de diferenciar entre ganglios patológicos y normales en pacientes con cáncer de próstata, con una fiabilidad del 86%, sensibilidad del 86% y una especificidad del 85% (Fig. 8). Además, todos estos estudios publicados muestran cierto grado de solapamiento entre ganglios benignos y malignos por lo que se requieren más estudios prospectivos para definir el valor de la DWI en este contexto. 2 Por otro lado, Thoeny y cols. estudiaron la combinación de la DWI y de los contrastes USPIO (“ultrasmall superparamagnetic particles of iron oxide”) para la detección de metástasis ganglionares en pacientes con tumores de próstata y vejiga. El estudio mostró una fiabilidad diagnóstica del 90%, con un valor predictivo negativo del 94%.54 Sin embargo, a pesar de los buenos resultados iniciales, los USPIO no están disponibles para uso clínico en la actualidad.

de contraste ev. Su mayor utilidad sería la diferenciación entre lesiones benignas y malignas. En un estudio reciente de Tsili, se encontraron diferencias significativas en los valores de ADC de neoplasias testiculares con respecto a lesiones benignas y testículos normales y también valores de ADC diferentes en masas de partes blandas epididimarias en comparación con el epidídimo normal.55 Otra indicación de la RM es la búsqueda de testículos no descendidos y estudios recientes muestran que la utilización de DWI mejora la identificación de los testículos a nivel intraabdominal que utilizando solo secuencias T1 y T2.57

BIBLIOGRAFÍA 1.

Petralia G, Thoeny HC. DW-MRI of the urogenital tract: applications in oncology. Cancer Imaging Off Publ Int Cancer Imaging Soc. 2010;10 Spec no A:S112-123.

2.

Thoeny HC, Forstner R, De Keyzer F. Genitourinary applications of diffusion-weighted MR imaging in the pelvis. Radiology. mayo de 2012;263(2):326-42.

3.

Luna A, Sánchez J, Alcalá L, Vilanova JC, Ramón E. Resonancia magnética funcional de los riñones y las vías urinarias. Monografía SERAM 2010. Actual Seram. 71-83.

4.

Zhang J, Tehrani YM, Wang L, Ishill NM, Schwartz LH, Hricak H. Renal masses: characterization with diffusionweighted MR imaging--a preliminary experience. Radiology. mayo de 2008;247(2):458-64.

5.

Taouli B, Thakur RK, Mannelli L, Babb JS, Kim S, Hecht EM, et  al. Renal lesions: characterization with diffusionweighted imaging versus contrast-enhanced MR imaging. Radiology. mayo de 2009;251(2):398-407.

6.

Kilickesmez O, Inci E, Atilla S, Tasdelen N, Yetimoğlu B, Yencilek F, et al. Diffusion-weighted imaging of the renal and adrenal lesions. J Comput Assist Tomogr. diciembre de 2009;33(6):828-33.

7.

Doğanay S, Kocakoç E, Ciçekçi M, Ağlamiş S, Akpolat N, Orhan I. Ability and utility of diffusion-weighted MRI with different b values in the evaluation of benign and malignant renal lesions. Clin Radiol. mayo de 2011;66(5):420-5.

DIFUSIÓN EN EL ESCROTO Aunque existe escasa experiencia en la valoración de patología escrotal, estudios recientes han mostrado la utilidad de la DWI en patología escrotal tanto aguda como tumoral55,56, especialmente en pacientes en los que no se aconseja la administración

difusión en sisteMa genitouRinaRio

8.

9.

Wang H, Cheng L, Zhang X, Wang D, Guo A, Gao Y, et al. Renal cell carcinoma: diffusion-weighted MR imaging for subtype differentiation at 3.0 T. Radiology. octubre de 2010;257(1):135-43. Goyal A, Sharma R, Bhalla AS, Gamanagatti S, Seth A, Iyer VK, et al. Diffusion-weighted MRI in renal cell carcinoma: a surrogate marker for predicting nuclear grade and histological subtype. Acta Radiol Stockh Swed 1987. 1 de abril de 2012;53(3):349-58.

10. Rosenkrantz AB, Niver BE, Fitzgerald EF, Babb JS, Chandarana H, Melamed J. Utility of the apparent diffusion coefficient for distinguishing clear cell renal cell carcinoma of low and high nuclear grade. Ajr Am J Roentgenol. noviembre de 2010;195(5):W344-351. 11. Rheinheimer S, Stieltjes B, Schneider F, Simon D, Pahernik S, Kauczor HU, et al. Investigation of renal lesions by diffusion-weighted magnetic resonance imaging applying intravoxel incoherent motion-derived parameters-initial experience. Eur J Radiol. marzo de 2012;81(3):e310-316. 12. Chandarana H, Kang SK, Wong S, Rusinek H, Zhang JL, Arizono S, et al. Diffusion-weighted intravoxel incoherent motion imaging of renal tumors with histopathologic correlation. Invest Radiol. diciembre de 2012;47(12):688-96. 13. Yildirim E, Kirbas I, Teksam M, Karadeli E, Gullu H, Ozer I. Diffusion-weighted MR imaging of kidneys in renal artery stenosis. Eur J Radiol. enero de 2008;65(1):148-53. 14. Notohamiprodjo M, Reiser MF, Sourbron SP. Diffusion and perfusion of the kidney. Eur J Radiol. diciembre de 2010;76(3):337-47. 15. Togao O, Doi S, Kuro-o M, Masaki T, Yorioka N, Takahashi M. Assessment of renal fibrosis with diffusion-weighted MR imaging: study with murine model of unilateral ureteral obstruction. Radiology. junio de 2010;255(3):772-80. 16. Thoeny HC, Grenier N. Science to practice: Can diffusion-weighted MR imaging findings be used as biomarkers to monitor the progression of renal fibrosis? Radiology. junio de 2010;255(3):667-8. 17. Verswijvel G, Vandecaveye V, Gelin G, Vandevenne J, Grieten M, Horvath M, et al. Diffusion-weighted MR imaging in the evaluation of renal infection: preliminary results. Jbr-Btr Organe Société R Belge Radiol Srbr Orgaan Van K Belg Ver Voor Radiol Kbvr. mayo de 2002;85(2):100-3. 18. Eisenberger U, Thoeny HC, Binser T, Gugger M, Frey FJ, Boesch C, et al. Evaluation of renal allograft function early after transplantation with diffusion-weighted MR imaging. Eur Radiol. junio de 2010;20(6):1374-83. 19. Thoeny HC, De Keyzer F. Diffusion-weighted MR imaging of native and transplanted kidneys. Radiology. abril de 2011;259(1):25-38. 20. Thoeny HC, Binser T, Roth B, Kessler TM, Vermathen P. Noninvasive assessment of acute ureteral obstruction with diffusion-weighted MR imaging: a prospective study. Radiology. septiembre de 2009;252(3):721-8. 21. Chan JH, Tsui EY, Luk SH, Fung SL, Cheung YK, Chan MS, et  al. MR diffusion-weighted imaging of kidney:

107

differentiation between hydronephrosis and pyonephrosis. Clin Imaging. abril de 2001;25(2):110-3. 22. Yoshida S, Masuda H, Ishii C, Saito K, Kawakami S, Kihara K. Initial experience of functional imaging of upper urinary tract neoplasm by diffusion-weighted magnetic resonance imaging. Int J Urol Off J Jpn Urol Assoc. febrero de 2008;15(2):140-3. 23. Luna A, Sánchez-Gonzalez J, Caro P. Diffusion-weighted imaging of the chest. Magn Reson Imaging Clin N Am. febrero de 2011;19(1):69-94. 24. Padhani AR, Koh D-M. Diffusion MR imaging for monitoring of treatment response. Magn Reson Imaging Clin N Am. febrero de 2011;19(1):181-209. 25. Desar IME, ter Voert EGW, Hambrock T, van Asten JJA, van Spronsen DJ, Mulders PFA, et  al. Functional MRI techniques demonstrate early vascular changes in renal cell cancer patients treated with sunitinib: a pilot study. Cancer Imaging Off Publ Int Cancer Imaging Soc. 2011;11:259-65. 26. Platzek I, Zastrow S, Deppe P-E, Grimm M-O, Wirth M, Laniado M, et  al. Whole-body MRI in follow-up of patients with renal cell carcinoma. Acta Radiol Stockh Swed 1987. junio de 2010;51(5):581-9. 27. Abou-El-Ghar ME, El-Assmy A, Refaie HF, El-Diasty T. Bladder cancer: diagnosis with diffusion-weighted MR imaging in patients with gross hematuria. Radiology. mayo de 2009;251(2):415-21. 28. Ceylan K, Taken K, Gecit I, Pirincci N, Gunes M, Tanik S, et al. Comparison of cystoscopy with diffusion-weighted magnetic resonance images used in the diagnosis and follow-up of patients with bladder tumors. Asian Pac J Cancer Prev Apjcp. 2010;11(4):1001-4. 29. Takeuchi M, Sasaki S, Ito M, Okada S, Takahashi S, Kawai T, et al. Urinary bladder cancer: diffusion-weighted MR imaging--accuracy for diagnosing T stage and estimating histologic grade. Radiology. abril de 2009;251(1):112-21. 30. El-Assmy A, Abou-El-Ghar ME, Mosbah A, El-Nahas AR, Refaie HF, Hekal IA, et al. Bladder tumour staging: comparison of diffusion- and T2-weighted MR imaging. Eur Radiol. julio de 2009;19(7):1575-81. 31. Kobayashi S, Koga F, Yoshida S, Masuda H, Ishii C, Tanaka H, et  al. Diagnostic performance of diffusionweighted magnetic resonance imaging in bladder cancer: potential utility of apparent diffusion coefficient values as a biomarker to predict clinical aggressiveness. Eur Radiol. octubre de 2011;21(10):2178-86. 32. Yoshida S, Koga F, Kawakami S, Ishii C, Tanaka H, Numao N, et al. Initial experience of diffusion-weighted magnetic resonance imaging to assess therapeutic response to induction chemoradiotherapy against muscle-invasive bladder cancer. Urology. febrero de 2010;75(2):387-91. 33. Barentsz JO, Richenberg J, Clements R, Choyke P, Verma S, Villeirs G, et  al. ESUR prostate MR guidelines 2012. Eur Radiol. abril de 2012;22(4):746-57. 34. Vilanova JC, Barceló-Vidal C, Comet J, Boada M, Barceló J, Ferrer J, et al. Usefulness of prebiopsy multifunctional and morphologic MRI combined with free-to-total prosta-

108

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

te-specific antigen ratio in the detection of prostate cancer. Ajr Am J Roentgenol. junio de 2011;196(6):W715-722.

parametric magnetic resonance imaging. Eur Radiol. junio de 2013;23(6):1745-52.

35. Hoeks CMA, Barentsz JO, Hambrock T, Yakar D, Somford DM, Heijmink SWTPJ, et  al. Prostate cancer: multiparametric MR imaging for detection, localization, and staging. Radiology. octubre de 2011;261(1):46-66.

47. Roy C, Foudi F, Charton J, Jung M, Lang H, Saussine C, et al. Comparative sensitivities of functional MRI sequences in detection of local recurrence of prostate carcinoma after radical prostatectomy or externalbeam radiotherapy. Ajr Am J Roentgenol. abril de 2013;200(4):W361-368.

36. Rosenkrantz AB, Chandarana H, Hindman N, Deng F-M, Babb JS, Taneja SS, et al. Computed diffusion-weighted imaging of the prostate at 3 T: impact on image quality and tumour detection. Eur Radiol. 12 de junio de 2013; 37. Metens T, Miranda D, Absil J, Matos C. What is the optimal b value in diffusion-weighted MR imaging to depict prostate cancer at 3T? Eur Radiol. marzo de 2012;22(3):703-9. 38. Haider MA, van der Kwast TH, Tanguay J, Evans AJ, Hashmi A-T, Lockwood G, et al. Combined T2-weighted and diffusion-weighted MRI for localization of prostate cancer. Ajr Am J Roentgenol. agosto de 2007;189(2):323-8. 39. Lim HK, Kim JK, Kim KA, Cho K-S. Prostate cancer: apparent diffusion coefficient map with T2-weighted images for detection--a multireader study. Radiology. enero de 2009;250(1):145-51. 40. Peng Y, Jiang Y, Yang C, Brown JB, Antic T, Sethi I, et  al. Quantitative analysis of multiparametric prostate MR images: differentiation between prostate cancer and normal tissue and correlation with Gleason score--a computer-aided diagnosis development study. Radiology. junio de 2013;267(3):787-96. 41. Tan CH, Wei W, Johnson V, Kundra V. Diffusion-weighted MRI in the detection of prostate cancer: meta-analysis. Ajr Am J Roentgenol. octubre de 2012;199(4):822-9. 42. Giannarini G, Petralia G, Thoeny HC. Potential and limitations of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in kidney, prostate, and bladder cancer including pelvic lymph node staging: a critical analysis of the literature. Eur Urol. febrero de 2012;61(2):326-40. 43. Oto A, Kayhan A, Jiang Y, Tretiakova M, Yang C, Antic T, et al. Prostate cancer: differentiation of central gland cancer from benign prostatic hyperplasia by using diffusion-weighted and dynamic contrast-enhanced MR imaging. Radiology. diciembre de 2010;257(3):715-23. 44. Woodfield CA, Tung GA, Grand DJ, Pezzullo JA, Machan JT, Renzulli JF 2nd. Diffusion-weighted MRI of peripheral zone prostate cancer: comparison of tumor apparent diffusion coefficient with Gleason score and percentage of tumor on core biopsy. Ajr Am J Roentgenol. abril de 2010;194(4):W316-322. 45. Soylu FN, Peng Y, Jiang Y, Wang S, Schmid-Tannwald C, Sethi I, et al. Seminal vesicle invasion in prostate cancer: evaluation by using multiparametric endorectal MR imaging. Radiology. junio de 2013;267(3):797-806. 46. Panebianco V, Barchetti F, Sciarra A, Musio D, Forte V, Gentile V, et al. Prostate cancer recurrence after radical prostatectomy: the role of 3-T diffusion imaging in multi-

48. Paño B, Sebastià C, Buñesch L, Mestres J, Salvador R, Macías NG, et al. Pathways of lymphatic spread in male urogenital pelvic malignancies. Radiogr Rev Publ Radiol Soc North Am Inc. febrero de 2011;31(1):135-60. 49. Harisinghani MG, Barentsz J, Hahn PF, Deserno WM, Tabatabaei S, van de Kaa CH, et al. Noninvasive detection of clinically occult lymph-node metastases in prostate cancer. N Engl J Med. 19 de junio de 2003;348(25):2491-9. 50. Charles-Edwards EM, deSouza NM. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging and its application to cancer. Cancer Imaging Off Publ Int Cancer Imaging Soc. 2006;6:135-43. 51. Koh D-M, Collins DJ. Diffusion-weighted MRI in the body: applications and challenges in oncology. Ajr Am J Roentgenol. junio de 2007;188(6):1622-35. 52. Roy C, Bierry G, Matau A, Bazille G, Pasquali R. Value of diffusion-weighted imaging to detect small malignant pelvic lymph nodes at 3 T. Eur Radiol. agosto de 2010;20(8):1803-11. 53. Eiber M, Beer AJ, Holzapfel K, Tauber R, Ganter C, Weirich G, et  al. Preliminary results for characterization of pelvic lymph nodes in patients with prostate cancer by diffusion-weighted MR-imaging. Invest Radiol. enero de 2010;45(1):15-23. 54. Thoeny HC, Triantafyllou M, Birkhaeuser FD, Froehlich JM, Tshering DW, Binser T, et  al. Combined ultrasmall superparamagnetic particles of iron oxide-enhanced and diffusion-weighted magnetic resonance imaging reliably detect pelvic lymph node metastases in normal-sized nodes of bladder and prostate cancer patients. Eur Urol. abril de 2009;55(4):761-9. 55. Tsili AC, Argyropoulou MI, Giannakis D, Tsampalas S, Sofikitis N, Tsampoulas K. Diffusion-weighted MR imaging of normal and abnormal scrotum: preliminary results. Asian J Androl. julio de 2012;14(4):649-54. 56. Maki D, Watanabe Y, Nagayama M, Ishimori T, Okumura A, Amoh Y, et al. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the detection of testicular torsion: feasibility study. J Magn Reson Imaging Jmri. noviembre de 2011;34(5):1137-42. 57. Kantarci M, Doganay S, Yalcin A, Aksoy Y, YilmazCankaya B, Salman B. Diagnostic performance of diffusion-weighted MRI in the detection of nonpalpable undescended testes: comparison with conventional MRI and surgical findings. Ajr Am J Roentgenol. octubre de 2010;195(4):W268-273.

DIfusIÓN EN musCuLoEsquELétICo

10

Javier Carrascoso Arranza*, Luis Herraiz Hidalgob, Agustín Acevedo Barberác, Joan Carles Vilanova Busquetsd a.

Jefe Asociado Servicio de Diagnóstico por la Imagen Hospital Universitario Quirón, Madrid, España Profesor Asociado Universidad Europea de Madrid

b.

Radiólogo Servicio de Diagnóstico por la Imagen Hospital Universitario Quirón, Madrid, España Profesor Asociado Universidad Europea de Madrid

c.

Jefe Servicio Anatomía Patológica Hospital Universitario Quirón, Madrid, España Profesor Asociado Universidad Europea de Madrid

d.

Unidad de Resonancia Magnética, Clínica Girona, Girona, España Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Santa Caterina, Salt, Girona, España Departamento de Ciencias Médicas, Facultad de Medicina, Universidad de Girona, Girona, España

RESUMEN La resonancia magnética es la técnica de elección para detectar, caracterizar, estadificar y llevar a cabo el seguimiento, de la patología tumoral musculoesquelética. La imagen de difusión en RM es una técnica de imagen funcional no invasiva, que aporta una información adicional cualitativa y cuantitativa que complementa las secuencias convencionales de RM, por lo que debería usarse sistemáticamente en el diagnóstico y seguimiento de los tumores óseos y de partes blandas. La difusión también ha demostrado su utilidad en la valoración de las fracturas vertebrales, en las enfermedades inflamatorias e infecciosas y en el estudio de la patología muscular mediante tractografía.

Palabras clave: Resonancia magnética, difusión, osteomuscular, tumores óseos, tumores de partes blandas.

INTRODUCCIÓN La resonancia magnética (RM) debido a su alta resolución espacial, gran contraste tisular y a su capacidad multiplanar, es la técnica de imagen de elección para el diagnóstico, estadificación preoperatoria, y seguimiento, tanto de los tumores óseos como de los de partes blandas. La radiología simple sigue siendo la modalidad de estudio inicial en los tumores óseos, y permite valorar la necesidad de realizar otras pruebas diagnósticas. Hay nuevas secuencias de RM que facilitan el diagnóstico de la patología tumoral, estando entre ellas las *Autor para correspondencia: Javier Carrascoso Arranz E-mail: [email protected]

secuencias en fase y fase opuesta (FFO), imagen de difusión en RM (RM-D), espectroscopía y estudio dinámico tras contraste endovenoso (CIV).1 La RM-D es una técnica de imagen funcional no invasiva, capaz de aportar información cualitativa y cuantitativa acerca del movimiento microscópico de las moléculas de agua o movimiento Browniano dentro de los tejidos. En patología musculoesquelética ha demostrado su utilidad en la diferenciación de fracturas vertebrales benignas y malignas, patología tumoral de la médula ósea y en la monitorización del tratamiento.2-5 Aunque hasta el momento hay pocos estudios para valorar la utilidad de la RM-D en los tumores óseos y de partes blandas, parece necesaria su inclusión en los protocolos convencionales morfológicos de RM, al ofrecer diferente contraste tisular y permitir realizar una cuantificación. Las nuevas técnicas de RM pueden ser aplicadas también en el estudio de lesiones musculares no tumorales, incluyendo el uso del Tensor de Difusión (TD) y la Tractografía muscular (en inglés fiber tracking). Estas técnicas nos aportan información sobre las estructuras musculares que no es posible obtener con otras técnicas de imagen, como la reconstrucción de la trayectoria de las fibras musculares; y hace posible determinar de forma no invasiva determinados valores fisiológicos y estructurales musculares que tienen gran asociación con la fisiología y la patología muscular. Realizamos en este capítulo una revisión de la técnica de difusión y sus aplicaciones clínicas en la patología musculoesquelética tumoral y no tumoral.

110

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

ASPECTOS TÉCNICOS La imagen de difusión es una técnica no invasiva de RM que permite detectar el movimiento aleatorio o Browniano de las moléculas de agua, dentro de los tejidos. La señal de la difusión proviene del movimiento de las moléculas de agua en los espacios intracelular, transcelular, intersticial, e intravascular,1 siendo el espacio intravascular, debido al flujo sanguíneo, el que presenta mayor difusión de las moléculas de agua. Se utilizan diferentes secuencias de difusión, siendo las más empleadas las secuencias EPI (en inglés, Echo Planar Imaging), cuya mayor ventaja es la rapidez, lo que las hace menos sensibles a los artefactos de movimiento, permitiendo estudiar un amplio volumen.5 Las secuencias EPI, son más propensas a los artefactos de susceptibilidad en interfases hueso-tejido blando y fundamentalmente en interfases aire-tejido blando (existe mayor artefacto en zonas distales de manos y pies o en región clavicular). La adquisición de la secuencia de difusión suele utilizar al menos 2 valores b (0 s/mm2 y otro entre 1 y 1.000 s/mm2), obteniendo simultáneamente 2 imágenes con esos 2 valores b. La RM-D permite realizar un estudio cualitativo y cuantitativo. El estudio cualitativo se basa en la señal que presentan las lesiones. Cuando existen barreras a la difusión, como por ejemplo en los tumores hipercelulares, la difusión está restringida, la atenuación de señal será menor y existirá hiperseñal en las imágenes de difusión; y al revés, cuando las barreras a la difusión se reducen como en las lesiones con mucho estroma, la difusión está aumentada, la atenuación de señal será mayor y por lo tanto existirá una hiposeñal en las imágenes de difusión. Hay que tener en cuenta que la intensidad de señal no solo depende de la difusión del agua sino también del tiempo de relajación T2, así una lesión con tiempo de relajación muy largo en T2 puede aparecer hiperintensa en las imágenes de difusión simulando una difusión restringida, es lo que se denomina “efecto T2” (en inglés T2 shine through effect). El efecto T2 se puede eliminar parcialmente aumentando el valor b y la posibilidad de realizar una cuantificación mediante el cálculo del ADC (en inglés Apparent Diffusion Coefficient, o coeficiente de difusión aparente). El ADC es independiente del campo magnético, no se ve afectado por el efecto T2 y varía con el valor b, aunque hay autores 6 que afirman que por razones técnicas sí hay variaciones del valor de ADC debido al campo magnético. Algunos autores 3 han propuesto evitar el efecto de la perfusión del ADC, no utilizando valores menores de 150 mm2 /s como un indicador más fiable de la difusión, denominándole ADC no sensible a la perfusión (PIDC en inglés perfusion-insensitive diffusion coefficient). En nuestro protocolo utilizamos un factor b de 0 y 600 mm2 /s, supresión grasa, matriz de 128 x 128 y 8 NEX (número de adquisiciones). El resto de parámetros depende de la extensión del tumor y amplitud de la región anatómica que hay que estudiar, el tipo de antena, equipo de RM si es 1,5 o 3T. Los parámetros orientativos son: TR > 3000 ms (normalmente entre 3000-5000 ms, aunque puede ser mayor si la zona a estudiar es muy amplia y hay mayor número de cortes); TE mínimo 75-90ms; grosor de corte: 3-6 mm; GAP (separación): < 1 mm La utilización de las técnicas de imagen

en paralelo y el empleo de antenas multicanales mejora el tiempo de adquisición e incrementa la resolución espacial.4 El tiempo de adquisición es de 3-4 minutos. Para cuantificar el ADC, hay que colocar un ROI (región de interés) en la lesión. Muchas veces las lesiones son heterogéneas, con zonas sólidas y quísticas o necróticas. El ROI debe colocarse en la zona más sólida y homogénea de la lesión, evitando las zonas quísticas o necróticas. Por eso es importante superponer la imagen anatómica a la imagen de cuantificación del ADC, para realizar una medida más adecuada.1

VALORACIÓN DE LA DIFUSIÓN EN LOS TUMORES MUSCULOESQUELÉTICOS La RM-D complementa la información obtenida con las secuencias morfológicas convencionales, que dada la heterogeneidad y variabilidad de los tumores, muchas veces no permite establecer un diagnóstico específico sin biopsia.4 El contraste tisular obtenido con la RM-D es diferente del obtenido con las secuencias convencionales, lo que facilita la detección de tumores de partes blandas, óseos y metástasis. Con la RM-D podemos realizar un análisis cualitativo y cuantitativo y con ello intentar caracterizar el tumor, al poder estimar los parámetros que influyen en la difusión como son la celularidad tisular (densidad celular, ratio núcleo-citoplasma), la integridad de la membrana celular, el espacio extracelular (estroma) del tumor y la perfusión tisular. Hay mayor restricción al movimiento de las moléculas de agua en tejidos con alta celularidad, membranas celulares intactas y reducción del espacio extracelular o estroma.1 Por el contrario hay una menor restricción o facilitación al movimiento de las moléculas del agua, en tejidos con menor celularidad, daño en las membranas celulares y mayor espacio extracelular. El grado de restricción a la difusión es directamente proporcional a la celularidad tisular y a la integridad de las membranas e inversamente proporcional al espacio extracelular. Estas diferencias pueden ser útiles para poner estimar la composición histológica de los tumores y establecer unos valores aproximados de ADC en algunos tumores. En general los tumores malignos son más celulares que los tumores benignos y presentan una mayor restricción a la difusión (Fig. 1), sin embargo no todos los tumores malignos tienen más celularidad que los benignos (Fig. 2), ni todos los tumores benignos tienen mayor espacio extracelular que los malignos (Fig. 3). Esta variabilidad en la histología de los tumores hace que en general no pueda usarse aisladamente la secuencia en difusión para valorar si un tumor es benigno o maligno o especificar el tipo concreto de tumor, debido a la superposición en cuanto a los valores de ADC que presentan. Ante un paciente con un tumor hay que tener en cuenta la edad, localización de la lesión y los datos morfológicos concretos. Mediante la RM-D habría que comprobar si el valor de ADC se correlaciona con el tumor que pensamos, lo que apoyaría nuestro diagnóstico o si bien nos permite descartar alguno de los posibles diagnósticos diferenciales. (Fig. 4). En el quiste de inclusión epidermoide, la RM-D lo diferencia del quiste simple, algo que no nos lo permitiría ninguna otra secuencia.5

difusión en Musculoesquelético

DIFERENCIACIÓN ENTRE TUMORES BENIGNOS Y MALIGNOS

células gigantes, tumores de células fusiformes, tumores con estroma especializado y abscesos-hematomas.

En base a los valores de ADC, hay autores que intentan establecer un valor de corte entre benignidad y malignidad, similar a lo descrito en otros tipos de tumores no musculoesqueléticos. Hay autores que no encuentran una diferencia significativa entre tumores benignos y malignos7, 8, sin embargo otros autores encuentran un valor de corte significativo (tabla 1).1, 4, 9-11 Todos estos datos deben ser refrendados con series más amplias y además habría que homogeneizar la técnica utilizada. Hay que excluir del análisis y estimación de los resultados los tumores de apariencia muy típica en RM, con un diagnóstico sencillo y elevada frecuencia como son los lipomas, gangliones o quistes sinoviales.1 Como sugiere Nagata10, al examinar histológicamente 88 tumores de partes blandas, hay que diferenciar inicialmente los tumores mixoides de los no mixoides, dado que ambos grupos presentan una diferencia significativa en cuanto a los valores de ADC. No existe diferencia significativa entre los tumores mixoides benignos y malignos. Los dos artículos que no encuentran diferencia entre tumores benignos y malignos no establecen la diferenciación inicial entre tumores mixoides y no mixoides.7, 8 Es útil esta diferenciación inicial, aunque después habría que establecer unos grupos de tumores que presenten unas características histologías comunes, con unos valores de ADC similares, siempre orientativos y teniendo en cuenta que hay tumores que no es posible encuadrarlos en ningún grupo debido a su heterogeneidad histológica. Se podrían agrupar en: tumores mixoides, tumores de células redondas, tumores de

Tumores mixoides. Son tumores de apariencia quística, entre los que se encuentran el mixoma intramuscular, mixoma yuxtaarticular, mixofibrosarcoma, liposarcoma mixoide, leiomiosarcoma mixoide. Presentan gran contenido en mucina o matriz mixoide extracelular, poco contenido de colágeno y gran cantidad de agua. Estas características histológicas hacen que presenten valores altos de ADC de 2,08 +/- 0.51 x 10 -3 mm2/ s10 o un valor de PIADC de 2,92 x 10 -3 mm2/s1 (Fig. 1 D-E y 2). Tumores de células redondas o azules. Es una terminología médica coloquial que hace referencia a la histología, siendo tumores muy celulares formados por células de morfología redondeada y con elevada relación núcleo/ citoplasma. Estarían incluidos los linfomas no Hodgkin, sarcomas de Ewing, PNET, mielomas, neuroblastomas y rabdomiosarcomas. Estas características hace que presenten unos valores muy bajos de ADC (PIADC de los linfomas de 0,64 +/- 0,18 x 10 -3 mm2 /s) 3 (Fig.1 A-C). En el estudio espectroscópico presentan un elevado pico de colina.1 Tumores de células gigantes (TCG). Tanto los tumores óseos como los tumores de partes blandas de la vaina tendinosa son tumores de comportamiento incierto que presentan ADC bajo debido a la alta celularidad y escaso estroma. Suelen presentar intenso realce tras CIV con lavado posterior1, 3 (Fig.3 y 4). Tumores de células fusiformes. Es un término coloquial que hace alusión a la morfología celular e incluye tumores de histogénesis diversa como son los tumores fibroblásticos y

ADC×10-3 mm2/s

Valores b s/mm2

Tumores malignos

Tumores benignos

Valor de corte para malignidad

Neubauer et al 2012(11)

0,78 ± 0,45

1,71 ± 0,75

≤1,03×10-3

Qy et al 2012 (8)

No hay diferencia significativa entre tumores benignos y malignos

b 400, 600, 800 y 1000

Khedr et al 2012(9)

0,97 ± 0,35 tumores de partes blandas

1,86 ± 0,67

b 0 y 1000

Costa et al 2011(1;3)

1,07 +/- 0,46

1,67 +/- 0,18

Nagata et al 2008(10)

Einarsdóttir et al 2004(7) Tabla 1.

111

≤ 1,1

Tumores mixoides 2,08+/-0,5, significativamente más alto que tumores no mixoides 1,13+/-0,40. No hay diferencia significativa entre tumores mixoides malignos y benignos Tumores malignos no mixoides 0,94 ± 0,25

Tumores benignos no mixoides1,31 ± 0,46

1,7

1,8

b 50 y 800

PIADC (b 300, 450 y 600)

b 0 y 1000

No diferencia

b 0 y 1000

112

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 1: A, B y C). Linfoma axilar. A) Axial T2 supresión grasa. Voluminosa masa en región axilar izquierda. B) Mapa de ADC con marcada restricción de la difusión, con unos valores muy bajos de 0,7 x 10 -3 mm2/s. C) Histología. Linfoma de células B, variante rica en células T/histiocitos, con abundante celularidad. D, E y F). Mixoma yuxtarticular en región suprapatelar. D) Axial T2 supresión grasa, lesión de predominio hiperintenso. E) Mapa de ADC donde no existe restricción de la difusión, con un ADC de 3 x 10 -3 mm2/s. F) Histología. Lesión con un estroma mixoide con escasa celularidad fusiforme benigna.

Figura 2: Mixofibrosarcoma. Voluminosa tumoración de apariencia quística en compartimento medial del muslo. A) Axial T2 con supresión grasa, B) Axial T1 y C) RM-D con un valor elevado de ADC de 2,6 x 10 -3 mm2/s. D y E) Histología. Neoplasia mesenquimal de predominio mixoide, que alterna con zonas de mayor celularidad (flechas), con células fusiformes que crecen con un patrón de crecimiento fascicular.

difusión en Musculoesquelético

113

Figura 3: Tumor de células gigantes de rodilla. A) Axial T2 con supresión grasa, lesión excéntrica de bordes bien definidos con zonas quísticas en su interior. B). Sagital gradiente eco. Restos de hemosiderina en su interior (flecha). C) RM-D. El cálculo del ADC debe realizarse situando el ROI en la zona sólida, evitando las zonas quísticas, ADC de 1,1 x 10 -3 mm2/s. D) Histología. Neoplasia mesenquimal con marcada celularidad, existiendo abundante componente fusocelular entremezclado con células gigantes multinucleadas de tipo osteoclástico de tamaño y aspecto homogéneo con núcleos similares a los de las células fusiformes.

Figura 4: A, B, C y D. Tumor de células gigantes. A) Rx lateral. Tumoración lítica insuflante en falange distal del primer dedo con erosión de la práctica totalidad de la cortical. B). Coronal T2 supresión grasa. Lesión insuflante hiperintensa. C) Isointensa en secuencia T1 en axial. D) El ADC de 0,9 x 10 -3 mm2/s no es sugestivo de tumor condral. E, F y G. Angioma capilar. Paciente con tumoración supraclavicular de crecimiento rápido con sospecha clínica de linfoma. E) T1 tumoración supraclavicular ovoidea isointensa. F) El corte sagital T1 post CIV muestra realce homogéneo. G) El ADC elevado de 2,3 x 10 -3 mm2/s no es sugestivo de tumor con elevada celularidad como el linfoma.

114

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 5: Piomiositis deltoidea. Varón de 35 años con extensa afectación de la musculatura deltoidea derecha (A). Cortes axiales en STIR (B) y tras administrar contraste en supresión grasa T1 (C) delimitando colecciones intramusculares con realce periférico (flechas). D) Corte axial en difusión (b:1000 mm2/s) mostrando hiperseñal en las regiones correspondientes a las colecciones líquidas (flechas), y confirmando proceso infeccioso al mostrar hiposeñal en el mapa ADC, en relación a valores bajos de difusión (E) (flechas).

miofibroblásticos (fibromatosis agresiva y fibrosarcoma), los llamados tumores fibrohistiocíticos (fibrohistiocitoma maligno o sarcoma pleomórfico indiferenciado), tumores de células musculares lisas (leiomioma o leiomiosarcoma) y otros que incluyen entidades de origen no tumoral (fascitis nodular y miositis osificante). En el estudio de Costa (1), los tumores benignos y de grado intermedio presentan menor restricción de la difusión que los malignos con PIADC de 1,56 x 10 -3 mm2 /s versus 0,89 respectivamente. Tumores con estroma especializado. Son tumores con un estroma abundante característico relacionado con su histogénesis, estando agrupados en tumores condrales (osteocondromas, condroblastomas, encondromas, y condrosarcomas) y óseos (osteosarcoma o sarcoma osteogénico). Con respecto a los tumores condrales, surge un problema al intentar diferenciar encondroma de condrosarcoma de bajo grado en los huesos largos. Normalmente se diagnostican incidentalmente mediante radiología simple al presentar dolor en articulación adyacente o bien en un estudio gammagráfico realizado para detectar metástasis. Se han establecido unos criterios para diferenciarlos, sugiriendo más condrosarcoma de bajo grado cuando la edad es mayor de 40 años, el diámetro de la tumoración mayor de 5 cm, si provoca dolor el propio tumor, rebaje endostal mayor de dos tercios del grosor de la cortical (aunque el rebaje endostal suele verse en ambos), sin embargo en la mayoría de los casos no es posible diferenciarlos, teniendo que hablar de tumores condrales de bajo grado. A veces incluso después de biopsia o cirugía no es fácil diferenciarlos entre patólogos expertos. Hay autores (1;12) que mediante el estudio dinámico tras CIV, diferencian

condrosarcomas de bajo grado de los encondromas “inactivos”, al presentar intenso realce precoz. Con la secuencia de la difusión se abría la posibilidad de poder diferenciarlos, pero en nuestra experiencia no es posible, pues ambos presentan unos altos valores de ADC de alrededor de 2,3-2,5 x 10 -3 mm2 /s, por la presencia de importante cantidad de matriz condroide o estroma. Nuestra actitud y lo refrendado en la literatura consiste en un manejo multidisciplinario, basándose en la clínica y en los hallazgos de imagen y tratarlos en general conservadoramente. Abscesos y hematomas: Los abscesos y los hematomas agudos y subagudos presentan una restricción de la difusión a diferencia de la necrosis tumoral donde la difusión está facilitada. Los abscesos, debido a que contienen células inflamatorias, matriz de proteínas, detritus celulares y pus de alta viscosidad presentan señal hiperintensa en las secuencias en difusión, con una disminución de los valores de ADC1;13 (Fig. 5). Los hematomas crónicos pueden expandirse y provocar un problema diagnóstico con los sarcomas de partes blandas hemorrágicos. La diferencia estriba en la hipocelularidad de los hematomas por lo que presentan aumento de los valores de ADC 1,55 ± 0,12 × 10 −3mm2 /s, versus 0,92 ± 0,14 × 10 −3 mm2 /s en los sarcomas.14

COLUMNA Cuando existen fracturas por compresión de cuerpos vertebrales, puede presentarse un problema diagnóstico, en pacientes con tumor primario conocido o en pacientes de edad

difusión en Musculoesquelético

avanzada sin tumor primario conocido, ya que probablemente se trate de fracturas osteoporóticas, pero no puede excluirse afectación metastásica. Las secuencias convencionales de RM suelen dirimir el diagnóstico, siendo las secuencias más útiles las T1 sin supresión grasa y las T2 con supresión grasa, añadiendo si existe componente de partes blandas CIV. Cada vez son más utilizadas las secuencias FFO y la RM-D para ayudar en el diagnóstico. El estudio de difusión mediante RM para diferenciar fracturas por compresión benignas de patológicas lo empezó a utilizar Baur en 1998.15 Desde entonces se han escrito muchos artículos a este respecto, recogidos en la revisión de Dietrich16 valorando cualitativa y cuantitativamente la difusión. El mayor problema es la gran variabilidad en cuanto a las secuencias empleadas, supresión o no de la grasa y empleo de diferentes valores b, lo que provoca un gran solapamiento en cuanto a los resultados. Como resumen se puede considerar que la medula ósea normal tiene una celularidad baja y valores bajos de ADC, entre 0,2-0,5 x 10 -3 mm2/s (hay que comprobar dicho valor en nuestros equipos) (Fig. 6); las fracturas patológicas y malignas entre 0,7-1,0 x 10 -3 mm2/s; las fracturas osteoporóticas o traumáticas 1-2 x 10 -3 mm2/s y la espondilitis bacteriana y la tuberculosis unos valores intermedios de 1-1,5 x 10 -3 mm2/s. Además hay que considerar el tiempo de evolución de la lesión pues una fractura aguda benigna presentará edema vasogénico y por lo tanto un valor > 1x10 -3 mm2/s de ADC, pero si se analiza en fase subaguda (3-5 semanas), el valor del ADC irá disminuyendo progresivamente hasta alcanzar sus valores normales de 0,2-0,5 x 10 -3 mm2/s,

115

por lo que puede presentar un valor de ADC menor de 1 x 10 -3 mm2/s y no habrá que confundir con una fractura patológica.17 Hay que tener en cuenta que los valores ADC son orientativos y que existe gran solapamiento, por lo que deben valorarse en conjunto con el resto de las secuencias de RM e historia clínica del paciente. El estudio de la difusión en la columna, al usar FOV grandes2, es problemático debido a la importante distorsión geométrica que provocan las secuencias EPI, siendo más marcado en la columna dorsal, en las secuencias de difusión en sagital y aún más importante en equipos 3T (Fig. 6 B) , teniendo que ajustar muy bien la secuencia.

RESPUESTA AL TRATAMIENTO La efectividad del tratamiento quimioterápico o quimiorradioterápico se basa tradicionalmente en una aproximación anatómica mediante la medición del tamaño tumoral, utilizando los criterios RECIST, aunque no puede aplicarse a todos los tumores. La resonancia magnética con secuencias convencionales junto con la secuencia de difusión es útil para valorar la recidiva y eficacia del tratamiento quimioterápico, al poder detectar la necrosis tumoral inducida por el tratamiento. (Fig. 7) Una de las primeras aplicaciones de la difusión en los tumores musculoesqueléticos fue para valorar la eficacia del tratamiento quimioterápico neoadyuvante en osteosarcomas.18;19 El osteosarcoma, a pesar de que el tratamiento quimioterápico sea satisfactorio, no disminuye significativamente de tamaño, ya que el tratamiento no afecta a la matriz

Figura 6: A,B) Valores de ADC para nuestros equipos A) 1.5 T y B) 3T, observando leve distorsión geométrica en 3T. C-D) Traumatismo hace un mes en mujer de 68 años. C) T2 con supresión grasa. D) ADC: 0,71 x 10 -3 mm2/s, al ser una fractura subaguda. E, F, G y H) Fractura aguda en paciente de 73 años sin antecedentes de interés, ADC: 1,37 x 10 -3 mm2/s, sugiriendo benignidad que lo apoya el estudio en FFO G) y H) donde se observa una marcada caída del 48% en el estudio en fase opuesta.

116

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 7: Sarcoma de Ewing sacro en niña de 14 años que se extiende por el canal raquídeo y rompe la cortical anterior con formación de voluminosas masas de partes blandas presacras. A y B) Sagital T2 y axial T2 supresión grasa, mostrando las masas de predominio hipointenso. C) Axial T1. D) ADC inicial de 0,69 x 10 -3 mm2/s. E y F) El ADC va aumentando progresivamente tras el tratamiento quimioterápico.

mineralizada del tumor. Por otra parte, la efectividad del tratamiento quimioterápico neoadyuvante tiene un valor pronóstico pues indica mayor supervivencia libre de enfermedad. La respuesta se considera favorable si histológicamente hay una necrosis celular mayor del 90%, para lo que es necesario realizar biopsias. La difusión permite estimar la muerte celular y con ello el daño de las membranas, la disminución de la densidad celular y el aumento del espacio extracelular, sin necesidad de biopsia,6;18-20 pudiendo evitar seguir con tratamientos ineficaces, y con ello poder modificar la línea de tratamiento. Hay que realizar el estudio de RM antes de comenzar el tratamiento, a mitad de tratamiento y a los 10-14 días de haber finalizado el mismo (Fig. 8). En la serie de Uhl et al.,19 tras estudiar 8 osteosarcomas, estimó que los pacientes que responden, en los que se constató tras la cirugía una necrosis mayor del 90%, presentan un aumento de los valores de ADC de 0,4-0,7 × 10−3 mm2/s, (ADC inicial antes del tratamiento 2,1 ± 0,4 × 10 −3 mm2/s), mientras que los pacientes con necrosis tumoral < 90%, presentan un aumento solo del 0-0,3% × 10−3 mm2/s. En el estudio de Hayashida et al.,18 los pacientes con necrosis < 90%, aumentaron el ADC del 1,35 a 1,64 × 10−3 mm2/s, sien-

do este aumento mayor en los pacientes con necrosis > 90%, con un aumento del ADC del 95% de 1,09 a 2,01 × 10−3 mm2/s. El resto de los estudios también concluyen que hay diferencia en los valores de difusión entre los pacientes que responden y los que presentan una baja respuesta, aunque la técnica utilizada y la forma del medir el ADC es diferente en todos los estudios. En el estudio Oka et al.,20 con 22 osteosarcomas, propone medir el ADC “mínimo”, el cual está presente en las zonas más sólidas, no realizando una media de los valores de ADC, lo cual parece lógico para con ello medir las zonas más celulares del tumor. Habría que realizar series más amplias y estandarizar la técnica de adquisición y la forma de medir el ADC para con ello ofrecer una mayor reproducibilidad de los resultados.

ARTRITIS Y CARTÍLAGO La RM-D también se está utilizando en la detección inicial de la artritis reumatoide y de los cambios inflamatorios activos en fases iniciales de las espondiloartropatías y su

difusión en Musculoesquelético

117

Figura 8: Osteosarcoma. Tumoración agresiva en húmero proximal con importante masa de partes blandas. A) Axial T2 supresión grasa. B) Mapa de ADC con unos valores de 1,67 x 10 -3 mm2/s. C) Coronal T1 tras CIV y supresión grasa. D) Control. Axial T2 supresión grasa sin grandes cambios, donde se ve la zona de la biopsia previa. E) El ADC aumentó a 2,07, lo que supone +0,4, aunque no respondió al tratamiento. F) Necrosis que afecta a menos del 90% del volumen tumoral, observándose tumor con células viables en la práctica la totalidad de los bloques incluidos para el estudio histológico.

variación con el tratamiento. 2;21 Otra utilidad de la difusión es en la valoración del cartílago, basándose en que en las condropatías hay un aumento del agua en el espesor del cartílago. También puede utilizarse para valorar y cuantificar la degeneración de los discos intervertebrales.

DIFUSIÓN EN LA PATOLOGÍA MUSCULAR NO TUMORAL Aplicación de las nuevas técnicas de RM basadas en el Tensor de Difusión (TD). Se han empezado a emplear las técnicas basadas en el TD en la patología muscular en estos últimos años22 con resultados esperanzadores, estableciéndose claramente variación de índices tanto tras realización de ejercicio23 como en lesiones musculares frente a controles sanos. 24 Los valores microestructurales más empleados son la Fracción de Anisotropía (FA) y el ADC, ampliamente estudiados en muslos y piernas. 22;25 La Tractografía basada en el TD se utiliza para la reconstrucción de las fibras musculares por la marcada anisotropía muscular, difundiendo el agua intracelular a lo largo de su eje longitudinal, revelando la microestructura tridimensional del músculo, lo que permite investigar la biomecánica muscular, la relación entre estructura y función muscular, y determinados procesos patológicos musculares (Fig. 9). Se ha aplicado principalmente en el estudio de la arquitectura y microestructura del tejido muscular lesionado vs sano.26-28

Estudio biomecánico funcional muscular. La extensión y contracción muscular produce cambios en los parámetros investigados por TD, relacionados con el estado fisiológico muscular,23 y se pueden detectar y medir mediante del ADC y la FA.29 Estos cambios de la difusividad se han asociado a cambios de la microestructura muscular. 30 Kan et al.31 investigaron la posibilidad de utilizar la Tractografía muscular para predecir los vectores biomecánicos de fuerza resultantes, obteniendo diferencias en la arquitectura muscular de los componentes musculares del cuádriceps entre voluntarios sanos y pacientes con luxación lateral recurrente patelar crónica.

La investigación patológica del músculo. EL TD es una técnica útil para valorar la lesión traumática muscular resultando en un descenso de los valores de FA e incremento de los valores de ADC 24 (Fig. 10). McMillan et al. 32 valoraron el daño muscular en músculo sano y distrófico tras contracción y elongación utilizando el TD y sugieren que es una herramienta precisa indicando el daño muscular, incluso en momentos precoces donde la señal de RM está dominada por el edema local. Zeng et al. 33 también utilizó el TD para diferenciar entre edema, lesión por elongación y rotura en músculo traumático en ratones, y encontró diferencias significativas entre grupos en los valores de ADC y FA. En la Tractografía muscular observaron que el trayecto de las fibras podía ser identificado aunque con un leve borramiento en el edema muscular, mientras que disminuía de forma marcada en el músculo lesionado y desaparecía con

118

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 9: Tractografía muscular de regiones gemelares de ambas piernas en varón joven con contractura muscular. A) Reconstrucción de tractografía en visión axial comparativa de ambas piernas. B) Reconstrucción axial de tractografía calculando el valor del ADC, donde se aprecia aumento de los valores en la periferia anterior del gemelo interno izquierdo (potenciado en color rojo) coincidiendo con la lesión muscular. C) Reconstrucción de tractografía en visión medial de región gemelar de pierna izquierda. D) Misma reconstrucción representando los valores de ADC, evidenciando el aumento de los valores (potenciado en rojo) de la región periférica más craneal.

una interrupción de la orientación longitudinal en la rotura muscular completa. Heemskerk et al.26 encontraron utilidad en el uso del TD en la valoración de daño secundario a isquemia muscular en ratones, con variación dinámica de los índices en relación con la isquemia-reperfusión muscular (el ADC disminuía durante la isquemia y se incrementaba tras la reperfusión). Estos cambios en los índices de TD (ADC y FA) secundarias al daño celular y la inflamación corresponden a un tejido más desordenado y con menos restricción en el movimiento libre del agua. 34 Estos datos sugieren la posible utilidad del TD y la tractografía en la valoración evolutiva de las lesiones traumáticas y deportivas. Por otro lado las secuencias de difusión permiten detectar de forma precoz y muy sensible la presencia de edema muscular que, como sabemos, es un marcador común a múltiples patologías musculares. El efecto del TD es muy dependiente de la máquina de RM empleada, por lo que es necesario el diseño de parámetros individuales para cada aparato. Una de las principales dificultades de la aplicación del TD es obtener secuencias óptimas (principalmente secuencias EPI) para obtener una imagen clara y precisa.

El mayor factor limitante procede del Ratio Señal-Ruido (SNR), debido a que el músculo tiene bajos valores T2 comparado con el tejido cerebral, que es donde fundamentalmente ha sido empleado con éxito el TD. Esta limitación se ha intentado superar utilizando resonancia de alto campo (3.0 T), aumentando el número de direcciones de gradiente o utilizando antenas de superficie para obtener un SNR mayor. El valor óptimo de difusión “b” en el músculo es inferior al normalmente empleado en estudios cerebrales (b de 1000 s/ mm2). La mayoría de los autores emplean valores entre 400600 s/mm2. Con estos valores bajos se puede reducir el Tiempo de Eco (TE) para maximizar así el SNR del músculo.

CONCLUSIÓN La RM-D es una secuencia que complementa las secuencias convencionales, al aportar una información diferente tanto cualitativa como cuantitativa. Es útil para diferenciar fracturas vertebrales osteopénicas o patológicas y permite realizar el seguimiento de los sarcomas sobre todo de los osteosarcomas para poder estimar si están respondiendo al tratamiento. En cuanto a la posibilidad de caracterizar tumores musculoesqueléticos hay que tener en cuenta que

difusión en Musculoesquelético

119

Figura 10: Rotura fibrilar grado II de gemelo interno derecho. A y B) Reconstrucciones en plano axial de tractografía de gemelos internos derecho e izquierdo respectivamente. Se aprecia una diferencia evidente en la representación de la estructura fibrilar comparativa entre gemelo sano (izquierdo) y lesionado (derecho). C) Imagen axial de los valores de ADC y D) de cálculo de la FA sobre la región de interés. Las flechas blancas indican el área de rotura con elevación del ADC (colores más cálidos) y descenso de los valores de FA (representado por colores fríos) respecto al control sano contralateral.

son muy heterogéneos, además es difícil la aplicación de los resultados pues los estudios están realizados en equipos diferentes, con secuencias distintas, existiendo diferentes formas de cuantificar la difusión. Deberán realizarse más estudios, con mayor número de pacientes y sobre todo utilizando la misma técnica para con ello ofrecer unos resultados más homogéneos.

4.

Khoo MM, Tyler PA, Saifuddin A, Padhani AR. Diffusionweighted imaging (DWI) in musculoskeletal MRI: a critical review. Skeletal Radiol 2011 Jun;40(6):665-81.

5.

Vilanova JC, Luna A, Baleato S, Romero MJ. Aplicaciones de la técnica de difusión por resonancia magnética en el manejo de la patología tumoral osteomuscular. Radiología 2012 Sep;54 (1):14-26.

El TD es capaz de analizar la biomecánica muscular in vivo y estudiar las diferencias en propiedades de la difusión entre los músculos lesionados y sanos, en la fatiga, el edema muscular y en la isquemia muscular.

6.

Padhani AR, Koh DM. Diffusion MR imaging for monitoring of treatment response. Magn Reson Imaging Clin N Am 2011 Feb;19(1):181-209.

7.

Einarsdottir H, Karlsson M, Wejde J, Bauer HC. Diffusion-weighted MRI of soft tissue tumours. Eur Radiol 2004 Jun;14(6):959-63.

8.

Qi ZH, Li CF, Ma XX, Yang H, Jiang BD, Zhang K, et al. [Value of 3T magnetic resonance dynamic contrastenhanced and diffusion-weighted imaging in differential diagnosis of musculoskeletal tumors]. Zhongguo Yi Xue Ke Xue Yuan Xue Bao 2012 Apr;34(2):138-45.

9.

Khedr SA, Hassaan MA, Abdelrazek NM, Sakr AY. Diagnostic impact of echo planar diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DWI) in musculoskeletal neoplastic masses using apparent diffusion coefficient (ADC) mapping as a quantitative assessment tool. The Egyptian Journal of Radiology and Nuclear Medicine 2012;43:219-26.

BIBLIOGRAFÍA 1.

Costa FM, Canella C, Gasparetto E. Advanced magnetic resonance imaging techniques in the evaluation of musculoskeletal tumors. Radiol Clin North Am 2011 Nov;49(6):1325-58.

2.

Bley TA, Wieben O, Uhl M. Diffusion-weighted MR imaging in musculoskeletal radiology: applications in trauma, tumors, and inflammation. Magn Reson Imaging Clin N Am 2009 May;17(2):263-75.

3.

Costa FM, Ferreira EC, Vianna EM. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging for the evaluation of musculoskeletal tumors. Magn Reson Imaging Clin N Am 2011 Feb;19(1):159-80.

10. Nagata S, Nishimura H, Uchida M, Sakoda J, Tonan T, Hiraoka K, et al. Diffusion-weighted imaging of soft tissue

120

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

tumors: usefulness of the apparent diffusion coefficient for differential diagnosis. Radiat Med 2008 Jun;26(5):287-95.

using diffusion imaging: initial results. Eur Radiol 2007 Dec;17(12):3079-85.

11. Neubauer H, Evangelista L, Hassold N, Winkler B, Schlegel PG, Kostler H, et al. Diffusion-weighted MRI for detection and differentiation of musculoskeletal tumorous and tumor-like lesions in pediatric patients. World J Pediatr 2012 Nov;8(4):342-9.

23. Deux JF, Malzy P, Paragios N, Bassez G, Luciani A, Zerbib P, et al. Assessment of calf muscle contraction by diffusion tensor imaging. Eur Radiol 2008 Oct;18(10):2303-10.

12. Geirnaerdt MJ, Hogendoorn PC, Bloem JL, Taminiau AH, van der Woude HJ. Cartilaginous tumors: fast contrast-enhanced MR imaging. Radiology 2000 Feb;214(2):539-46. 13. Harish S, Chiavaras MM, Kotnis N, Rebello R. MR imaging of skeletal soft tissue infection: utility of diffusionweighted imaging in detecting abscess formation. Skeletal Radiol 2011 Mar;40(3):285-94. 14. Oka K, Yakushiji T, Sato H, Yorimitsu S, Hayashida Y, Yamashita Y, et al. Ability of diffusion-weighted imaging for the differential diagnosis between chronic expanding hematomas and malignant soft tissue tumors. J Magn Reson Imaging 2008 Nov;28(5):1195-200. 15. Baur A, Stabler A, Bruning R, Bartl R, Krodel A, Reiser M, et al. Diffusion-weighted MR imaging of bone marrow: differentiation of benign versus pathologic compression fractures. Radiology 1998 May;207(2):349-56. 16. Dietrich O, Biffar A, Reiser MF, Baur-Melnyk A. Diffusion-weighted imaging of bone marrow. Semin Musculoskelet Radiol 2009 Jun;13(2):134-44. 17. Balliu E, Vilanova JC, Pelaez I, Puig J, Remollo S, Barcelo C, et al. Diagnostic value of apparent diffusion coefficients to differentiate benign from malignant vertebral bone marrow lesions. Eur J Radiol 2009 Mar;69(3):560-6. 18. Hayashida Y, Yakushiji T, Awai K, Katahira K, Nakayama Y, Shimomura O, et al. Monitoring therapeutic responses of primary bone tumors by diffusion-weighted image: Initial results. Eur Radiol 2006 Dec;16(12):2637-43. 19. Uhl M, Saueressig U, van BM, Kontny U, Niemeyer C, Kohler G, et al. Osteosarcoma: preliminary results of in vivo assessment of tumor necrosis after chemotherapy with diffusion- and perfusion-weighted magnetic resonance imaging. Invest Radiol 2006 Aug;41(8):618-23. 20. Oka K, Yakushiji T, Sato H, Hirai T, Yamashita Y, Mizuta H. The value of diffusion-weighted imaging for monitoring the chemotherapeutic response of osteosarcoma: a comparison between average apparent diffusion coefficient and minimum apparent diffusion coefficient. Skeletal Radiol 2010 Feb;39(2):141-6. 21. Bozgeyik Z, Ozgocmen S, Kocakoc E. Role of diffusionweighted MRI in the detection of early active sacroiliitis. AJR Am J Roentgenol 2008 Oct;191(4):980-6. 22. Budzik JF, Le T, V, Demondion X, Morel M, Chechin D, Cotten A. In vivo MR tractography of thigh muscles

24. Zaraiskaya T, Kumbhare D, Noseworthy MD. Diffusion tensor imaging in evaluation of human skeletal muscle injury. J Magn Reson Imaging 2006 Aug;24(2):402-8. 25. Sinha S, Sinha U, Edgerton VR. In vivo diffusion tensor imaging of the human calf muscle. J Magn Reson Imaging 2006 Jul;24(1):182-90. 26. Heemskerk AM, Drost MR, van Bochove GS, van Oosterhout MF, Nicolay K, Strijkers GJ. DTI-based assessment of ischemia-reperfusion in mouse skeletal muscle. Magn Reson Med 2006 Aug;56(2):272-81. 27. Lansdown DA, Ding Z, Wadington M, Hornberger JL, Damon BM. Quantitative diffusion tensor MRI-based fiber tracking of human skeletal muscle. J Appl Physiol 2007 Aug;103(2):673-81. 28. Saotome T, Sekino M, Eto F, Ueno S. Evaluation of diffusional anisotropy and microscopic structure in skeletal muscles using magnetic resonance. Magn Reson Imaging 2006 Jan;24(1):19-25. 29. Hatakenaka M, Yabuuchi H, Matsuo Y, Okafuji T, Kamitani T, Setoguchi T, et al. Effect of passive muscle length change on apparent diffusion coefficient: detection with clinical MR imaging. Magn Reson Med Sci 2008;7(2):59-63. 30. Hatakenaka M, Matsuo Y, Setoguchi T, Yabuuchi H, Okafuji T, Kamitani T, et al. Alteration of proton diffusivity associated with passive muscle extension and contraction. J Magn Reson Imaging 2008 Apr;27(4):932-7. (31) Kan JH, Heemskerk AM, Ding Z, Gregory A, Mencio G, Spindler K, et al. DTI-based muscle fiber tracking of the quadriceps mechanism in lateral patellar dislocation. J Magn Reson Imaging 2009 Mar;29(3):663-70. 32. McMillan AB, Shi D, Pratt SJ, Lovering RM. Diffusion tensor MRI to assess damage in healthy and dystrophic skeletal muscle after lengthening contractions. J Biomed Biotechnol 2011;2011:970726. 33. Zeng H, Zheng JH, Zhang JE, Liu YH, Tan SH, Wang GY, et al. Grading of rabbit skeletal muscle trauma by diffusion tensor imaging and tractography on magnetic resonance imaging. Chin Med Sci J 2006 Dec;21(4):276-80. 34. Fan RH, Does MD. Compartmental relaxation and diffusion tensor imaging measurements in vivo in lambdacarrageenan-induced edema in rat skeletal muscle. NMR Biomed 2008 Jul;21(6):566-73.

DWI EN CuErPo ComPLEto

11

Joan Carles Vilanova Busquetsa, b, c*, Antonio Luna Alcalád, Joaquim Barceló Obregóna, b, c a.

Unidad de Resonancia Magnética. Clínica Girona, Girona, España

b.

Servicio de Radiodiagnóstico. Hospital Sta. Caterina. Salt. Girona, España

c.

Departamento de Ciencias Médicas. Facultad de Medicina. Universidad de Girona, Girona, España

d.

Servicio de Radiología. SERCOSA, Jaen, España

RESUMEN La RM de cuerpo entero en difusión (RM-CC-D) es una técnica con un potencial emergente en la valoración integral de todo el cuerpo en un único estudio para evaluar patología sistémica. La progresiva evolución de la técnica hace posible su implantación en la mayoría de equipos actuales de RM. La RM-CC-D permite el análisis global del paciente oncológico o con enfermedad benigna multisistémica. La ventaja de la técnica de RM-CC-D es la de proporcionar información tanto cuantitativa como cualitativa de todo el cuerpo. La secuencia RM difusión (DWI) debe utilizarse en combinación con las otras secuencias estándar como espín eco ponderada en T1 y STIR. Un protocolo completo de todo el cuerpo incluyendo la RM DWI puede realizarse en menos de 40 min. Se describen los aspectos técnicos de la RMCC-D con especial énfasis en el procesamiento y análisis de imágenes; y las aplicaciones clínicas, limitaciones y los estudios comparativos con otras técnicas de cuerpo entero en relación a la técnica de RM-CC-D.

Palabras clave: RM cuerpo entero, difusión, oncología.

INTRODUCCIÓN La progresiva evolución tecnológica de la RM con la mejora de las secuencias de adquisición, mayor rapidez, camilla de exploración móvil automática, gradientes más potentes y bobinas de alta resolución han hecho posible la utilización de la técnica de RM como un método de imagen rápido y eficaz para valorar todo el cuerpo.1 Hoy en día es posible examinar en RM desde la cabeza a los pies y poder valorar

*Autor para correspondencia: Joan Carles Vilanova Busquets E-mail: [email protected]

tanto el esqueleto óseo como el tejido de partes blandas o los distintos órganos en un único estudio. La demanda de estudios de todo el cuerpo va aumentando, en gran parte debido a la necesidad de explorar distintas áreas del cuerpo en un mismo estudio. La RM puede resolver en una única técnica de exploración distintos requerimientos clínicos, que de otra forma serían necesarias distintas técnicas de examen, y con la consiguiente demora del resultado final. En este capítulo detallaremos la técnica de RM de cuerpo entero incluyendo la secuencia de difusión (DWI). La inclusión de la secuencia de difusión en la exploración de RM de cuerpo entero se ha utilizado para distintas aplicaciones como la caracterización del edema de medula ósea, patología oncológica sistémica (metástasis, mieloma múltiple), procesos sistémicos como infecciones, espondiloartropatías degenerativas e inflamatorias, y la monitorización terapéutica. Realizaremos un análisis con otras técnicas de cuerpo entero como son la gammagrafía, TC y PET. Finalmente valoraremos las principales dificultades, y aportaremos sugerencias para poder implantar una técnica de indiscutible eficacia diagnóstica pero con escasa utilización en la práctica clínica actual. El radiólogo debe aprender a valorar la solicitud del clínico para adecuar las distintas técnicas de exploración en la RM de cuerpo entero con difusión según cada necesidad del paciente.

TÉCNICA DE RM CUERPO COMPLETO DWI (RM-CC-D) La ausencia de radiación ionizante de la RM favorece la realización de un estudio de cuerpo entero. Hoy en día es posible utilizar camillas de desplazamiento automático, gradientes potentes, secuencias rápidas, bobinas de alta resolución y postprocesado eficaz.

122

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 1: Adquisición y postprocesado de la secuencia de difusión en cuerpo entero. A) Adquisición axial en 5 estaciones desde la región craneal hasta nivel proximal de las extremidades inferiores. B) Reconstrucción multiplanar de cada estación. C) Integración de las 5 reconstrucciones en una única imagen coronal. D) Inversión del contraste en escala de grises de la imagen C).

Adquisición La técnica de exploración es variable en relación a los distintos equipos de RM, siendo este aspecto una de las principales dificultades en la implantación de la técnica. Existen equipos que únicamente permiten utilizar la bobina de cuerpo sin poder colocar otras bobinas de superficie de forma simultánea. Otros equipos han diseñado un sistema de múltiples antenas multicanal asociadas cubriendo todo el cuerpo para mejorar la resolución espacial. Este sistema permite utilizar secuencias en paralelo y reducir el tiempo de exploración. El tiempo de ocupación de la sala para un estudio de RM de cuerpo entero puede variar de 30-45 minutos dependiendo del protocolo a utilizar.2 Habitualmente, las adquisiciones con RM-CC-D se realizan en axial en 5 o 6 estaciones, dependiendo de la altura del paciente, incluyendo: cabeza-cuello, tórax, abdomen, pelvis,

muslos hasta las piernas (Fig. 1). Con la última generación de tomógrafos de RM, es posible realizar la adquisición en coronal utilizando factores muy altos de imagen paralela, con la potencialidad de disminuir tanto el tiempo de adquisición como el número de estaciones. Al menos se obtiene un valor b alto entre 600 y 1.400 s/mm2, dependiendo de la aplicación clínica y el tipo de tomógrafo utilizado, aplicando gradientes en los ejes X, Y y Z. Algunos autores utilizan adquisiciones de RM-CC-D con secuencias de difusión mediante técnicas de saturación espectral de la grasa en vez de STIR, aunque son poco frecuentes. La secuencia más habitual es DWIBS (diffusion-weighted imaging with background suppression; imagen ponderada en difusión con supresión de fondo), utilizando el STIR para suprimir la grasa. Las adquisiciones se realizan con mayor frecuencia en el plano axial para minimizar la distorsión geométrica típica de las secuencias EPI, con un grosor de corte de entre 4 y 7 mm sin separación entre cortes, y de una

dWi en cueRpo coMpleto

forma intercalada. La secuencia DWI en cada estación puede durar entre 90 y 180 s, dependiendo del número de señales promedio adquiridas, ya que suele ser necesario adquirir de 2 a 5 por la baja resolución espacial intrínseca de esta secuencia. La aproximación más extendida es la de respiración libre, ya que reduce el cambio de posición de las referencias anatómicas al fusionar con secuencias morfológicas. 3 Es importante señalar la necesidad de integrar la adquisición DWI con secuencias morfológicas, ya que se mejora la localización anatómica, detección y caracterización de lesiones.4 Algunos autores prefieren realizar las adquisiciones DWIBS con sincronismo respiratorio y/o cardiaco, ya que se incrementa la calidad de las estaciones de tórax y abdomen, evitando sobre todo los artefactos relacionados con el latido cardiaco y el movimiento del diafragma aunque, eso sí, incrementando de manera importante el tiempo de adquisición.5 Las adqui-

123

siciones en apnea son poco habituales por limitaciones en el grosor de corte. La mayor parte de las series que utilizan estudios RM-CC-D se han realizado con imanes de 1,5T. Recientemente se ha empezado a explorar las posibilidades de equipos de 3T, siendo muy atractiva su mayor resolución espacial, permitiendo disminuir el tiempo de adquisición, si se utiliza la misma resolución espacial que en un tomógrafo de 1,5T, o alternativamente incrementar la resolución espacial en el mismo tiempo de adquisición que en 1,5T.6 La mayor sensibilidad de los imanes de 3T a la susceptibilidad magnética, distorsión geométrica y artefactos de movimiento y respiratorios, hace que la optimización del diseño de la secuencia DWI sea crítica, siendo aconsejable utilizar técnicas de supresión grasa avanzadas, como la técnica de inversión de gradientes de corte selectivo (slice-selective gradient-reversal) y la tecnología de fuentes múltiples de transmisión de radiofrecuencia.

Figura 2: Mujer de 56 años con neoplasia de mama. A) Reconstrucción coronal en difusión de cuerpo entero mostrando metástasis vertebrales y hepáticas (flechas). B) Corte axial del mapa ADC en color a nivel torácico visualizando la región de interés (ROI) (1) para el cálculo del ADC. C) Corte axial a nivel hepático en secuencia de difusión con valor b=700 s/mm2 visualizando las metástasis. D) El mismo corte de C con valor b=0 s/mm2 representando imagen potenciada en T2 difusión.

124

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Como se ha comentado anteriormente, la secuencia DWIBS utiliza el STIR como técnica de supresión grasa, consiguiendo una buena supresión de fondo, que incrementa la detección de lesiones.

Postprocesado-interpretación: El posprocesado de estas secuencias requiere de un software específico para facilitar y poder realizar de forma automática la fusión y combinación de las distintas estaciones de adquisición. De esta forma en el posproceso disponemos de nuevas series para realizar una evaluación global, como si se hubiera adquirido simultáneamente en todo el cuerpo y evitar el tener que evaluar cada estación por separado (Fig. 1). La secuencia de difusión, al adquirirse sin espacio de separación permite realizar reconstrucciones en los distintos planos. Para la presentación final realizaremos una proyección MIP (máxima intensidad de proyección) en el plano coronal de las series fusionadas con inversión del contraste para que la imagen obtenida de todo el cuerpo sea lo más parecido al contraste que se obtiene con la imagen del PET o gammagrafía (Fig. 1). De esta forma el clínico puede interpretar mejor la imagen y facilitar la implantación de la técnica. Una de las ventajas de utilizar la secuencia de difusión es la de poder utilizar un parámetro objetivo para evaluar el grado de restricción de la difusión celular, a través del coeficiente de difusión aparente (ADC). Para el cálculo colocamos el ROI (Región de Interés) en la zona patológica, medido en una escala de 10 -3 mm/s (Fig. 2). Asimismo, la secuencia de difusión permite disponer de una secuencia SE-EPI potenciada en T2 con factor b=0 s/mm2, de utilidad para la valoración de lesiones parenquimatosas hepáticas (Fig. 2). Se debe tener en cuenta que hay estructuras normales hipercelulares que suelen presentar una relativa restricción de la difusión, como: cerebro, medula espinal, nervios periféricos, glándulas salivares, mucosa intestinal, anillo linfático de Waldeyer, bazo, adenopatías, riñones, adrenales, próstata, testículos, ovarios, endometrio y medula ósea.7 Estas estructuras deben reconocerse como posibles áreas de restricción, para evitar un incremento de los falsos positivos. En la tabla 1 se relacionan otras causas de hipercelularidad e hipocelularidad de la médula ósea. También es necesario identificar los artefactos de la técnica para evitar falsos diagnósticos, así como áreas hiperintensas en difusión debido al efecto T2 (en inglés T2 shine-thorugh). El efecto T2 se puede eliminar parcialmente aumentando el valor b y mediante el cálculo del ADC. Por este motivo es imprescindible correlacionar los hallazgos de hiperseñal en las imágenes con factor b elevado con el correspondiente ADC y el sustrato anatómico correspondiente mediante las otras secuencias. Si se realizan estudios comparativos del mismo individuo en el tiempo, por ejemplo en casos de monitorización terapéutica, idealmente deben normalizarse las imágenes originales antes de realizar reconstrucciones para la comparación lo más fiable posible, o al menos definir la ventana de visualización respecto a órganos que no cambien sus características entre los estudios comparados. Además, es posible fusionar las series morfológicas con la difusión, lo que

Cambios en la médula ósea producidos por distintas causas afectando la señal de DWI en RM de CC Causa

Efecto

Señal DWI

Radioterapia

Hipocelularidad

Hiposeñal

Alteraciones de la MO (anemia aplástica, infecciones)

Hipocelularidad

Hiposeñal

Drogas (quimioterapia, alcohol)

Hipocelularidad

Hiposeñal

Desnutrición

Hipocelularidad

Hiposeñal

Enfermedades crónicas (IR, ICH, ER)

Hipocelularidad

Hiposeñal

Edad avanzada, osteoporosis

Hipocelularidad

Hiposeñal

Inmovilidad prolongada

Hipocelularidad

Hiposeñal

Niños, jóvenes

Hipercelularidad

Hiperseñal

Atletas, altitud

Hipercelularidad

Hiperseñal

Tabaquismo

Hipercelularidad

Hiperseñal

ICC, anemia crónica

Hipercelularidad

Hiperseñal

Gestación, puerperio

Hipercelularidad

Hiperseñal

Terapias estimuladoras hematopoiesis

Hipercelularidad

Hiperseñal

Abreviaturas: CC (cuerpo completo), MO (médula ósea), IR (insuficiencia renal), ICH (insuficiencia crónica hepática), ER (enfermedades reumáticas), ICC (insuficiencia cardíaca crónica) Tabla 1. Adaptada de referencia 1

permite aumentar la precisión en la localización anatómica. Desde hace poco, incluso se puede realizar fusión con otras técnicas de imagen como la TC o la PET. Si se han adquirido 2 valores b se pueden realizar cuantificaciones ADC. Se debe tener en cuenta que los valores ADC obtenidos de secuencias DWI son habitualmente más bajos, tanto en tejidos normales como en lesiones, que los obtenidos con secuencias de difusión con técnicas de supresión selectiva de la grasa.8 Es necesario evaluar y comparar las distintas series para una correcta interpretación del estudio de RM de cuerpo entero; y especialmente evaluar las series de adquisición nativas de la difusión. Es importante reconocer y entender que la capacidad de detectar lesiones en RM-CC-D depende del sustrato histológico y anatómico. De esta forma evitamos errores en el caso que únicamente realizáramos la interpretación del estudio con la serie de reconstrucción o el MIP. Es importante seleccionar las imágenes más representativas para entregar al clínico, de otra forma será difícil la implantación de la técnica si entregamos gran cantidad de imágenes conjuntamente al informe.

dWi en cueRpo coMpleto

125

de la RM-CC-D en la evaluación de la medula ósea son las lesiones osteoblásticas, que aparecen hipointensas con valores b altos por su bajo contenido en H2O. Sin embargo, como la secuencia de difusión se realiza junto a secuencias morfológicas con gran sensibilidad para detectar alteraciones en la medula ósea, como secuencias ponderadas en T1 o STIR, esta limitación se puede soslayar por la adecuada detección de este tipo de lesiones en secuencias ponderadas en T1 (Fig. 3). Un problema similar puede ocurrir en caso de metástasis o lesiones óseas tratadas con éxito con radioterapia, quimioterapia o bifosfonatos, que provocan la aparición de hueso escleroso, lo que suele indicar el éxito del tratamiento. Otro problema en la estatificación ósea con los estudios RM-CC-D es la alteración de señal fisiológica que se produce en la medula ósea, según el componente predominante en esta, que varía con la localización anatómica y la edad. La difusión del H 2O libre es mayor en la medula hematopoyética que en la grasa, que disminuye en el esqueleto con la edad. El contenido en grasa de la medula ósea incrementa con la edad y se relaciona negativamente con los valores ADC. Así, mientras la medula grasa aumenta, los valores ADC descienden. Los valores ADC se relacionan positivamente con la celularidad de la medula ósea, aunque inesperadamente el ADC de la medula grasa que es hipocelular es más bajo que el de medula ósea normocelular de los adultos o de la medula hipercelular de los niños. Podemos encontrar la explicación en un nivel microscópico, ya que las células grasas medulares son grandes y limitan más la difusión del H 2O libre extracelular que las células hematopoyéticas normales.11 Se debe prestar atención cuando se utilizan las secuencias de difusión para evaluar la patología ósea en niños, ya que la presencia de áreas hiperintensas en los huesos pélvicos y de la columna lumbar es común.12 En casos de aumento de células en la medula ósea que no contengan células grasas, como en la hiperplasia de medula ósea o infiltración tumoral, se incrementa paralelamente la intensidad de señal ósea en secuencias de difusión con valores b altos y disminuyen progresivamente sus valores ADC.13 Figura 3: Mujer de 63 años con neoplasia de mama. A) Corte sagital en T1 mostrando múltiples lesiones metastásicas hipointenas en los cuerpos vertebrales de naturaleza blástica sin identificarse en la adquisición en difusión (B).

INDICACIONES ONCOLÓGICAS Metástasis óseas La RM-CC aplicando la secuencia de difusión ha mostrado ser eficaz en la evaluación de las metástasis óseas, siendo superior a la gammagrafía ósea, especialmente debido a que generalmente las lesiones con gran actividad osteoclástica son difícilmente identificadas en gammagrafía ósea.9 Una de las mayores ventajas de la RM frente a la gammagrafía es la capacidad de poder detectar lesiones extraóseas.10 Así mismo la RM-CC ha mostrado mayor especificidad en la detección de las metástasis óseas que el PET-TC.5 Una limitación evidente

Existe poca experiencia en la búsqueda de tumor primario oculto en pacientes con metástasis (Fig. 4), aunque en una serie reciente la RM-CC-D demostró una sensibilidad del 95,8% y una especificidad del 90%.14 Una de las aplicaciones clínicas más estudiadas ha sido el papel de la difusión en la distinción entre fracturas vertebrales benignas y patológicas. La discusión de este tema se realiza en el capítulo de DWI del sistema osteomuscular.

Mieloma Múltiple Hoy en día para la estadificación del mieloma múltiple se sigue utilizando el sistema clásico de Salmon y Durie, incluyendo seriada ósea, inmunohistoquímica y serología. Sin embargo la sensibilidad de la seriada ósea es muy limitada y únicamente es posible su diagnóstico en estadíos avanzados cuando la disminución de la mineralización ósea es superior al 50%. Así mismo la gammagrafía es poco específica para detectar lesiones mieloproliferativas (Fig. 5). La infiltración ósea difusa incluso puede mostrar un patrón similar a la osteopenia en gammagrafía. Estudios comparativos entre la seriada ósea,

126

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Figura 4: Mujer de 43 años con lesiones líticas en acetábulo izquierdo y cuello del fémur derecho (flechas) sugestivo de metástasis en la radiología simple (A). B) El estudio de difusión de cuerpo entero permite localizar el origen primario en el pulmón derecho con adenopatías supraclaviculares derechas, metástasis en fémur ipsilateral y pulmonares contralateral. C) La adquisición en T1 delimita mejor morfológicamente la localización de la neoplasia primaria en pulmón derecho.

TC y RM muestra la superioridad de la RM para la detección del mieloma y especialmente en fases precoces de la enfermedad respecto a las otras técnicas.15 Se ha demostrado la utilidad de la RM para ser incluida en el manejo de la estadificación del mieloma múltiple, especialmente por la significativa influencia de la técnica en la evaluación pronóstica de la enfermedad.16

Estadificación tumoral global de neoplasia primaria (TNM) El número de estudios comparativos entre distintas modalidades técnicas en la valoración de la estadificación global en el paciente neoplásico es limitado. La mayoría de estudios incluyen un número limitado de pacientes para su valoración. La consideración más importante a tener en cuenta es si la RM de cuerpo entero puede modificar de forma significativa el manejo terapéutico en relación la valoración diagnóstica convencional actual. En general la RM se muestra más sensible para las lesiones metastásicas del cerebro, hígado y óseas. En cambio el PET-TC se muestra más eficaz para las metástasis pulmonares. Es importante tener en cuenta que la

capacidad de detección de las metástasis pulmonares depende del tamaño tumoral y de la secuencia realizada.4 Es difícil comparar los distintos estudios por la variabilidad en los tumores primarios incluidos en las distintas series y de la técnica empleada. En general se acepta una mayor eficacia de la PET-TC en la valoración del estadio T del tamaño tumoral y en la valoración de adenopatías (estadio N). En cambio para la estadificación metastática a distancia (estadio M) la RM de cuerpo entero se muestra similar e incluso superior a la PET-TC (Fig. 6). Debe tenerse en cuenta la eficacia en detectar metástasis según las distintas técnicas; como es la imposibilidad de valorar las metástasis cerebrales mediante la PET. De esta forma debe considerarse que la eficacia de la técnica puede ser distinta dependiendo del tumor primario a estadiar.17 Hoy en día la valoración de las adenopatías metastásicas por PET-TC muestra mayor eficacia que la RM de cuerpo entero.18 De todas formas la secuencia DWI tiene gran capacidad para la detección de ganglios linfáticos y adenopatías patológicas, incluso de tamaño muy pequeño. Un tema can-

dWi en cueRpo coMpleto

127

dente es la posibilidad de diferenciar las adenopatías patológicas de las normales mediante cuantificaciones ADC. Datos recientes apoyan que esta distinción es posible para metástasis ganglionares de tumores de cabeza y cuello, carcinoma de pulmón, ginecológicos, de próstata y recto.7

Figura 5: Varón de 65 años con diagnóstico de mieloma múltiple sin objetivarse lesiones en la gammagrafía ósea (A). B) El estudio de difusión de cuerpo entero muestra afectación difusa de la médula ósea del esqueleto axial y apendicular.

El papel de la RM de cuerpo entero en los pacientes pediátricos oncológicos no ha sido establecido. De todas formas los estudios realizados muestran una mayor eficacia que la gammagrafía. Así mismo la RM de cuerpo entero se muestra útil en la estadificación del linfoma especialmente por la posibilidad de valorar lesiones óseas y extraóseas en un único estudio.18

Figura 6: Mujer de 53 años con neoplasia ductal infiltrante de mama. A) La reconstrucción sagital del estudio de cuerpo entero en difusión muestra metástasis vertebrales (flecha). B) La adquisición en STIR demuestra la presencia de metástasis en cerebelo izquierdo (flecha).

128

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

Precisamente la RM-CC-D debería ser la técnica de elección en el paciente oncológico infantil y la paciente gestante por la necesidad de limitar la exposición a radiaciones ionizantes.12 Otros escenarios a tener en cuenta para aplicar la técnica incluyen a los pacientes que no permita realizar un estudio óptimo de TC de cuerpo entero con contraste endovenoso como: insuficiencia renal, accesos venosos deficientes o alergia al contraste yodado.

Monitorización terapéutica La RM-CC-D puede llegar a ser un método útil y no invasivo en la monitorización de la respuesta al tratamiento.19 Esta aplicación diagnóstica es de gran interés clínico, especialmente en los tratamientos de neoadyuvancia prequirúrgica como la quimioterapia, hipertermia, o con hormonoterapia.13

Figura 7: Varón de 61 diagnosticado de cáncer de próstata. A) El estudio de estadificación en difusión de cuerpo entero previo al tratamiento hormonal muestra metástasis óseas del raquis, pelvis derecha y múltiples adenopatías a nivel retroperitoneal y torácico. B) El control en estudio de difusión de cuerpo entero a los 4 meses posterior al tratamiento demuestra ausencia de lesiones en relación a respuesta completa.

dWi en cueRpo coMpleto

La RM-D también ha sido utilizada en la monitorización del tratamiento anti-androgénico de las metástasis óseas en el cáncer de próstata.20 La disminución de los niveles de PSA se correspondió con un aumento de la media del ADC (Fig. 7).

129

De igual modo, la monitorización del tratamiento con técnica de RM-D en los pacientes con mieloma con afectación ósea es posible, dado que los valores de ADC en los pacientes con bajo componente-M después de responder al tratamiento son

Figura 8: Varón de 26 años diagnosticado de neumonía tuberculosa. A) El corte coronal en STIR de cuerpo entero demuestra la neumonía del pulmón derecho con afectación de cuerpos vertebrales dorsolumbares. B) La reconstrucción de cuerpo entero en difusión demuestra la afectación lumbar vertebral y paravertebral del lado izquierdo.

130

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM difusión

considerablemente superiores que en los pacientes con altos niveles de paraproteína (típicamente encontrados en los pacientes con recaída aguda). En el mieloma tratado y en el linfoma puede ocurrir una necrosis masiva licuefactiva en el hueso que produce un aumento de la intensidad de señal en las imágenes de RM-D con b alto y de los valores de ADC de la médula ósea de forma heterogénea y persistente; mostrando predominantemente una alta señal sobre los mapas de ADC intercalado con áreas de valores bajos de ADC.21 Cualquiera de estos patrones sugiere enfermedad inactiva. Este aspecto traduce el efecto de hiperintensidad por efecto T2 y de aquí la necesidad de interpretar siempre las imágenes RM-D con el mapa ADC y las secuencias convencionales para interpretar de forma eficaz la respuesta al tratamiento. De una manera similar, la RM-D aumenta poco después de la quimioterapia en los pacientes con sarcoma de partes blandas que responden al tratamiento, y la disminución de los valores de ADC se correlaciona con una falta de respuesta y un aumento del tamaño de tumor.13 La evaluación de la respuesta al tratamiento puede ser realizada usando un método cualitativo o cuantitativo. La evaluación cualitativa o visual de la médula ósea es fácil de realizar en la mayoría de los casos. Este método es el más usado en la práctica clínica para el mieloma o en los pacientes con metástasis óseas evaluados con RM-D de cuerpo entero. Las limitaciones de esta evaluación son la presencia de algunos errores potenciales como el edema óseo después de la radioterapia o de la cirugía que pueden aumentar la intensidad de señal de médula ósea en RM-D o la visualización de estructuras normales de naturaleza hipercelular. El empleo de las medidas de ADC y la valoración simultánea de las secuencias morfológicas de RM pueden ayudar a reducir al mínimo estos errores. El tratamiento eficaz de la patología tumoral en la médula ósea muestra valores ADC aumentados debido al incremento de la difusión del agua secundario a la muerte celular.13 La interpretación de los cambios de señal en la médula ósea después del tratamiento efectivo es complejo por su variabilidad y aspecto en general parcheado. Además, la evaluación de la respuesta al tratamiento en la médula ósea con RM-D es compleja, dado que la esclerosis ósea y el aumento de la médula amarilla pueden ocurrir al mismo tiempo, como recientemente han señalado Padhani y Koh.13 Ambos mecanismos y la mielofibrosis, inducen una reducción de la intensidad de la señal sobre la RM-D y una disminución del valor de ADC; lo que representaría una respuesta favorable al tratamiento y no una progresión de la enfermedad. Este hallazgo es común en las metástasis tratadas satisfactoriamente del carcinoma de mama y próstata. También pueden hallarse disminuciones del valor de ADC en la médula ósea normal debido al efecto de los fármacos citotóxicos. La médula ósea normal también muestra una atrofia grasa secundaria a la radioterapia lo que disminuye su señal en RM-D con valores b elevados. El uso de cuantificaciones ADC y la correlación de los hallazgos con secuencias morfológicas pueden minimizar estas limitaciones. El uso de histogramas o de mapas funcionales de difusión pueda representar mejor la heterogeneidad de las lesiones en la medula ósea que el ADC medio. Recientemente se ha demostrado la utilidad y el valor añadido en utilizar la RM de cuerpo entero con difusión en la monitorización terapéutica del linfoma. 22

INDICACIONES NO ONCOLÓGICAS La posibilidad de poder evaluar en un único estudio las estructuras de partes blandas y al mismo tiempo el esqueleto óseo, hacen considerar a la técnica de RM de cuerpo entero como de excelente eficacia en pacientes con patología osteomuscular en distintos territorios del organismo al mismo tiempo. La técnica de RM de cuerpo entero se ha mostrado eficaz en la valoración de los pacientes con patología muscular, polimiositis y distrofia muscular.23 La RM permite evaluar la extensión y severidad del proceso patológico muscular y de esta forma poder focalizar la localización para realizar la biopsia. Uno de los inconvenientes de la RM de cuerpo entero es la limitación en valorar las extremidades distales, debido a la posición de las mismas. Si fuera necesario valorar con precisión los extremos distales de las extremidades debería hacerse un estudio RM dedicado. En pacientes con patología infecciosa osteomuscular, la RM de cuerpo entero permite realizar una valoración global de las partes blandas y del esqueleto óseo en un único estudio (Fig. 8). Aunque la gammagrafía se muestra sensible en la detección de la patología infecciosa ósea, su escasa resolución espacial hace difícil poder localizar las lesiones, especialmente a nivel de partes blandas. Resulta necesario poder localizar los focos del origen infeccioso para poder realizar el estudio microbiológico específico. Una de las aplicaciones clínicas potenciales de la RM de cuerpo entero es la valoración de la patología inflamatoria reumática. Su utilidad ha sido descrita en la espondilitis anquilosante, objetivando lesiones en la columna vertebral y articulaciones sacroilíacas en un único estudio y pudiendo detectar lesiones en fase precoz de la espondilitis. 24 La RM de cuerpo entero puede tener una indicación y aplicación en la valoración de la osteonecrosis multicéntrica debido a distintas etiologías como tratamiento por leucemia, linfoma, corticoesteroides o en pacientes de riesgo por enolismo, o enfermedades sistémicas. Cualquier patología benigna con afectación ósea multicéntrica puede ser indicación de realizar un estudio de RM de cuerpo entero como puede ser la ostopoiquilosis.

CONCLUSIONES La RM-CC-D aporta información funcional a las series morfológicas de la RM-CC, mejorando la sensibilidad en la detección de lesiones oncológicas y no oncológicas, en particular de las lesiones de medula ósea; así como en la monitorización terapéutica. La RM-CC-D debe interpretarse en conjunto con las secuencias morfológicas para incrementar la especificidad y evitar falsos negativos, como las metástasis completamente osteoblásticas. El cálculo de las cuantificaciones ADC también es útil en general para incrementar la especificidad en la caracterización de lesiones, aunque debería definirse el parámetro que mejor represente la heterogeneidad en la composición de la medula ósea y sus patologías. La RMCC-D es una alternativa válida a la gammagrafía ósea y PET/ TC en la valoración de la afectación metastásica ósea, del mieloma múltiple y del linfoma. La monitorización terapéutica de las alteraciones de la medula ósea es muy compleja con la

dWi en cueRpo coMpleto

131

difusión con RM, tanto por la heterogénea composición de la medula ósea normal como por la variabilidad de los procesos de respuesta postratamiento; aunque en general resulta útil en el manejo del paciente oncológico.

14

Gu T-F, Xiao X-L, Sun F, Yin J-H, Zhao H. Diagnostic value of whole body diffusion weighted imaging for screening primary tumors of patients with metastases. Chin Med Sci J Chung-Kuo Hsüeh Ko Hsüeh Tsa Chih Chin Acad Med Sci. 2008;23:145–50.

BIBLIOGRAFÍA

15

Sommer G, Klarhöfer M, Lenz C, Scheffler K, Bongartz G, Winter L. Signal characteristics of focal bone marrow lesions in patients with multiple myeloma using whole body T1w-TSE, T2w-STIR and diffusion-weighted imaging with background suppression. Eur Radiol. 2011;21:857–62.

16

Hillengass J, Bäuerle T, Bartl R, Andrulis M, McClanahan F, Laun FB, et al. Diffusion-weighted imaging for noninvasive and quantitative monitoring of bone marrow infiltration in patients with monoclonal plasma cell disease: a comparative study with histology. Br J Haematol. 2011;153:721–8.

17

Heusner T-A, Kuemmel S, Koeninger A, Hamami ME, Hahn S, Quinsten A, et al. Diagnostic value of diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DWI) compared to FDG PET/CT for whole-body breast cancer staging. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2010;37:1077– 86.

1.

Padhani AR, Koh D-M, Collins DJ. Whole-body diffusion-weighted MR imaging in cancer: current status and research directions. Radiology. 2011;261:700–18.

2.

Koh D-M, Blackledge M, Padhani AR, Takahara T, Kwee TC, Leach MO, et al. Whole-body diffusion-weighted MRI: tips, tricks, and pitfalls. AJR Am J Roentgenol. 2012;199:252–62.

3.

Takahara T, Imai Y, Yamashita T, Yasuda S, Nasu S, Van CM. Diffusion weighted whole body imaging with background body signal suppression (DWIBS): technical improvement using free breathing, STIR and high resolution 3D display. RadiatMed. 2004;22:275–82.

4.

Lambregts DMJ, Maas M, Cappendijk VC, Prompers LM, Mottaghy FM, Beets GL, et al. Whole-body diffusion-weighted magnetic resonance imaging: current evidence in oncology and potential role in colorectal cancer staging. Eur J Cancer Oxf Engl. 1990 2011;47:2107–16.

18

5.

Schmidt GP, Reiser MF, Baur-Melnyk A. Whole-body MRI for the staging and follow-up of patients with metastasis. Eur J Radiol. 2009;70:393–400.

Low RN. Diffusion-weighted MR imaging for whole body metastatic disease and lymphadenopathy. Magn Reson Imaging Clin N Am. 2009;17:245–61.

19

6.

Padhani AR, Liu G, Koh DM, Chenevert TL, Thoeny HC, Takahara T, et al. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging as a cancer biomarker: consensus and recommendations. Neoplasia. 2009;11:102–25.

Padhani AR, Gogbashian A. Bony metastases: assessing response to therapy with whole-body diffusion MRI. Cancer Imaging Off Publ Int Cancer Imaging Soc. 2011;11 Spec No A:S129–145.

7

Herneth AM, Mayerhoefer M, Schernthaner R, BaSsalamah A, Czerny C, Fruehwald-Pallamar J. Diffusion weighted imaging: lymph nodes. Eur J Radiol. 2010;76:398–406.

8

Barcelo J, Vilanova JC, Riera E, Balliu E, Pelaez I, Marti J, et al. [Diffusion-weighted whole-body MRI (virtual PET) in screening for osseous metastases]. Radiologia. 2007;49:407–15.

9

Vilanova JC, Barcelo J. Diffusion-weighted whole-body MR screening. EurJ Radiol. 2008;67:440–7.

10

Kwee TC, Takahara T, Ochiai R, Koh D-M, Ohno Y, Nakanishi K, et al. Complementary roles of whole-body diffusion-weighted MRI and 18F-FDG PET: the state of the art and potential applications. J Nucl Med Off Publ Soc Nucl Med. 2010;51:1549–58.

11

Khoo M, Tyler P, Saifuddin A, Padhani A. Diffusionweighted imaging (DWI) in musculoskeletal MRI: a critical review. Skeletal Radiol. 2011;40:665–81.

12

Goo HW. Regional and whole-body imaging in pediatric oncology. Pediatr Radiol. 2011;41 Suppl 1:S186–194.

13] Padhani AR, Koh DM. Diffusion MR imaging for monitoring of treatment response. Magn Reson ClinNAm. 2011;19:181–209.

20. Messiou C, Collins DJ, Giles S, de Bono JS, Bianchini D, de Souza NM. Assessing response in bone metastases in prostate cancer with diffusion weighted MRI. Eur Radiol. 2011;21:2169–77. 21. Horger M, Weisel K, Horger W, Mroue A, Fenchel M, Lichy M. Whole-body diffusion-weighted MRI with apparent diffusion coefficient mapping for early response monitoring in multiple myeloma: preliminary results. AJR Am J Roentgenol. 2011;196:W790–795. 22. Wu X, Nerisho S, Dastidar P, Ryymin P, Järvenpää R, Pertovaara H, et al. Comparison of different MRI sequences in lesion detection and early response evaluation of diffuse large B-cell lymphoma -a wholebody MRI and diffusion-weighted imaging study. NMR Biomed. March 2013. On line first 23. Neubauer H, Evangelista L, Morbach H, Girschick H, Prelog M, Köstler H, et al. Diffusion-weighted MRI of bone marrow oedema, soft tissue oedema and synovitis in paediatric patients: feasibility and initial experience. Pediatr Rheumatol. Online J 2012;10:20. 24. Ai F, Ai T, Li X, Hu D, Zhang W, Morelli JN. Value of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in early diagnosis of ankylosing spondylitis. Rheumatol Int. 2012;32:4005–13.

Coordinadores:

Antonio Luna Alcalá Joan Carles Vilanova Busquets

Antonio Luna Alcalá, Joan Carles Vilanova Busquets

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM Difusión

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM Difusión

ACTUALIZACIONES SERAM

ACTUALIZACIONES SERAM

Bases, conceptos técnicos y aplicaciones clínicas de la RM Difusión

Coordinadores: Antonio Luna Alcalá, Joan Carles Vilanova Busquets