Download IntroduccIón práctIca a la resonancIa magnétIca funcIonal cerebral

Introducción práctica a
la resonancia magnética
funcional cerebral (RMF)
Practical Introduction to Cerebral Functional
Magnetic Resonance (fMRI)
Jorge Andrés Delgado*
Simón Rascovsky**
Alexander Sanz***
Juan Gabriel Castrillón****
Palabras clave (DeCS) Resumen
Imagen por resonancia
magnética funcional
(IRMF)
Mapeo cerebral
Key words (MeSH)
Magnetic resonance
imaging, functional
(fMRI)
Brain mapping
La resonancia magnética convencional (RM) tiene una posición privilegiada entre
las técnicas de diagnóstico en neuroimagen, debido a su alto detalle morfológico y a
la capacidad de estudiar muchos procesos fisiológicos. El surgimiento de la resonancia
magnética funcional (RMF), potencia aún más a la RM, al convertirla en una poderosa
herramienta con capacidad de agrupar, en un solo examen, anatomía de alta resolución
y función cerebral. En este artículo se describen los principios y algunas ventajas de la
RMF en comparación con otras modalidades de imagen neurofuncional. Adicionalmente,
se presentan los requerimientos locativos y de análisis básicos para la ejecución y
posprocesamiento de los experimentos neurofuncionales más comunes en la práctica
clínica. También se incluyen imágenes neurofuncionales realizadas por el Instituto de Alta
Tecnología Médica de Antioquia (IATM) en un grupo de voluntarios sanos y en dos casos
patológicos. Por último, se mencionan algunas de las indicaciones prácticas de esta técnica,
aún en intensa fase de desarrollo, investigación y validación.
Summary
*
Médico radiólogo. Director
científico del Instituto de Alta Tecnología
Médica de Antioquia (IATM),
Medellín, Colombia.
**
Coordinador de Investigación del
Instituto de Alta Tecnología Médica de
Antioquia (IATM), Medellín, Colombia.
***
Auxiliar de investigación del Instituto
de Alta Tecnología Médica de Antioquia
(IATM), Medellín, Colombia.
****
Programador de Investigación del
Instituto de Alta Tecnología Médica de
Antioquia (IATM), Medellín, Colombia.
2300
Magnetic resonance (MR) imaging holds a privileged position within neuroimaging
techniques owing to its high anatomic detail and its capacity to study many physiological
processes.The appearance of functional magnetic resonance (fMRI) brings more relevance to
MR, turning it into a powerful tool with the ability to group, in a single exam, high-resolution
anatomy and cerebral function. In this article we describe the principles and some advantages
of fMRI compared to other neurofunctional imaging modalities. In addition, we present the
sitewide and analysis requisites for the performance and post-processing of the most common
neurofunctional experiments in clinical practice. We also include neurofunctional images
obtained at Instituto de Alta Tecnologia Medica of Antioquia (IATM) on a healthy volunteer
group and two pathological cases. Lastly, we mention some of the practical indications of
this technique which is still in an intense development, research and validation phase.
Introducción
El mapeo y la comprensión de las funciones
cerebrales es un tema que ha apasionado a mu-
chas generaciones de científicos y que, hasta hace
poco, requería para su estudio técnicas de imagen
moderadamente invasivas (porque usan isótopos
artículos de investigación
radioactivos) con pobre resolución espacial y temporal, como
la tomografía por emisión de positrones (PET, por su sigla en
inglés) y la tomografía de emisión computarizada de fotón
simple (SPECT, por su sigla en inglés) (1).
Adicionalmente, mucha de la información funcional cerebral recopilada en los siglos XIX y XX surgió de la correlación
clínico-patológica de los modelos lesionales cerebrales y de
experimentos de estimulación electrocortical directa en animales
y pacientes. Los métodos referidos distan de lo que se puede
obtener en condiciones fisiológicas y, por lo tanto, es probable
que no correspondan exactamente a la representación cortical
de la función cerebral imputada.
Las imágenes médicas, en particular la resonancia magnética
(RM), han tenido un rápido desarrollo en las tres últimas décadas,
al pasar de estudios pixelados bidimensionales de poco detalle
anatómico, a volúmenes cerebrales de alta resolución espacial,
a veces con más información estructural que la misma patología
macroscópica. Sin embargo, de las funciones cerebrales, sólo se
podía asumir la localización de algunas de ellas por referencias
morfológicas (por ejemplo, el “nudillo” de la circunvolución
precentral que controla la motricidad de la mano).
Adicionalmente, es difícil identificar estas referencias anatómicas cuando se tiene un tumor u otra patología que desplaza
y deforma la corteza cerebral. También hay variedad en las
representaciones corticales entre sujetos sanos y, más aún, en
pacientes con lesiones focales, debido a la plasticidad cerebral.
Todo lo anterior ha hecho imprecisa la correlación entre la
anatomía y la función cerebral (2).
Con el advenimiento de la resonancia magnética funcional
(RMF) se ha abierto la posibilidad de obtener, localizar y “fusionar” los resultados de las activaciones cerebrales con la imagen
anatómica de alta resolución correspondiente. De esta forma,
surge una revolucionaria técnica neurofuncional no invasiva,
con todas las ventajas de la RM.
La RMF es ahora una poderosa herramienta de investigación
en neurociencias y de diagnóstico médico, usada para localizar
áreas cerebrales evidentes, que afectan el control de funciones
especializadas, como la motricidad, la sensorialidad, el lenguaje,
la audición, la visión y otros procesos cognitivos más complejos,
por ejemplo, la memoria y procesos afectivos tanto en cerebros
normales como en patológicos (3).
Comparada con otras técnicas de neuroimagen funcional, la
RMF no precisa contrastes exógenos costosos, como es el caso
de los radioisótopos en la PET. De hecho, no requiere ningún
contraste, ya que usa las propiedades magnéticas de la hemoglobina como contraste endógeno; por lo tanto, a diferencia de la
PET o de la SPECT, los experimentos de RMF se pueden repetir
durante la misma sesión, las veces necesarias. Otra ventaja de la
RMF es su mayor disponibilidad, debido a que se puede realizar
en cualquier resonador de 1,5 T, equipado con gradientes potentes (mayores de 30 mT/m) y secuencias ecoplanares rápidas
de gradiente eco (GE-EPI).
Origen y principios de la RMF
El objetivo de la RMF es localizar las funciones cerebrales
detectando la activación cerebral. La expresión activación cerebral se refiere a los rápidos y constantes cambios bioquímicos
Rev Colomb Radiol. 2008; 19(1):2300-9
y biofísicos de las neuronas, asociados con variaciones en la
actividad cerebral focal o global (4).
Las señales eléctricas de las neuronas o potenciales de acción
generados durante la activación cerebral requieren energía que
se obtiene en el cerebro casi exclusivamente del metabolismo
de la glucosa y el suministro de oxígeno. Por lo tanto, como
estas sustancias no se almacenan en las neuronas, el incremento
regional de la actividad cerebral y, por ende, el mayor consumo
de glucosa debe estar acoplado con un incremento en el flujo
sanguíneo cerebral regional (FSCR) (5). La SPECT y la PET
pueden medir estos pequeños cambios locales en el FSCR o en
el consumo de glucosa cerebral mediante radioisótopos y así
medir indirectamente la actividad neuronal.
La RMF usa el mismo principio hemodinámico general, pero
no requiere contraste exógeno, debido a que aprovecha el fenómeno Blood Oxygenation-Level Dependent (BOLD), el cual se deriva
de la diferente susceptibilidad magnética de la hemoglobina,
dependiendo de su estado de oxigenación (6-9). La hemoglobina
puede encontrarse en dos estados diferentes (10):
• Hemoglobina oxigenada u oxihemoglobina, que es diamagnética. Las sustancias de este tipo no causan pérdida
de señal en las secuencias GE-EPI.
• Hemoglobina desoxigenada o deoxihemoglobina, que
actúa como contraste endógeno (natural) e intravascular
con la capacidad de alterar el campo magnético, debido
a que es una sustancia paramagnética. Los materiales
paramagnéticos causan pérdida de señal en las secuencias
GE-EPI, por el incremento del fenómeno de susceptibilidad magnética regional (Figura 1).
Respuesta hemodinámica, efecto BOLD y
fenómeno de susceptibilidad
En 1948, Kety y Schmidt comprobaron que el flujo sanguíneo
cerebral está regulado por el cerebro en sí mismo. La respuesta
hemodinámica (Figura 2), mediada por neuropéptidos liberados
en el grupo de neuronas activadas, causa una vasodilatación local
de las arteriolas aferentes, que nutren la región con mayores
requerimientos de glucosa y oxígeno con el resultante aumento
en el FSRC. Esta respuesta hemodinámica se tarda entre uno
y cinco segundos después de la activación y conserva un flujo
incrementado durante tres o cuatro segundos, para luego caer un
poco por debajo de la línea de base antes de regresar al estado
de preestímulo.
De particular importancia para la RMF es la sobrecompensación de FSCR fuera de proporción al consumo local de
oxígeno, lo cual altera el balance existente entre la oxihemoglobina (diamagnética) y la deoxihemoglobina (paramagnética) en
los capilares y vénulas de esta región (11). El desbalance local
disminuye la concentración relativa de la deoxihemoglobina,
debido a la sobreoferta de oxihemoglobina. En consecuencia, se
incrementa la señal en la región cerebral activada, al disminuir
el efecto de susceptibilidad magnética, propio de la deoxihemoglobina (12) (Figura 3).
2301
Capilares
Corte
transversal
Fig. 3. Efecto “BOLD”, activación neuronal local debida a la sobrecompensación de flujo
sanguíneo cerebral regional.
Las diferencias en susceptibilidad magnética son la fuente más
importante de heterogeneidad del campo magnético y, por lo tanto,
de pérdida de la señal de RM en secuencias GE-EPI sensibles a la
relajación T2* (13). Un ejemplo claro del efecto de susceptibilidad
y la consecuente disminución de la señal en imágenes GE-EPI es
la aplicación de un bolo intravenoso de Gadolinio, el cual es paramagnético, en la técnica de perfusión cerebral (Figura 4).
Fig. 1. Efecto de susceptibilidad magnética.
Señal %
Respuesta hemodinámica
Susceptibilidad magnética por contraste exógeno
Underschol
post-estímulo
Estímulo
Fig. 2. Respuesta Hemodinámica mediada por neuropéctidos.
2302
Tiempo
Fig. 4. Se observa la pérdida de señal perivascular asociada con la llegada del gadolinio
al lecho capilar.
En contraposición con la técnica GE-EPI de la perfusión
cerebral, en la cual se pretende identificar directamente la pérdida de señal como resultado del incremento en el fenómeno de
susceptibilidad, el método GE-EPI diseñado para la RMF busca
visualizar todo lo contrario, es decir, ver el sutil incremento
Introducción práctica a la resonancia magnética funcional cerebral (RMF), Delgado JA, Rascovsky S, Sanz A, Castrillón JG
artículos de investigación
temporal de señal en zonas de activación cerebral, causado por la
disminución relativa de la concentración de la deoxihemoglobina.
Esta disminución es secundaria a la mayor oxigenación local,
producida por la respuesta hemodinámica.
Mientras el efecto de susceptibilidad es fácil de observar a
simple vista en la técnica GE-EPI de perfusión cerebral, la disminución regional de la susceptibilidad magnética dependiente de
la oxigenación sanguínea (detectada mediante el efecto BOLD)
se encuentra cerca del umbral de ruido en las imágenes de RMF
(que varía entre 1% y 5%) (14).
Dada esta señal tan baja, es necesario utilizar técnicas de
adquisición de imagen más elaboradas (paradigmas de estimulación repetida y secuencias GE-EPI que “corran” simultáneamente) y métodos estadísticos complejos para extraer las
señales correspondientes a las activaciones neuronales y para
su adecuada diferenciación de otros fenómenos aleatorios que
no representan activaciones.
Logística, equipo de trabajo y preparación
del paciente
La RMF es una técnica de imagen demandante, porque se debe
coordinar la adquisición de cada secuencia con la administración
del paradigma de activación. Así mismo, se requiere la cooperación del paciente, quien en todo momento debe ser vigilado, para
observar si está cumpliendo con la tarea programada.
La gran cantidad de datos recopilados se debe analizar
idealmente en tiempo real. Esto con el fin de evaluar la necesidad de repetir, antes de terminar el examen, el paradigma de
estimulación que no ha funcionado. Aunque muchas variables
pueden dificultar la obtención de una buena activación cortical,
las variables relacionadas con el paciente son las que con mayor
frecuencia causan un pobre resultado, por ejemplo, el movimiento de la cabeza, no cumplimiento del paradigma asignado, etc.
Para un examen de RMF se necesita un resonador de 1,5 T,
con los programas GE-EPI diseñados para RMF; una antena de
cráneo, idealmente multicanal con capacidad de imagen paralela
(SENSE, ASET o iPAT), y los experimentos de activación. Estos son
programados y presentados en un computador (PC) que se conecta
a un proyector ubicado fuera de la jaula de Faraday, en la ventana
de observación de la consola del resonador. El paciente verá la
información en una pantalla localizada en el cuarto de resonancia, a
través del espejo de la antena de cráneo. Si se desea, los paradigmas
también podrán presentarse mediante audífonos compatibles.
El tecnólogo y otra persona entrenada en aplicar los estímulos
funcionales deben sincronizar la adquisición de las secuencias GEEPI con cada paradigma. Los datos obtenidos luego son enviados a
la estación de posprocesamiento, donde se “corren” los programas
de análisis y creación de las imágenes funcionales (Figura 5).
El paciente programado para una RMF debe entrenarse, antes
del examen, para la tarea que debe realizar en cada uno de los
paradigmas de interés (por ejemplo, motor mano, motor pie,
generación de verbos, fluencia fonológica, etc.). En los niños
menores de 5 años se diseñan paradigmas pasivos que puedan
ser utilizados bajo sedación, tal como la escucha de un cuento
narrado por la madre.
Rev Colomb Radiol. 2008; 19(1):2300-9
Fig. 5. Logística, equipo de trabajo y preparación del paciente para RMF.
Diseño de algunos paradigmas de
importancia clínica
Los paradigmas son los experimentos de estimulación cerebral creados con dos fines. Primero, superar la baja señal-ruido
obtenida de una sola respuesta hemodinámica con la técnica
BOLD. Y, segundo, mediante el diseño específico, activar sólo
las zonas elocuentes relacionadas (motor mano, audición, lenguaje, etc.). El diseño en bloques es el más usado en clínica, por
su sencillez y gran poder estadístico. En este diseño es necesario
repetir múltiples veces los estímulos durante una adquisición de
RMF para lograr una señal BOLD amplificada. En la práctica,
un paradigma consiste en presentar una o más condiciones alternadamente, durante períodos iguales (llamados bloques), a
medida que se adquieren múltiples volúmenes GE-EPI de todo
el cerebro (Figura 6).
Estímulo
Estímulo
Estímulo
Fig. 6. Diseño de paradigma en bloques y secuencia GE-EPI de adquisición de datos.
2303
Las condiciones presentadas durante los bloques dependen
del proceso cognitivo o área elocuente que sea de interés para
el diseñador del paradigma. Es decir, si el área de interés es la
corteza visual, se debe aplicar un estímulo visual contrastado
con su ausencia (por ejemplo, oscuridad-luz, oscuridad-luz… y
así sucesivamente durante la cantidad de bloques previamente
definidos). Así es como sólo la corteza visual primaria incrementará su señal en sincronía con los períodos de estimulación
del paradigma aplicado. Este tipo de diseño es también conocido
como paradigmas de sustracción (15).
En la práctica clínica, el mapeo prequirúrgico es el examen
de RMF más solicitado. En este se debe estudiar la corteza
motora primaria, la corteza sensitiva primaria y los centros del
lenguaje. Para este propósito los paradigmas en bloques más
utilizados son:
• Motor mano, pie y boca, para localizar la corteza precentral primaria y zonas secundarias relacionadas, como el
área motora suplementaria (Brodmann 4 y 6).
• Somatosensorial mano, pie y boca, para localizar la corteza poscentral (Brodmann 1, 2 y 3).
• Generación de verbos, generación de antónimos, generación de frases, fluencia fonológica (generación de
palabras) y comprensión de lectura.
El conjunto de algunos de ellos son utilizados para localizar
las áreas de Broca (Brodmann 44 y 45) y Wernicke (Brodmann
39 y 40) y para lateralizar la dominancia del lenguaje. También
se pueden diseñar paradigmas en bloques para activar la corteza
primaria y de asociación visual o auditiva. Otros paradigmas
más complejos encargados de evaluar la memoria y otros procesos cognitivos se encuentran en proceso de investigación y
validación.
El propósito del RMF es representar con certeza la localización espacial de la respuesta hemodinámica cerebral inducida
por cada paradigma. Debido a que la señal obtenida es muy baja,
esta puede confundirse con los movimientos del paciente, con
los movimientos fisiológicos (respiración y pulsación) o con el
ruido electrónico originado en el mismo resonador. El procesamiento de los datos, por lo tanto, pretende evitar la creación
de falsas activaciones y extraer la verdadera señal mediante los
siguientes pasos:
• Corrección temporal corte por corte.
• Corrección del movimiento craneano.
• Suavizado espacial.
• Análisis estadístico-modelo general lineal.
• Corregistración de los mapas paramétricos estadísticos
con imágenes estructurales.
La corrección temporal reprograma todos los cortes GE-EPI
de cada dinámico a un tiempo definido, como si todos los cortes
de ese volumen o dinámico fueran adquiridos simultáneamente.
La corrección de movimiento selecciona un volumen de referencia y corrige los pequeños desvíos en la posición de la cabeza,
presentados durante la secuencia. El suavizado espacial es un
filtro utilizado para aumentar la proporción señal-ruido. Por su
parte, el modelo general lineal es un método de análisis estadístico en el que se diseña un modelo que compara la señal obtenida
a lo largo de un paradigma, voxel por voxel, con la señal “ideal”
esperada para ese experimento de bloques (Figura 7).
Adquisición del examen funcional y
procesamiento de los datos
Un estudio de RMF puede durar de 30 minutos a una hora,
dependiendo del número de paradigmas incluidos. Por lo general, se realizan dos paradigmas motores (mano y pie) y tres
paradigmas diseñados para evaluar el lenguaje y su lateralidad
(generación de verbos, generación de antónimos y comprensión
de lectura). Luego se hace una secuencia volumétrica GE T1 del
cráneo, necesaria para la corregistración 2D o 3D de los mapas
paramétricos estadísticos de cada experimento funcional con su
respectiva localización espacial.
Cada experimento o paradigma funcional está compuesto por
una secuencia GE-EPI sensible al efecto T2*. Un total de 80 a
150 volúmenes o dinámicos, cada uno de dos a tres segundos,
cubren el cráneo con 20 a 30 cortes axiales. Lo anterior quiere
decir que todo el cráneo es “barrido” cada dos a tres segundos
80 a 150 veces, al mismo tiempo que el paciente está ejecutando
una tarea o paradigma predefinido. Por ejemplo, oposición de los
dedos de la mano derecha (estímulo), alternando con períodos
de reposo. Como podrá verse, un sólo examen de RMF está
compuesto por más de 10.000 imágenes (Figura 6).
2304
Fig. 7. Posprocesamiento de las imágenes de RMF.
Introducción práctica a la resonancia magnética funcional cerebral (RMF), Delgado JA, Rascovsky S, Sanz A, Castrillón JG
artículos de investigación
Una vez se ha realizado el cálculo estadístico para cada
voxel, estos son graficados en lo que se conoce como un mapa
paramétrico estadístico, donde los voxeles con mayor probabilidad de haber sido activados se representan en una escala
de colores (Figura 7). Por último, los mapas paramétricos se
sobreponen en imágenes estructurales 2D o 3D de alta resolución (16).
Mapeo cerebral por RMF: “un pequeño
atlas”
El concepto de la especialización topológica cortical cerebral
es el resultado del aporte de muchos científicos. Para mencionar
algunos, Descartes describió el sistema visual en 1662; Rolando
usó corrientes galvánicas para estimular la corteza, en 1809;
Broca estudió la corteza cerebral e identificó el centro del lenguaje expresivo, en 1861; Wernicke describió el área receptiva
del lenguaje, en 1874, y William James especuló, en 1890,
que la sangre fluía en mayor cantidad a las regiones cerebrales
más activas (14). Para mediados del siglo XX, el concepto de
la especialización cortical había madurado y la distribución
topológica cerebral se parecía a lo que se conoce hoy en día
(17) (Figura 8).
Fig. 8. Especialización funcional cortical determinada por áreas de lesión
y estimulación eléctrica. Estado del arte en 1957 (Polyak).
Brodmann, en 1909, clasificó diferentes regiones del cerebro
de manera numérica, basándose en la citoarquitectura observada
(18) (Figura 9). Si bien Brodmann no estudió la función cerebral,
su hipótesis era que las diferentes regiones cerebrales definidas por
su citoarquitectura podrían tener diferentes funciones. En efecto,
se comprobó que las áreas originalmente definidas por Brodmann
también demarcaban de manera aproximada algunas áreas de
función específica determinadas por mediciones electrocorticográficas y por estudios de lesiones cerebrales focales (Tabla 1).
Tabla 1. Código de colores de la Figura 9
Áreas de Brodmann
17
18
19
37
39
40
1, 2, 3
5, 7
41
42
22
21
20
38
4
6
8
9
44
45
46
10
11
Fig. 9. Áreas de Brodmann.
Rev Colomb Radiol. 2008; 19(1):2300-9
Nombre
Lóbulo occipital
Lóbulo occipital
Lóbulo parietal posterior
Área temporo-parieto-occipital
Circunvolución angular
Lóbulo supramarginal
Circunvolución poscentral
Lóbulo parietal superior
1/3 medio corteza temporal superior
Circunvolución temporal superior
Corteza temporal inferior
Circunvolución precentral
Corteza premotora
Área de Broca
Corteza prefrontal
Circunvolución orbital
Función
Corteza de proyección visual
Corteza de asociación visual
Corteza de asociación visual
Corteza de asociación sensitiva general
Reconocimiento de palabras
Corteza de asociación sensoriomotora
Corteza de proyección somatosensorial
Corteza de asociación sensorial general
Corteza de proyección auditiva
Corteza de asociación auditiva
Corteza de asociación sensorial general
Corteza motora primaria
Corteza de asociación motora
Corteza de asociación motora específica para el habla
Corteza de asociación motora general
Corteza de asociación motora general
Estas validaciones consolidaron erróneamente al atlas de Brodmann
como el estándar de localización funcional cerebral para muchas aplicaciones, aun cuando este atlas es puramente descriptivo de la organización
microscópica neuronal y no de la función. Dado que la mayoría de los
estudios de activación cerebral por RMF referencian las áreas de Brodmann, este atlas continuará gozando del éxito de la tradición, hasta tanto
no se desarrollen mapas más específicos de la función cerebral.
Se han llevado a cabo muchos estudios de RMF en voluntarios sanos
que confirman los hallazgos derivados de los diferentes métodos de
mapeo cerebral. En este pequeño atlas incluimos algunos casos representativos de activaciones corticales normales realizados en el Instituto
de Alta Tecnología Médica de Antioquia (IATM) (Figura 10).
2305
Activación del área motora/
somatosensorial de la mano
derecha. Giro precentral, área
de Brodmann 4.
Activación del área motora/somatosensorial del pie derecho.
Giro precentral, área de Brodmann 4 a nivel parasagital.
Activación del área motora/somatosensorial de la boca. Giros
precentrales de hemisferios
derecho e izquierdo. Área de
Brodmann 4, y en menor grado,
áreas de Brodmann 2 y 3.
Activación auditiva. Giros de
Herschel en lógulos temporales. Corteza auditiva primaria,
áreas de Brodmann 41 y 42.
Activación visual. Polos occipitales. Corteza primaria de
asociación visual. Áreas de
Brodmann 17 y 18.
Activación de las áreas del lenguaje expresivo, Broca: áreas
de Brodmann 44 y 45; y de
comprensión, Wernicke: áreas
de Brodmann 39 y 40.
Fig. 10. Atlas de paradigmas representativos realizados en el IATM. www.iatm.com.co/videosRevsita/, encuentre en esta dirección los videos relacionados con este artículo.
2306
Introducción práctica a la resonancia magnética funcional cerebral (RMF), Delgado JA, Rascovsky S, Sanz A, Castrillón JG
artículos de investigación
Algunas aplicaciones clínicas de la RMF
Mapeo neurofuncional en el planeamiento
prequirúrgico cerebral
Los objetivos de cualquier técnica neurofuncional prequirúrgica son (19):
• Localizar las áreas elocuentes y su relación espacial con
el tumor y la cirugía planeada.
• Definir la dominancia hemisférica para algunas funciones
cerebrales específicas, por ejemplo, el lenguaje.
• Definir la plasticidad cerebral en los pacientes con lesiones
previas que puedan haber cambiado la localización de las
áreas funcionales primarias.
a
b
• Localizar focos epilépticos y lateralizar la actividad epiléptica (en investigación para la RMF).
La indicación actual más establecida de la RMF es complementar la evaluación prequirúrgica de los tumores y las
malformaciones vasculares cerebrales, en especial de aquellos
localizados cerca del surco central (tumores rolándicos) y los
que se encuentran en cercana relación con las áreas del lenguaje,
en la circunvolución frontal inferior o adyacentes a las circunvoluciones temporal superior, circunvolución supramarginal y
circunvolución angular (19). En estos casos, la localización de
la corteza elocuente basada en reparos anatómicos puede ser
imprecisa sin la RMF, debido al efecto de masa o a la infiltración
tumoral (Figura 11).
c
Fig. 11. RMF en paciente con astrocitoma de bajo grado. Mapeo de la corteza motora/somatosensorial y su relación con el tumor. Paradigmas motor/somatosensorial de (a) mano
derecha, (b) pie derecho y (c) reconstrucción 3D de pie derecho.
La cirugía de los tumores rolándicos conlleva un alto riesgo
de déficit motor o sensitivo; por lo tanto, es importante conocer
la relación de la corteza motora/somatosensorial con la lesión
que se planea resecar (19). La RMF está indicada por su relativa facilidad —comparada con la estimulación electrocortical
(EEC)—, exactitud y no invasividad. La EEC es el patrón de
referencia con el que se mide la certeza diagnóstica y la precisión
de otras técnicas neurofuncionales. En los tumores rolándicos
aún se considera primordial su realización (20).
La RMF se ha validado en estudios comparativos con EEC
y ha demostrado que la correlación para localizar la corteza
motora es casi del 100% (21,22). También se ha comparado con
EEC, PET y la estimulación magnética transcraneana, con el
propósito de ver la confiabilidad de los márgenes de resección
tumoral adyacente a la corteza motora (23,24).
Mueller y cols. (23) y Yetkin y cols. (24) sugieren que la
RMF puede definir márgenes seguros en un rango de 10 a 20
milímetros. En otras palabras, una resección tumoral con un
margen sano entre 10 y 20 milímetros, definidos mediante
una RMF de buena calidad, no debe causar déficit motor. Más
recientemente Krishnan y cols. (25) indicaron como márgenes
seguros un rango menor (10 y 15 milímetros). En la práctica, se
Rev Colomb Radiol. 2008; 19(1):2300-9
puede decir que la resección es segura si el margen más cercano
de la lesión está a más de una circunvolución de distancia del
tumor. En el caso contrario, es todavía recomendable hacer un
mapeo electrocortical intraoperatorio.
La buena correlación entre la RMF y la EEC ayuda a limitar
el uso de esta última sólo para aquellos casos verdaderamente
indicados. La RMF tiene la capacidad de demostrar, antes de la
cirugía, la distancia entre la corteza elocuente y la lesión. Lo anterior evita la EEC, siempre y cuando se demuestre una aceptable
separación entre ellas. Adicionalmente, una insospechada cercanía entre las zonas elocuentes y un tumor o malformación podría
cambiar la aproximación quirúrgica o el método de tratamiento,
por ejemplo, cirugía frente a radiocirugía (1) (Figura 12).
La RMF también permite la localización prequirúrgica
de áreas corticales elocuentes difíciles de mapear con la EEC
durante la cirugía. Tal es el caso del área motora suplementaria
(circunvolución frontal superior paramediano, Brodmann 6) y
de la corteza visual primaria (Brodmann 17). Por esto, la RMF
puede usarse con fines pronósticos (1).
Otra indicación neuroquirúrgica común de la RMF es la localización del hemisferio dominante del lenguaje o “lateralización
del lenguaje”. Los pacientes con tumores frontales izquierdos o
2307
Fig. 12. RMF en paciente con malformación arteriovenosa. Mapeo de la corteza motora/somatosensorial y su relación con la malformación. Paradigma motor/somatosensorial de la
mano derecha.
derechos asociados con déficit del lenguaje o aquellos asintomáticos con lesiones tumorales cercanas a Broca o Wernicke se
benefician de esta técnica. Así mismo, en los pacientes zurdos
o en quienes se sospeche clínicamente dominancia derecha o
codominancia hemisférica, los resultados de la RMF podrían
identificar la lateralidad. Los resultados de la RMF le evitarían
a un paciente el mapeo electrocortical intraoperatorio del lenguaje, siempre y cuando las áreas primarias del lenguaje estén
a una o más circunvoluciones del margen tumoral. En el caso
contrario, la EEC es necesaria para maximizar la resección sin
causar secuelas (1).
El test de Wada, descrito en 1960 para lateralizar el hemisferio dominante del lenguaje y modificado por Milner en 1962
para incluir la evaluación de la memoria en el estudio prequirúrgico de pacientes con epilepsia refractaria, ha perdurado como
el estándar de referencia a pesar de su invasividad (inyección
selectiva de amobarbital en cada carótida) y su discutida sensibilidad y especificidad (26,27).
El test de Wada lateraliza, pero no localiza anatómicamente
la relación de un tumor con las áreas elocuentes del lenguaje,
como sí lo puede hacer la RMF (20). La concordancia entre la
RMF y el test de Wada es mayor del 90% para la lateralización
del lenguaje (28-31). Adicionalmente, estudios recientes sugieren que la concordancia de múltiples paradigmas de lenguaje y
memoria en una RMF para la localización y lateralización de
estas áreas elocuentes tienen el potencial de reemplazar el test
de Wada tanto en el grupo de pacientes con tumores como en
aquellos con epilepsia temporal mesial refractaria (32-34).
Las anteriores son las aplicaciones prácticas más establecidas
de la RMF. Sin embargo, en la literatura se puede encontrar un
gran número de investigaciones con RMF en neurociencias
cognitivas, neurología, psiquiatría, farmacéutica, neurocirugía
y en radiología, lo cual demuestra el gran potencial de esta
modalidad. Sin duda, la RMF se encuentra en su infancia, pero
aun así está contribuyendo con nuevos conocimientos acerca
del funcionamiento cerebral.
Agradecimientos
Este estudio fue desarrollado con la colaboración de todo
el grupo de radiólogos y tecnólogos del Instituto de Alta Tec-
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nología Médica de Antioquia (IATM) y del Dr. Édgar Cardona,
neurólogo y neurofisiólogo de la Clínica Medellín. Un especial
agradecimiento al Dr. Byron Bernal, director de Investigación de
FMRI del Miami Children’s Hospital, quien nos ha acompañado
durante este proceso.
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Correspondencia
Jorge A. Delgado D.
Oficina de Investigación
Instituto de Alta Tecnología Médica de Antioquia (IATM)
Cr. 50 Nº 63-95
Medellín, Colombia
[email protected]
Recibido para evaluación: 28 de enero de 2008
Aceptado para publicación: 22 de febrero de 2008
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