Download Estudio de la sustancia blanca cerebral mediante tractografía por

ESTUDIO DE LA SUSTANCIA
BLANCA CEREBRAL
MEDIANTE TRACTOGRAFÍA
POR TENSOR DE DIFUSIÓN.
María Vacas Rodríguez
Patricia Carreño Morán
Javier Sánchez Hernández
Juan Antonio Juanes Méndez,
Juan Carlos PaniaguaEscudero
Alberto Prats Galino
Objetivos:
 Realizar un breve análisis de las bases físicas y
técnicas que nos faciliten una compresión integrada de
esta novedosa herramienta de diagnóstico por imagen.
 Representar iconográficamente de forma bidimensional
y tridimensional las tres categorías de fibras que
existen desde el punto de vista anatómico (de
asociación, comisurales y de proyección) a partir de un
campo vectorial tridimensional y un mapeo en color
según la dirección de la difusividad máxima que indica
la orientación del tracto axonal dominante.
 Describir morfológicamente algunas de las principales
vías de la sustancia blanca cerebral a partir de las
imágenes obtenidas mediante tractografía basada en
el tensor de difusión.
Revisión del tema:
 La tractografía basada en el cálculo del tensor
de difusión es una reciente técnica de RM
(resonancia magnética) y único método
disponible en la actualidad para evaluar las
fibras de la sustancia blanca cerebral in vivo.
 La existencia de estos haces había sido puesta
de manifiesto mediante técnicas biológicas y de
histoquímica en especímenes post-mortem, pero
su descripción anatomo-funcional se veía
limitada dado que dichas conexiones no son
identificables ni individualizables por examen
directo ni por exploraciones diagnósticas
mediante TC multicorte o RM convencional.
Principios Físicos:
Las imágenes por tensor de difusión (ITD)
constituyen un método relativamente nuevo
de resonancia magnética (RM) que permite
cuantificar el grado de anisotropía de los
protones de agua en los tejidos.
 La anisotropía es la propiedad del tejido
cerebral normal que depende de la
direccionalidad de las moléculas del agua y
de la integridad de las fibras de sustancia
blanca.
Principios Físicos:
 Se llama difusión al movimiento "browniano",
aleatorio, constante y normal, de las moléculas de
agua dentro de un tejido o sustancia. Es importante
recordar que en los tejidos biológicos no existe una
difusión libre o igual en todas direcciones
(isotrópica), ya que las estructuras constituyentes
(membranas, etc.) y las interacciones químicas se
presentan como límites a ese movimiento. Por lo
tanto, esto determina una difusión anisotrópica.
 En la sustancia blanca, por ejemplo, la movilidad del
agua está principalmente restringida a las fibras de
los axones, permitiendo dicho movimiento en el
sentido en que corren las mismas.
Principios Físicos:
 Los tractos muy densos muestran un mayor grado de
anisotropía, mientras que la sustancia gris tiene menor
grado respecto de la sustancia blanca.
 La anisotropía fraccional (AF) es una variable
numérica cuyos valores oscilan entre 0 (máxima
isotropía, tal como la observada en espacios
subaracnoideos y ventrículos normales, donde el agua
se moviliza libremente) y 1 (máxima anisotropía
por restricción en el movimiento del agua tisular).
 Por ejemplo, la AF varía a lo largo de la evolución
de un infarto cerebral. Las primeras estimaciones
publicadas en la literatura demuestran que cuanto
mayor es la caída, peor es el pronóstico funcional.
Principios Físicos:
 De igual manera y en un área de encefalomalacia la
AF será extremamente baja, dado que en virtud de la
casi ausencia de barreras anatómicas, las moléculas
de agua se desplazan tan fácilmente como lo hacen
dentro de los ventrículos normales.
 La tractografia es la representación 3D de
ITD ( imagen por tensor de difusión) y se puede
representar mediante un mapa de color obtenido a
partir de la direccionalidad del desplazamiento de las
moléculas del agua a lo largo de los tractos sustancia
blanca, y en los tres ejes del espacio : “x” derechaizquierda, “y” antero-posterior y “z” rostro-caudal.
Aplicaciones clínicas:
 Gracias a esta técnica no invasiva, la
descripción de la arquitectura de la sustancia
blanca y sus relaciones con las lesiones
cerebrales, en especial con procesos
expansivos, se convertirá en un
procedimiento diagnóstico de rutina. Su
empleo conjunto con la RM funcional
aportará una valiosa información en la
planificación prequirúrgica de tumores
cerebrales y puede integrarse en un sistema
standard de neuronavegación.
Aplicaciones clínicas:
 Ha resultado útil en el estudio del infarto
cerebral pues ha demostrado una reducción
de la anisotropía fraccionada en la vía
piramidal del hemisferio afectado. Ha sido
ampliamente utilizada en el estudio de la
esclerosis múltiple traduciendo daño
estructural inadvertido con otras técnicas de
imagen. En el campo de la epilepsia, ha
detectado cambios en las imágenes de
hipocampos escleróticos y se ha empleado
en la evaluación postquirúrgica de la
lobectomía temporal.
Aplicaciones clínicas:
 Se ha convertido en una herramienta útil
en la monitorización de la progresión de la
ELA mediante la evaluación del tracto
piramidal. Puede poner de manifiesto la
existencia de conexiones aberrantes de la
sustancia blanca en las anomalías
congénitas del SN. Puede tener un papel
en el diagnóstico precoz del Alzheimer y
otras demencias a través de la valoración
de la circunvolución del cíngulo.
Aplicaciones clínicas:
 A partir de estos avances en el ámbito de la
neurorradiología, será posible establecer una
correlación anatomo-radiológica de los haces
que constituyen la sustancia blanca cerebral
de una forma mucho más precisa y
detallada, de la que se contaba hasta ahora,
así como una evaluación neurofuncional más
completa en base a las imágenes obtenidas
a partir del análisis del tensor de difusión de
las moléculas de agua, cuya medición a lo
largo de múltiples orientaciones de
secuencias de gradiente de pulso de RM,
proporciona información de la organización
axonal del cerebro.
Cuerpo Calloso. Representación tridimensional del cuerpo calloso en una visión superior (a)
y lateral-oblicua (b).
a) Se distinguen las 3 partes: rodilla, tronco y esplenio .Pueden apreciarse las conexiones córticocorticales. Las proyecciones de la rodilla forman el forceps minor y las del esplenio el forceps
major.
b) Pueden observarse las conexiones córtico-corticales a través del cuerpo calloso y los finos
tractos que se proyectan a través de los lóbulos occipitales(tapetum). El tapetum es una especie
de “alfombra” de fibras que cubre el techo del asta occipital del ventrículo lateral.
Haz córticoespinal (vía piramidal). Los haces de la vía corticoespinal, se originan en células de la
parte más profunda de la lámina V de la corteza cerebral, en el área motora precentral (área 4),
área premotora (área 6), circunvolución frontal ascendente (áreas 3a, 3b, 1 y 2) y corteza parietal
adyacente (área 5). Estas fibras convergen en la corona radiada, ingresan a la cápsula interna y
descienden para formar el pie de los pedúnculos cerebelosos en los niveles mesencefálicos. A
medida que este haz desciende en la parte ventral de troncoencéfalo infratentorial, sus fibras
pasan junto a la emergencia de las raíces de los nervios craneales III, VI y XII. En el bulbo, las
fibras forman las pirámides. En la unión bulbomedular el haz corticoespinal presenta una
decusación incompleta y se divide en tres haces diferentes: 1) el gran haz corticoespinal lateral
(cruzado), 2) el pequeño haz corticoespinal anterior (directo), y 3) el relativamente pequeño haz
corticoespinal anterolateral directo.
Corona radiada (visión frontal).
Cápsula Interna (visión superior). Banda gruesa y compacta de fibras nerviosas que se continúan en
sentido craneal con la corona radiada y en sentido caudal con los pedúnculos cerebrales. Se dobla con
una concavidad lateral para ajustarse al núcleo lentiforme con forma de “cuña”. Se divide en un brazo
anterior, rodilla, brazo posterior, porción retrolenticular y porción sublenticular.

El brazo anterior se localiza entre la cabeza del
núcleo caudado en el lado medial y el núcleo
lentiforme ( putamen y globo pálido) en dirección
lateral. Contiene fascículos frontopontinos,
tálamocorticales y corticotalámicos.

La rodilla de la cápsula interna contiene fibras
córticonucleares que terminan en núcleos
motores del tallo cerebral.

El brazo posterior está limitado en la porción
medial por el tálamo y en la lateral por el núcleo
lentiforme. Contiene fibras córticoespinales y
córticorrubrales. El fascículo córticoespinal se
organiza somatotópicamente de modo que las
fibras para la extremidad superior se localizan en
la parte anterior, seguidas por las fibras para el
tronco y la extremidad inferior.
Càpsula interna y vía piramidal (visión coronal). Contiene a cada lado alrededor de 1 millón de
fibras de varios tamaños (9-22 micras), cerca del 3% de las cuales son de gran tamaño y
proceden de las células grandes de Betz en la lámina V de la corteza motora. Las fibras de este
sistema córtico espinal descienden en la cápsula interna , parte media del pedúnculo cerebral,
base del la protuberancia y pirámides bulbares antes de distribuirse en la médula espinal como
los tractos córticoespinal lateral y anterior.
Fibras de asociación del cíngulo. Es el núcleo de sustancia blanca del giro del cíngulo, y conecta
la sustancia perforada anterior y el giro parahipocampal.. Rodea conforma arqueada el cuerpo
calloso y forma parte del sistema límbico.
a) Visión superior de las fibras del cíngulo y la rodilla y el esplenio del cuerpo calloso
( comisurales).
b) Visión lateral oblicua.
Pedúnculos cerebelosos medios. Forman dos cordones aplanados de delante a atrás que unen el
cerebelo con la protuberancia. Las fibras aferentes que alcanzan el cerebelo a través de esta ruta son:
tracto córticopontocerebeloso ( principal componente, desde los núcleos pontinos) y fibras
serotoninérgicas de los núcleos del rafe.

La cara anterior convexa y libre
descansa sobre la cara posterior del
peñasco. Forman con cada lóbulo
cerebeloso el correspondiente APC (
ángulo pontocerebeloso).

En la superficie anterolateral, a media
distancia entre los extremos superior e
inferior del puente, emergen las raíces
sensitiva y motora del nervio trigémino
(V). La pequeña raíz motora se ubica
anteromedialmente respecto a la
voluminosa raíz sensitiva.
Fásciculo longitudinal superior. Fibras largas de asociación que discurren por el centro semioval ,
por encima del plano del putamen, uniendo los lóbulos frontal, parietal , temporal y occipital de un
mismo lado y formando arcos sobre la ínsula.
a) visión superior.
b) visión oblicua lateral izquierda
Conclusión:
 La tractografía por tensor de difusión es la
única técnica no invasiva que permite
observar el trazado de las fibras nerviosas
de la sustancia blanca cerebral in vivo, lo
cual abre un amplio abanico de
aplicaciones en la práctica clínica. Su
interpretación requiere un análisis
cuidadoso y responsable dadas sus
limitaciones.