Download Tensor de Difusión: Aplicaciones Clínicas.

Alexandre Lüttich, Xavier Perich, Jose María Maiques,
Marcos Busto, Gerardo Conesa*, Alberto Solano.
Hospital Universitario del Mar. IDIMAS. CRC-MAR.
Servicios de Radiodiagnóstico y Neurocirugía (*).
Objetivos
Ilustrar las aplicaciones clínicas del tensor de difusión en diferentes patologías.
Se realizaron en nuestro centro hospitalario estudio de tensor de difusión (DTI)
mediante RM de 1.5 T en diferentes entidades bien definidas.
TÉCNICA:
Secuencias EPI single -shot.
Grosor de corte = 2 mm
FOV = 24X24 cm
Matriz = 128x128
b value = 800 s/mm2
32 direcciones
Fig. 1 : 3D-T1 WI + Tractografía
Revisión del Tema
El tensor de difusión (DTI) nos da información sobre la
integridad de la sustancia blanca cerebral in vivo.
La fracción de anisotropía (FA) se utiliza como índice para
describir la difusión anisotrópica.
Fig. 3: Correlación entre imagen Flair y DTI coronal.
Fig. 2: Fracción Anisotropía
Actualmente esta técnica nos permite el análisis de la estructura e integridad de los
diferentes tractos de la sustancia blanca mostrándonos la dirección de los tractos y
haciendo posible un análisis cuantitativo de la integridad de la substancia blanca. La
difusibilidad del agua en la substancia blanca es anisotrópica, limitada por factores micro
y macroestructurales.
Fig. 5 : La difusibilidad de las moléculas
de agua depende de la orientación de los
tractos nerviosos, siendo diferente en las
tres direcciones ortogonales.
Fig. 4: Diffusion Tensor MR Imaging and Fiber Tractography:
Theoretic Underpinnings. Mukherjee et al. AJNR 29: 2008.
La resonancia magnética (RM) por
tensor de difusión (DTI) es sensible a los
procesos patológicos que modifican la
integridad tisular alterando las barreras
al movimiento del agua molecular.
El DTI presenta aplicaciones clínicas bien
definidas como en la extensión de las placas
desmielinizantes en la esclerosis múltiple,
en epilépticos sin o con alteraciones en los
hipocampos, en el estudio de las vías
frontales en la esquizofrenia, extensión tras
traumatismo craneal y evaluación de
tractos nerviosos en las neoplasias.
Fig. 6 : El DTI determina
a través de la generación
de un esquema de código
de colores la orientación
de los fibras nerviosas.
APLICACIONES CLÍNICAS DEL DTI
 Estudio de placas en la esclerosis múltiple (EM).
 Epilépticos.
 Vías frontales en la esquizofrenia.
Extensión tras un traumatismo craneal.
 Estudio del infarto cerebral .
Relación de los tractos nerviosos en tumores cerebrales.
Esclerosis múltiple:
Ha sido empleada no sólo en la cuantificación de las placas y en el estudio 3D
de las vías adyacentes, sino en el análisis de áreas aparentemente normales
mediante RM convencional, que muestran reducción de la anisotropía e
incremento de la difusión que traduce un daño estructural inadvertido con
otras técnicas de imagen.
Otro dato importante es que el DTI es capaz de distinguir entre un área de
desmielinización y otra de dismielinización, ambas igualmente hiperintensas
en secuencias potenciadas en T2, ya que la dismielinización no altera la
anisotropía.
Se observa un aumento significativo de
la difusividad media en la sustancia gris
de aspecto normal y el volumen lesional
en T2 así como una reducción
significativa en los parámetros de los
histogramas de la difusión media y
anisotropía fraccionada de la sustancia
gris de aspecto normal.
Hay un descenso en la FA en las placas
desmielinizantes. Este hecho podría
servir para medir respuesta terapéutica e
incluso determinar la relación entre
alteraciones en la sustancia blanca y
parámetros clínicos de actividad y
posible pronóstico en la diseminación en
espacio y tiempo.
Aunque cabe mencionar de que no se ha
encontrado correlación entre los cambios
medidos en el DTI y la evolución clínica
o el número de brotes.
Fig. 7 : Placa desmielinizante en mapa de color de la FA superpuesta con
imagen de doble inversion recuperación (DIR) axial.
Epilepsia:
Se ha detectado un incremento de la difusión y una
reducción de la anisotropía en los hipocampos escleróticos
con cambios sutiles en las imágenes potenciadas en T2, aumento del ADC y
disminución de la FA en las anomalías del
desarrollo cortical y diferencias estadísticamente
significativas en los índices de difusión en
pacientes con RM negativa y epilepsia en el lóbulo
temporal con alteraciones epileptógenas ocultas.
Fig. 8: la tractografía 3D es útil en la evaluación posquirúrgica en la
lobectomía temporal. Los valores del ADC y de la FA localizado en el
fasciculo uncinado eran asimétricos. En la esclerosis mesial hay pérdida
através de los fascículos del uncinado.
Estudio de las vías en la esquizofrenia:
Se ha sugerido en pacientes con esquizofrenia una reducción
de los valores de la FA en la sustancia blanca en las vías
frontales localizado en el lóbulo frontal derecho e incluso en
el lóbulo occipital y en el esplenio del cuerpo calloso.
Estudio del infarto cerebral:
Presenta valor pronóstico por su capacidad de valorar
integridad de los tractos de la sustancia blanca adyacentes al
área isquémica como en la evaluación de la degeneración
walleriana secundaria al infarto. Se muestra una reducción de
la FA en la vía piramidal del hemisferio afectado en las dos
primeras semanas tras el infarto, cuando aun no es detectable
por RM convencional.
Estudio tras un traumatismo craneal:
Fig. 9: A la izquierda de la diapositiva DTI axial en fosa posterior donde
seleccionamos los tractos corticoespinales mediante ROIs y post-procesamos las
imágenes para obtener, a la derecha, la tractografía de las fibras motoras con
conexión talámica. En este caso existía una correlación clínica y por imagen a
este nivel .
Evaluación de tractos nerviosos en neoplasias:
Cuando los valores de ADC y FA son analizados se encuentran
diferencias entre el tumor y el tejido normal, pero no en
cambio entre el tumor y el edema adyacente.
Existen diferencias significativas en los valores del ADC y la
FA entre tumores de bajo y de los de alto grado.
Así como en los valores del ADC del
edema peritumoral entre los gliomas de
alto grado de las metástasis.
Fig. 10: Las imágenes de tractografía muestran en la
sustancia blanca ipsilateral una alteración de la FA
debido a efecto de masa que ejerce la lesión
expansiva.
T1
T1 + Gd
Flair
ADC
Difusión
FA
Fig. 11: Metastasis cerebral debido a cancer broncogénico. Se ha
encontrado que el ADC del edema peritumoral puede ser útil para
distinguir los gliomas de alto grado de las metástasis.
T1
Flair
Difusión
T1 + Gd
ADC
FA
Fig. 12: Glioblastoma multiforme. En cambio la FA peritumoral
no ha demostrado diferencias estadisticamente significativas entre
los gliomas de alto grado de las metástasis.
Conclusiones

El Tensor de Difusión (DTI) aporta datos adicionales en la anatomía de la
sustancia blanca y presenta aplicaciones clínicas bien definidas, aparte de un
propósito docente.

Es útil en la descripción y evaluación de la relación de los tractos nerviosos en las
neoplásicas cerebrales, otras por ejemplo en la extensión de las placas
desmielinizantes en la esclerosis múltiple con compromiso de la sustancia blanca
de aspecto aparentemente normal, en el análisis de pacientes epilépticos, en el
estudio de las vías frontales en la esquizofrenia y en el estudio de extensión tras un
traumatismo cráneo encefálico o infarto cerebral.

Otras aplicaciones: valoración del gyrus del cíngulo en el diagnóstico precoz del
Alzheimer, en anomalias congénitas como displasias corticales o agenesia de
cuerpo calloso y evaluación del tracto piramidal en la ELA para monitorizar
progresión de la enfermedad .
Bibliografía
Characterization of white matter damage in ischemic leukoaraiosis with diffusion tensor MRI.
Jones DK et al. Stroke., 1999. 30(2).
Magnetic resonance diffusion tensor imaging for characterizing diffuse and focal white matter
abnormalities in multiple sclerosis. Bammer R et al. Magn Res in Med 2000;44.
Diffusion Tensor Imaging of the Hippocampal Formation in Temporal Lobe Epilepsy.
Bassam A. Assaf et al. AJNR. 24: October 2003
Reduced anisotropy of water diffusion in structural cerebral abnormalities demonstrated with diffusion
tensor imaging. Wieshmann UC et al. Magn Res Imaging 1999;17.
Diffusion tensor imaging and tractography of human brain development. Mukherjee P et al.
Neuroimaging Clinic North America. 2006; 16.
Diffusion Tensor MR Imaging and Fiber Tractography: Theoretic Underpinnings. Mukherjee et al.
AJNR . 2008: 29.
DTI of cryptogenic and adquired partial epilepsies. Rugg-Gunn et al. Brain. 124: 2001