Estudi de l'organització de la substància blanca cerebral mitjançant DTI (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Ciencias Biomédicas - 4º curso
Asignatura Tècniques de diagnòstic
Año del apunte 2016
Páginas 6
Fecha de subida 02/10/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

Tècniques de diagnòstic TEMA 20. ESTUDI DE L’ORGANITZACIÓ DE LA SUBSTÀNCIA BLANCA CEREBRAL MITJANÇANT DTI El SNC està macroscòpicament organitzat en substància grisa (es troba al còrtex cerebral, correspon als somes de les neurones. També es troba en la profunditat del cervell en el que es coneix com nuclis grisos del cervell no tindrem neurones. Molts d’aquests axons estan mielinitzats) i la substància blanca.
Tenim tècniques d’imatge no invasives que ens permeten estudiar la substància grisa, són les RM potenciades en T1. Aquestes RM se’ls coneix com anatòmiques o estructurals. Tenim la substància grisa en color gris, la substància blana de color blanc i el LCR de color fosc.
Podem intentar quantiifcar i valorar que passa en diferents parts de la usb`tancia grisa perquè la podem delmiitar.
El nulci lenticular i caudat es veuen afectats en malalties el moviment com el Huntington. El tàlem es el punt de connexió del cervell amb el còrtex cerebral.
Mitjançant RM de tipus T1 podem analitzar la substància grisa. La substància blanca la podem analitzar amb tècniques específiques com tècniques histològiques (Tinció de Weil) on la substància grisa apareix amb poc color perquè no té mielina, el que es tenyeix és el subst`nacia blanca de color marró fosc. La susbtància blanca amb aquetes tècniques en poden diferenciar les diferents parts pel seu contrast amb la substància grisa. Veiem el tàlam, el nucli lenticular, el caudat... Podem delimitar segons la substància grisa diferents territoris.
La càpsula interna queda entre el nucli lenticular, el caudat i el tàlam, si no fos pelc ontrats amb la substància grisa ens seria m olt ldifi´cil analtiar la subtància blanca.
Per analitzar la substància blanca fins fa poc només teniam la sequéncia potenciada en T2. Veiem on està la substància blanca per contrast amb la substància grisa però tenim poc detall.
La substància blanca té una organització i està formada per fascicles i tractes que es poden detectar mitjançant tècniques que es van desenvolupar en els anys 50-60. Podem dissecar els diferents components de la substància blanca que no ens permet veure per exemple un T2. Aquestes tècniques encara s’utilitzen en els bons treballs de resecció perquè són tècniques molt fines per descriure la organització.
El problema és que només es poden aplicar post-mortem.
La substància blanca està constitudia per tres tipus de fibres: - Fibres d’associació: conecten diferents regions del mateix hemisferi - Fibres comissurals: conecten els dos hemisferis. La comissura més gran és el cos callós que uneix els dos hemisferis.
- Fibres de projecció: el còrtex cerebral controla els nivells inferiors enviant axons (fibres de projecció) que poden arribar fins a la medul·la espinal i poden arribar a fer 1 metre. Moltes d’aquestes fibres passen per la càpsula interna.
167 Tècniques de diagnòstic DTI: diffusion tensor imaging Ara podem analitzar la substància blanca en persones vives. Això ho fem a través de les tècniques DTI que pretenen mesurar lal difusió de l’aigua en el teixit. Concretament ens centrarem en el teixit nerviós però allà on hi hagi aigua lliure podem mirar com flueix.
Aquesta tècnica es basa en que la difusió de l’aigua no és aleatòria. Aquesta tècnica determina el moviemnt direccional de les moelcùesl d’agiua en el teixit.
En la substància blanca la difusió de l’aigua tindrà més facilitat en el sentit de les fibres de substància blanca perquè les membranes que envolten als axons faran de barrera de la difusió.
DTI és una modalitat de la RM. Per a realitzar-la hem d’adquirir 6 gradients magnètics mínim (6 orientacions, 6 adquisicions) i la seqüència de referència que és la b0 i és com un T2 sense gradient.
Com més gradients més precisa serà la informació i més temps d’adquisició és té.
En la determinació de la difusió de l’aigua tenim la isotropia i l’anisotropia. La difusió de l’aigua la podem representa com una esfera si la difusió es produeix amb qualsevol probabilitat en qualsevol direcció de l’espai. Això passa si no hi ha membranes. La molècula que té ua difusió que la representem en una esfera, té una difusió isotròpica, no té preferència per a cap direcció.
168 Tècniques de diagnòstic En la subtància blanca, degut a la presència de membranes, l’aigua dtindrà restringida la difusió en el sentit de les fibres i la seva representació serà una el·lipse. Com més el·líptica sigui més restringida serà la difusió. Es el que es coneix com difusió anisotròpica.
A partir de les dsades obtingudes en un DTI, podem mesurar l’anisotropia i es coneix com el càcul dels mapes d’anisotropia. Hi ha una fórmula. El paràmetre que més s’utilitza és el FA , anisotropia fraccional que es calcula amb una ratio dels eixos de la difusió.
De l’anisotropia fraccional és important que pot variar entre el 0 i el 1. S’apropen més a 0 com més isotròpica és la difusió i en els mapes veurem colors molt grisos o negres. En el ventricle o en la substància grisa cortical, l’anisotropia s’apropa a 0, gairebé mai serà 0 absolut.
En la substància blanca, on estan organitzats els axons, veiem que birllen motl i els valors ‘sapopoen a 1, com és ordenada estigui l’aigua en un punt més s’aproparà a 1. El cos callós brilla molt perquè és la comissura més gran que tenim.
Després el que podem analitzar són els mapes RGB que es diuen així perquè codificquen en tres colors les principals direccions de difusió. Per a cada part del cervell coneixem cap a on difon. El roig s’utlitza per identifacr la disufió d’esquerra a dreta o de dreta a esquerra, eix X. Les fibres en roig seran les fibres 169 Tècniques de diagnòstic comissurals, no veiem una fibra sinó un grup.
El verd s’utiliza per veure l’eix Y, anterior-posterior i seran les fibres d’assocaició. El blau s’utilitza per codificar l’eix superior-infeiror i són les fibres de projecció. NO veiem axons.
Això és insuficient per veure com està format el cervell. Per això fem servir també les tècniques tractogràfiques perquè amb el DTI no es permet saber com està orgniatzada la connexió en les fierents parts del cervell.
S’han dissenyat les tècniques tractografiques que són informàtiques. Un tracte no representa un axó sinó que respresneta un conjunt de fibres que estan atravessant el cervell.
Les FACT tenen tres etapes: - Iniciar la tractografia: Aquesta tècnica intenta conectar vòxels contingus amb línies. Per iniciar la tractografia en qualsevol programa ens demanarà per on començar la tractografia. Una manera d ecomençar bé la tractografia és en totes les parts del cervell que compelixen una condició, com per exmpele que tinguiem una certa anisotropia perquè sigui seleccionada la substància blanca. Els algoritmes intentaran comparar el comportament de disfuió del voxesl am bels seus veïns. Els que tinguin un comportament semblants els unirà amb línies o fibres, no són axons.
- Projecció - Finalitzar: ens interessarà parar quan arribem a un nucli profund o quan arribem al còrtex per exemple.
Això ho interpretarem amb els mapes de FA, quan hi ha una baixada de FA voldrà dir que estem entrant al còrtex i així parem la tractografia.
170 Tècniques de diagnòstic Ara podem seleccionar les fibres que vulguem que passin per un lloc concret del cervell. Les ressonàncies tenen una gran semblança amb una dissecció feta post-mortem. No veiem axons, sinó que veiem el comportament de la difusió de l’aigua que l’hem unit mitjançant fibres per veure la difusió.
Aplicacions Cada vegada hi ha més aplicacions, és una tècnica molt jove. Dos de les aplicacions són: - Atles 3D substància blanca: pot ajudar als cirurgians a saber l’estructura.
- Planificació Q/neuronavegació Podem seleccionar regions d’interès per captar un tracte concret (ROI), totes les fibres que passin per aquella ROI quedaran atrapades allà i podrem examinar la connectivitat.
Ex. Fascicles d’associació. Podem intuir per on passem fins i tot abans de fer una tractografia. Si col·loquem una ROI podem seleccionar el fascicle longitudinal superior que realitzar una corba al voltant de la insula.
En l’hemisferi esquerre tenim l’àrea de Broca que correspon a la parla, en el lòbul temporal esquerre hi ha una regió que correspon a la comprensió del llenguatge (àrea de Wernicke). El fascicle longitudinal superior uneix les dues àrees.
Ex. Fibres comissurals: cos callós. Podem veure el cos callós amb color roig. En casos d’agenèsia del cos callós (no es forma), no es veu.
Si fem una ROI que inclogui tota la part del cos callós, veurem que el cervell està àmpliament connectat entre els dos hemisferis que té milions d’axons.
Hi ha altres fibres comissurals també a la línia mitja però no tant grans.
Ex. Fibres de projecció: tracte cortico-espinal (fascicle corticoespinal). És molt important perquè és la principal via motora pel control dels moviments voluntaris i si es lesiona la persona es paralitza o la meitat o una part del c os. S’origina al còrtex i arriba a la medul·la espinal on posa en marxa les neurones motors que arriben als músculs.
Podem enganxar el fascicle en dos punts de la seva trajectòria, dibueixem dos ROIs una en la càpsula interna per on passa el tracte croticoespinal i altres fibres i també dibuixem una altra ROI per assegurar que només veiem el corticoespinal i ho fem una mica més avall i agafarem les fibres que baixen més avall de la cpaulsa interna i vagin al a medul·la espinal. Això és coneixen com les tractografies basades en dos ROIs, normalment 171 Tècniques de diagnòstic s’utilizen dos ROIs o més per ser una mica selectius.
L’àrea motora es troba al costat del solc central. D’aquesta àrea motora es desprèn un tracte corticoespinal que va cap a baix i va cap a la capsula interna. El corticoespinal passa entre el lenticular i el tàlem.
Aplicacions clíniques Quin tracte està afectat en una determinada malaltia.
Ex. Pacient de 70 anys amb marejos i debilitat i mal de cap. Es va fer una RM en T1 i veiem que hi ha un tumor, un glioma de baix grau per tant no és molt maligne-. També es va fer un estudi de DTI i es va determinar el tracte corticoespinal i en el costat afecte es va veure que hi havia un desplaçament del tracte corticoespinal.
Els gliomes de baix grau tendeixen a desplaçar els tractes mentre que els gliomes d’alt grau infiltren i interrompen aquests tractes. S’ha d’analitzar histològicament per determinar si es de baix o alt grau.
S’utilitza cada cop més la tractografia per ajudar a la neuronavegació. És una prova morfològica que s’ha d’acompanayr de proves funcionals perquè no són 100% fiables.
TEMA 21. APLICACIONS DE LA RM EN HUMANS - Equips de camp alt (alta resolució) Bold: mapes d’activitat cerebral Organoespecífics: ús clínic 172 ...

Comprar Previsualizar