LA IMAGEN EN PATOLOGÍA LINFOIDE
Dr. José Antonio Izuel
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¿CÓMO FUNCIONA?Ya hemos visto en qué situaciones puede ayudarnos el radiólogo. Veamos ahora de qué se sirve él para prestarnos esa ayuda. Las técnicas de diagnóstico por la imagen que más aplicación tienen en el estudio de los linfomas son la radiología convencional, la ecografía, la tomografía axial computarizada y la resonancia magnética. Las técnicas que emplean radioisótopos actualmente se hallan fuera del ámbito de la Radiología, y son dominio de los especialistas en Medicina Nuclear. Sin embargo, por sus especiales características tienen gran utilidad en el estudio de la patología linfoproliferativa, y creo obligado el incluir aquí algunos de sus aspectos más destacados.
El conocimiento de las bases físicas de cada técnica de nos permitirá comprender posteriormente las limitaciones, ventajas e indicaciones de cada una sin tener que hacer un esfuerzo memorístico que nos deje exhaustos.
La digitalización es el proceso informático básico para la representación de la imagen en todas las técnicas salvo en la radiología convencional. Consiste en descomponer la imagen en puntos o pixels y asignarles a cada uno unas coordenadas espaciales según su posición en la imagen y un valor en la escala de grises según los valores medidos en ese punto durante la obtención de datos.
1. RADIACIONES IONIZANTES
a) desde una fuente externa al paciente
a.1. radiología convencional
a.2. tomografía axial computarizada
a.2.1. incremental o convencional
a.2.2. T.A.C. helicoidal, espiral o volumétrico
b) desde una fuente interna -dentro del paciente- (medicina nuclear)
b.1. gammagrafía convencional
b.2. SPECT (Single Photon Emision Computed Tomography)
b.3. Tomografia por emisión de positrones (PET)2. ULTRASONIDOS
2.1. ecografía convencional
2.2. ecografía doppler
2.2.1. eco-doppler continuo / eco-doppler color
2.2.2. eco-doppler pulsado3. CAMPOS MAGNÉTICOS
3.1. Resonancia Magnética
3.2. Espectroscopía por resonancia magnética (MRS)
1. RADIACIONES IONIZANTES
a) desde una fuente externa al paciente
a.1. radiología convencional
La radiología convencional, la tomografía axial computarizada y las técnicas de medicina nuclear emplean radiaciones ionizantes para obtener imágenes del cuerpo humano. Hay más similitudes entre las dos primeras que entre estas y la tercera. La imagen radiológica en cualquiera de las dos primeras técnicas citadas se obtiene al interponer el objeto problema entre un haz de rayos X y una placa fotográfica especial sensible a los rayos X -radiología convencional- (fig. 4) o un grupo de detectores de radiación en el caso de la tomografía axial computarizada.
FIG. 4: Radiografía convencional.
Tubo convencional de rayos X: secuencia foco emisor-objeto-chasis con película radiosensible.a.2. tomografía axial computarizada
a.2.1. incremental o convencional
En el caso de la T.A.C., los detectores y el tubo de rayos no están fijos, sino que giran sincrónicamente en un anillo (gantry) alrededor del paciente mientras se produce la emisión de rayos X (fig. 5); el haz de rayos X es en este caso un haz muy diafragmado, cuyo espesor oscila entre uno y diez milímetros, por lo que sólo se obtiene una "radiografía" de una porción mínima del objeto: los detectores, alineados a lo largo del anillo o gantry en el extremo opuesto al tubo de rayos X, obtienen información sobre la posición y absorción de radiación de cada punto situado dentro del gantry en un espesor de 1 a 10 mm., y ello medido desde distintos puntos de la circunferencia. En la fase de reconstrucción, y basándose en los datos obtenidos, el potente equipo informático del aparato asigna a cada punto una posición en la imagen y una densidad tomodensitométrica -medida en unidades Hounsfield (UH)- que se corresponde con un valor en una escala de grises y está en relación con su atenuación del haz de rayos X. Finalmente, la imagen es presentada en un monitor de televisión y, al estar basada en datos digitalizados almacenados en la memoria informática del aparato, puede ser modificada y postprocesada por el radiólogo para obtener la mejor calidad diagnóstica.
FIG. 5: tomografía axial computarizada .
Equipo de T.A.C. convencional o incremental, con la carcasa del gantry abierta; obsérvese el aro o anillo del rotor, al que están fijados los detectores (derecha de la imagen) y el tubo de rayos X (izquierda), y con el que rotan sincrónicamente alrededor del paciente.a.2.2. T.A.C. helicoidal, espiral o volumétrico
Los nuevos equipos de T.A.C. helicoidal o espiral suponen un gran avance frente a los equipos convencionales o incrementales. En estos últimos, cada disparo genera una imagen de un plano finito de un espesor determinado, y la mesa con el paciente se desplaza una distancia determinada para obtener con otro disparo los datos del siguiente corte; en los equipos helicoidales, la mesa con el paciente se desplaza continuamente durante el disparo mientras el anillo con el tubo de rayos y los detectores van girando alrededor en una posición fija; en lugar de obtener datos sobre un plano, se adquieren así datos sobre una espiral con las espiras muy próximas entre sí -depende de la velocidad de desplazamiento de la mesa-, y luego el ordenador central extrapola e intercala los datos que faltan entre espiras; el resultado final es la rápida adquisición de datos sobre un volumen continuo, lo que luego nos permitirá obtener imágenes axiales convencionales de diferentes espesores sin tener que irradiar nuevamente al paciente, o bien realizar reconstrucciones tridimensionales o biplanares en planos diferentes del axial sin merma de calidad, ya que no faltan datos entre cortes.
b) desde una fuente interna -dentro del paciente- (medicina nuclear)
b.1. gammagrafía convencional
En su conjunto, las técnicas de medicina nuclear emplean isótopos radiactivos de vida media muy corta, unidos generalmente a una molécula transportadora para producir la imagen. Según el tipo de territorio o patología que se desee estudiar, se elige el isótopo que mejor se fije o distribuya en ese territorio, así como la vía de administración, que normalmente suele ser endovenosa. Así, el Tc99 indica actividad osteoblástica, el Ga67 es captado por múltiples tumores epiteliales y por el tejido linfomatoso, el I131 por el tejido tiroideo, etc. Tras la administración del isótopo se espera un tiempo suficiente para su distribución por el territorio objeto de estudio y después se coloca al paciente en el equipo de detección. Las gammacámaras son equipos que contienen detectores de radiactividad y un sistema informático que asigna posición e intensidad en la imagen a cada punto de la imagen en función de los datos recogidos en los detectores.
b.2. SPECT (Single Photon Emision Computed Tomography)
En un intento por mejorar la resolución espacial y la gradación de actividad del tejido patológico se desarrolló la SPECT (Single Photon Emision Computed Tomography), que básicamente es una gammacámara con capacidad de obtener imágenes axiales como las de la tomografía axial computarizada pero basándose en la radiación emitida por los radiofármacos en el interior del organismo en lugar de emplear rayos X de una fuente externa. Emplea escalas de color para representar mejor las áreas en función de su actividad captadora y mantiene los mismos parámetros de alta sensibilidad y baja especificidad que la gammagrafía convencional, aunque resulta útil para determinar la ubicación exacta de la lesión en territorios donde la superposición de estructuras dificulta la identificación del origen del acúmulo de radiofármaco (por ejemplo en la caja torácica/mediastino, en el espesor del parénquima hepático, etc.).
b.3. Tomografia por emisión de positrones (PET)
Es una técnica que emplea también compuestos marcados con isótopos radiactivos, pero no estudia su fijación, eliminación o captación por un tejido, sino su metabolización y flujo. El compuesto más empleado es la 18F-fluoro-desoxi-glucosa (FDG-PET), y las imágenes se basan en la metabolización por los tejidos del paciente de la glucosa radiomarcada administrada previamente. Los tejidos más activos (tumorales o sanos) consumen y metabolizan mayor cantidad de glucosa y resaltan claramente en las imágenes.
2. ULTRASONIDOS
2.1. ecografía convencional
El ecógrafo consta de un monitor de televisión para ver la imagen, un potente ordenador que procesa los pulsos de señales e interpreta los ecos que recibe, y un transductor que se aplica sobre el paciente para obtener los campos de visión deseados (fig. 6). En el transductor existen una serie de cristales de cuarzo que poseen efecto piezoeléctrico, y son capaces de convertir ondas de presión en electricidad y viceversa. De este modo, al transductor llega una señal eléctrica que se convierte en un pulso de ultrasonidos emitido; en función de las distintas velocidades de transmisión del sonido de los distintos medios atravesados, parte de los ultrasonidos rebotan y su eco es captado nuevamente por el transductor, convirtiéndose nuevamente en señales eléctricas que llegarán al ordenador; en función de la distancia desde su punto de origen al transductor y de su intensidad, el ordenador asignará a cada eco un punto y un brillo en la escala de grises en la pantalla y el conjunto formará la imagen.
2.2. ecografía doppler
Son ecógrafos convencionales pero dotados de un componente informático que permite aprovechar un principio físico inherente a todo movimiento ondulatorio (luz, sonido, ultrasonido) conocido como efecto Doppler en honor a su descubridor, el físico austríaco Christian Doppler. Explicado someramente, consiste en que cuando una onda -independientemente de su naturaleza- incide sobre una superficie en movimiento, la onda reflejada varía su frecuencia de una forma proporcional a la velocidad de la superficie reflectora. A efectos prácticos en el cuerpo humano, cuando un haz de ultrasonidos incide sobre un vaso sanguíneo, parte de los ultrasonidos rebota en los hematíes y su "eco" sale con una frecuencia que está en relación directa con la velocidad de los hematíes en el vaso y el ángulo de incidencia del haz de ultrasonidos. Los equipos modernos de eco-doppler pueden obtener esta información de dos maneras:
2.2.1. eco-doppler continuo / eco-doppler color
Emite un haz continuo de ultrasonidos y recoge, sumándolos, todos los flujos de los vasos que el haz de ultrasonidos encuentra a su paso. Es capaz de medir velocidades elevadas, pero no puede distinguir el tipo de flujo que tiene cada vaso. La codificación en colores (por acuerdo universalmente aceptado) supone que el aparato asigna un color rojo a los flujos detectados que se acercan hacia el transductor, y color azul a los que se alejan, y permite, conociendo la anatomía de la zona y la posición del transductor identificar el sentido en que se desplaza la sangre en un vaso determinado y la velocidad a la que lo hace. (ATENCION: rojo no es igual a arteria y azul a vena, sino que depende del ángulo con que incida el haz de ultrasonidos sobre el vaso concreto; si la incidencia es perpendicular no se obtiene señal porque no hay variación del ángulo de rebote y el equipo no puede efectuar los cálculos).
2.2.2. eco-doppler pulsado
El equipo emite pulsos discontinuos de ultrasonidos que pueden ser focalizados a una profundidad determinada variando su frecuencia. Ello permite estudiar un único vaso y la morfología de su flujo (cómo varía la velocidad de la sangre en su interior en el tiempo), identificando así el flujo como arterial o venoso, detectar flujos anómalos, poder caracterizar cada vaso, y medir velocidades, áreas y volúmenes circulantes. No puede medir sin embargo altas velocidades de flujo (turbulencias, estenosis, etc.), generalmente por encima de los 2 m/s
3. CAMPOS MAGNÉTICOS:
3.1. Resonancia Magnética
La resonancia magnética (RM) no emplea radiaciones ionizantes ni ultrasonidos para generar las imágenes. El sistema es algo más complejo: los componentes principales de estos equipos son un imán, una antena de radio y un potente ordenador (fig. 7). El imán es un imán gigante, generalmente un electroimán, capaz de crear un campo magnético muy intenso y estable, que oscila entre 0’5 y 2 Tesla en el uso médico habitual. El paciente es introducido en el interior del imán y los protones de sus átomos alinean sus sentidos de giro en la misma dirección y sentido que el campo magnético, ya que son partículas eléctricas en movimiento. Una vez se produce esta alineación, la antena de radio colocada alrededor del paciente emite un pulso de ondas de radio de una frecuencia determinada (radiofrecuencia); esta energía electromagnética hace que los protones de la zona estimulada se desalineen momentáneamente del campo magnético principal, pero cuando cesa, los protones vuelven a realinearse; el fenómeno de realineación es lo que se conoce como resonancia. Lo que ocurre es que, al realinearse, los protones devuelven la energía recibida como una onda electromagnética muy débil, que puede ser captada por la misma antena, y no todos lo hacen al mismo tiempo, siendo esta la base para interpretar las imágenes de RM: en cada tejido, dependiendo de su densidad, del número de átomos de hidrógeno que contenga, las estructuras o moléculas en que estén contenidos estos protones y las fuerzas de cohesión que los unen, los protones resuenan a diferente velocidad. Según el momento en que la antena (fig. 8) "escuche", habrá tejidos que ya habrán producido la señal, otros que aún no habrán comenzado a producirla y otros que estarán resonando en el momento de captar la señal. Sólo aquellos en resonancia en el momento de recoger la señal contribuyen a la producción de imagen y son interpretados por el ordenador como puntos de mayor o menor brillo en una escala de grises según la intensidad de señal que emita cada uno. Recogiendo la señal en distintos momentos tras la estimulación (entre 10 a unos 3.000 milisegundos), y sabiendo la señal que deberían dar los componentes básicos grasa, agua, aire, calcio, sangre, etc. en cada preciso momento podemos determinar la naturaleza o el comportamiento de tejidos diferentes. El proceso es algo más complejo, pero la explicación sirve para entender las bases físicas de la resonancia magnética.
Por ejemplo, la detección de muchos tumores se basa en que poseen generalmente mayor contenido de agua que el parénquima sobre el que asientan, por lo que la zona patológica tiene señales más parecidas a las del agua que el resto del tejido normal que la rodea, y puede distinguirse entonces fácilmente.
FIG. 7: Equipo de resonancia magnética. El agujero a través del cual se introduce el paciente es el centro del imán. Sobre la mesa hay una antena estándar o bobina para los estudios de cráneo.
3.2. Espectroscopía por resonancia magnética (MRS)
Basada en los principios físicos de la resonancia magnética, esta técnica emplea campos magnéticos de elevada intensidad y radiofrecuencias de estímulo diferentes a las empleadas en resonancia para los átomos de hidrógeno. Permite detectar y cuantificar la presencia de compuestos químicos aislados en la composición de los tejidos o estructuras, analizando el espectro de resonancia obtenido y comparándolo con elementos conocidos. Los núcleos del átomo de hidrógeno (1H) y fósforo (31P) son los más comúnmente estudiados; intervienen en la composición de algunos aminoácidos, neurotransmisores, ATP, fósforo inorgánico, etc., que sirven como marcadores metabólicos y funcionales en determinadas áreas del organismo. Es una técnica en desarrollo en medicina, aplicada sobre todo al sistema nervioso central. No forma imágenes anatómicas, sino curvas espectrales de composición de elementos químicos de una sección de tejido, previamente seleccionado generalmente en una imagen de resonancia magnética.
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