Protección Radiológica es SEROFCA

Invitado: Dr. Miguel Martin.

Moderador: CEO Serofca. MsC. Omar Arias.

El Dr Miguel Martin expresa para comenzar el conversatorio que “la resonancia determina la difusión y como esta se utiliza para hacer una evaluación que conlleva al PET virtual, en términos de imágenes médicas, no hay imágenes médicas que son sustitutivas de otras, si no que en todo caso, comparten información similar y complementaria”.

Un ejemplo típico de difusión, es un vaso de agua al que se le añade tinta, se observa como la tinta se dispersa en el agua, este fenómeno obedece a lo que se conoce como difusión molecular, las moléculas de la tinta se dispersan entre las moléculas del agua totalmente al azar, sin embargo este proceso puede ser descrito con una formulación física y matemática bien definida.

Figura 1. Difusión de la tinta en un vaso de agua.

La Resonancia Magnética Nuclear (RMN) tiene la capacidad de poder medir las propiedades del agua a nivel del tejido vivo, detecta la dinámica del hidrogeno dentro del tejido.

Existe una distribución de agua dentro de los órganos, por ejemplo en el cerebro hay 83% de agua, en el corazón 75%, en los pulmones 85 % etc, en promedio en todo el cuerpo humano hay un 65 % de agua.

La RMN puede determinar como el agua difunde, expresa el Dr. Martin “si analizamos como una sola molécula de agua difunde entre otras moléculas de agua, y analizamos su recorrido al paso del tiempo, veríamos que para un intervalo de  tiempo pequeño la propagación de la molécula de agua en una región es también pequeña con cierto diámetro estadístico, al cabo de un tiempo mayor esa región se habrá incrementado y eso se puede medir estadísticamente como el promedio del radio al cuadrado desde el punto central del origen del movimiento de la molécula. Este recorrido  sigue una ley bien defina, debida por cierto a Albert Einstein, que depende linealmente del tiempo y de un coeficiente de difusión. Como se indica en la figura 2. El agua dependiendo del tejido tendrá un coeficiente de difusión diferente.

Figura 2. Recorrido de una molécula de agua entre otras moléculas de agua

Existen diferentes posibilidades de difusión, intercelular e intracelular, la intercelular está afectada por la densidad de las células y la intracelular por la membrada que restringe  el paso de agua. Como se observa en la figura 3.

Figura 3. Difusión intercelular e intracelular

La difusión de las moléculas de agua en un tejido (difusión aparente) es menor que la difusión de éstas en otras moléculas de agua (difusión libre), la primera va depender del tejido, del tipo de células y  de la densidad, es por ello que las imágenes de RMN se pueden marcar por difusión y crean elementos de contraste, como se observa en la figura 4. La imagen tendrá diferentes tonalidades de grises debido a que el agua tiene diferente coeficiente de difusión aparente.

Figura 4. Se observa una lesión en el lado izquierdo más brillante debido a que la difusión es más pequeña en esa región

La intensidad de la imagen decae exponencialmente con el coeficiente de difusión, al tener una difusión menor la imagen es más brillante, debido a que ha sido menos atenuada. En el caso del cáncer hay un crecimiento acelerado de células, provocando mayor densidad y como consecuencia una menor difusión de las moléculas de agua, por lo tanto observaríamos una región más brillante. Por esta razón surge la idea de denominar estas imágenes como imágenes de PET virtual, una imagen de RMN provocada por la difusión de las moléculas de agua relacionada con la información que suministran los estudios de PET, aunque las  imágenes de PET se obtienen de una manera muy diferente. En la figura 5 se observan imágenes de RMN y de PET.

Figura 5.  Izquierda: Imagen RMN mostrando contraste, el cual  no necesariamente corresponde a una lesión e imagen PET donde no se aprecia el contraste, derecha: imágenes de RMN por difusión

Las imágenes obtenidas por estas dos técnicas son más bien complementarias, la imagen de RMN nos da información de la difusión de la molécula de agua en el tejido y las de  PET la  metabolización  del radiofármaco FDG, la correlación de estos estudios nos conllevaría a una mejor interpretación de las imágenes. Sin embargo hoy en día existen equipos híbridos de PET- Resonancia que brindan en un solo estudio la información de las dos técnicas a cuerpo entero.

Para describir la diferencia entre PET y RMN el moderador Omar Arias expresa  “en términos del principio físico estamos hablando de positrones, cortes o proyecciones que provienen de la emisión de un material radiactivo que emite positrones, el positrón es la antimateria del electrón, cuando este positrón se encuentra con un electrón se aniquila y surgen dos fotones de 511 keV diametralmente opuesto, es por ello que tenemos un anillo de detección”.

La detección implica coincidencias verdaderas, por dispersión y al azar generando una línea de respuesta verdaderas y otras falsas, afectando la calidad de imagen, debido a esto los equipos trabajan con una ventana de tiempo que permite filtrar las coincidencias falsas, esta ventana de tiempo está relacionada con el tiempo que transcurre desde la aniquilación hasta la llegada de los fotones a los detectores (tiempo de vuelo). Esto nos proporciona una cierta resolución de imagen  impuesta por la física del proceso.

Figura 6. Aniquilación de un positrón con un electrón produciendo dos fotones de radiación gamma diametralmente opuesto  de 511 keV

Desde el punto de vista bioquímico el radiofarmaco FDG análogo a la glucosa  es metabolizado por las células y queda bloqueado permitiendo observar puntos hipercaptantes en las imágenes. Las células cancerosas son metabólicamente más activas y pueden absorber glucosa a una tasa más alta, por lo cual, estas células de los tejidos pueden mostrar zonas hipercaptantes. Como se observa en la figura 7.

Los principios físicos de los estudios por  Resonancia Magnética Nuclear ponderada por Difusión o PET Virtual son muy diferentes a los principios físicos de los estudios de PET- CT.

En el siguiente video puedes observar el Conversatorio

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