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Artículo Original

Utilidad de la resonancia magnética funcional y tractografía en la planificación y resección quirúrgica de lesiones cerebrales

Gabriela De Pino, Luis López Guzmán, Ingrid Klass, Ariel Miquelini, Martín F Ferraro, Carlos A Rugilo, Adriana T García

Revista Fronteras en Medicina 2022;(02): 0108-0120 | Doi: 10.31954/RFEM/2022002/0108-0120


Objetivo: Describir las ventajas de incorporar imágenes de resonancia magnética funcional y de tractografía en pacientes con lesiones cerebrales que son candidatos a cirugía. Ilustrar con casos de nuestra institución.
Materiales y métodos. El objetivo del tratamiento quirúrgico en pacientes con lesión cerebral es maximizar la resección de la misma minimizando el déficit neurológico posterior. La técnica de imágenes de resonancia funcional (IRMf) detecta indirectamente la actividad neuronal en el cerebro captando los cambios en los niveles de oxígeno de la hemoglobina provocados por el aumento del consumo energético de las células cerebrales involucradas en la realización de una tarea. De esta manera se obtiene un mapa cortical no invasivo rápido, que puede repetirse (test-retest) y que mapea el cerebro completo. La tractografía es una representación tridimensional de la trayectoria de las fibras nerviosas del cerebro, obtenida a partir de imágenes de difusión aplicadas en varias direcciones espaciales. Es la única técnica no invasiva capaz de reconstruir la estructura de la sustancia blanca cerebral.
Resultados. Se presentan 7 casos con procesamiento e integración de la IRMf y la tractografía, que hacen posible incorporar información relevante para la toma de decisiones en pacientes candidatos a cirugía, proveyendo la relación topográfica entre la lesión, las fibras nerviosas y las áreas funcionales más importantes.
Conclusión. El uso de IRMf y tractografía permite una mejor planificación de la trayectoria de la resección y minimizar el riesgo de déficit neurológico posoperatorio. Además, el mapa cortical obtenido con IRMf sirve de guía para la estimulación cortical intraoperatoria, por lo que no es necesario el mapeo de novo, lo que podría disminuir el tiempo de cirugía y anestesia. Finalmente, el conocimiento de la trayectoria completa de las fibras nerviosas delimita los márgenes seguros de la resección y aporta información sobre la eventual naturaleza infiltrativa de la lesión.


Palabras clave: resonancia magnética funcional, tractografía, estimulación cortical intraoperatoria.

Aim. We describe the advantages of incorporating functional magnetic resonance imaging and tractography in patients with brain lesions who are candidates for surgery and illustrate with cases of our institution.
Material and methods. The goal of surgical treatment in patients is to maximize brain lesions resection minimizing the subsequent neurological deficit. The functional resonance imaging (fMRI) technique indirectly detects neuronal activity in the brain, capturing changes in hemoglobin oxygen levels caused by the increase in energy consumption of the brain cells involved in performing a task. Consequently, a non-invasive cortical map is obtained fast, that can be repeated (test-retest) and that maps the entire brain. Tractography is a three-dimensional representation of the nerve fibers pathway of the brain, obtained from diffusion images applied in several spatial directions. It is the only non-invasive technique capable of reconstructing the structure of white brain substance.
Results. We presented 7 cases with processing and integration of MRI and tractography, which makes it possible to incorporate relevant information for decision making in patients candidates for surgery, providing the topographic relationship between the lesion, nerve fibers and the most important functional areas.
Conclusion. The use of MRI and tractography allows for a better planning of the trajectory of the resection and minimize the risk of postoperative neurological deficit. In addition, the cortical map obtained with MRI serves as a guide for intraoperative cortical stimulation, avoiding “de novo” mapping, which reduces the time of surgery and anesthesia. Finally, knowledge of nerve fibers trajectory improves the delimitation of safe margins of resection and provides information on the eventual infiltrative nature of the lesion.


Keywords: functional magnetic resonance imaging, tractography, intraoperative cortical stimulation.


Los autores declaran no poseer conflictos de intereses.

Fuente de información Hospital Británico de Buenos Aires. Para solicitudes de reimpresión a Revista Fronteras en Medicina hacer click aquí.

Recibido 2022-03-12 | Aceptado 2022-04-24 | Publicado 2022-06-30


Esta revista tiene libre acceso a descargar los artículos sin costo (Open Acces), además se encuentra indizada en Latindex y LILACS (BVS.org) y en proceso de incorporación en el núcleo básico de revistas del CONICET.

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Figura 1. Ejemplo de IRMf evaluando una tarea auditiva, donde se observa en rojo la corteza auditiva...

Figura 2. Áreas corticales de acuerdo a su función. Fuente: Kolb B y Whishaw I, 200621.

Figura 3. Tipos de difusión en el cerebro. El líquido cefalorraquídeo muestra una difusión isotr...

Figura 4. Visualización del DTI. Mapa de FA en escala de grises (izq.) y a color (der.), mostrando ...

Figura 5. Tractografía de cerebro. Pueden observarse distintas representaciones de los haces de fib...

Figura 6. Tractografía. Se hace a partir del mapa de FA a color (A), que muestra la dirección prin...

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Figura 15. Mismo caso de la Figura 14. Tractografía del tracto córtico-espinal derecho, con desplaz...

Figura 16. Paciente zurda de 61 años con lesión fronto-parietal derecha compatible con secundarismo...

Figura 17. Mismo caso de la Figura 16. La tractografía córtico-espinal derecha muestra el tracto en...

Figura 18. Paciente diestro de 59 años con lesión infiltrativa córtico-subcortical parietal izquie...

Figura 19. Mismo caso de la Figura 18. El mapa de FA a color muestra borramiento de la estructura nor...

Figura 20. Mismo caso de las Figuras 18 y 19. Integración de IRMf del lenguaje con fascículo arcuat...

Introducción

Un eje fundamental en la cirugía de lesiones cerebrales es resecar la mayor parte de la lesión y asegurar el mínimo déficit neurológico posoperatorio del paciente1-3. Alcanzar estos objetivos puede ser altamente desafiante, sobre todo en casos donde la lesión compromete o está lindante a áreas elocuentes y/o a fibras nerviosas funcionalmente relevantes, lo cual puede afectar no solo la sobrevida y calidad de vida del paciente, sino también la efectividad de las terapias adyuvantes4-7. Si bien existen métodos gold standard para el mapeo de las áreas corticales funcionales y de la sustancia blanca subyacente o próxima a la lesión, no están exentos de limitaciones8,9.

El advenimiento de las técnicas de neuroimágenes y su implementación en la práctica clínica cotidiana lograron replantear el modo de enfrentar la planificación y resección quirúrgica, en un primer momento a través de imágenes morfológicas, pero hace dos décadas aproximadamente se sumaron a estas las imágenes funcionales y las estructurales de alta definición, como por ejemplo la resonancia magnética funcional (IRMf) y la tractografía de la sustancia blanca a partir de imágenes de difusión (IRMd)10-12.

La IRMf resulta en un mapa de la corteza cerebral, mientras que la tractografía es una representación tridimensional de las fibras nerviosas y del estado general de la sustancia blanca del cerebro. Si bien estos métodos no están libres de limitaciones, brindan información única no invasiva in vivo, que es de gran utilidad al momento de planificar y resecar lesiones próximas a áreas elocuentes.

El presente trabajo se centra en describir las ventajas de incluir la IRMf y la tractografía en la planificación y resección quirúrgicas, considerando las últimas revisiones en el tema y ejemplificando con casos de nuestra institución.

Materiales y métodos

Los principales objetivos del tratamiento quirúrgico de las lesiones cerebrales son:

  • Caracterizar y tipificar la lesión y su perfil metabólico. Esto ayuda a elaborar un diagnóstico integrado completo y a optimizar el algoritmo de tratamiento posterior13.
  • Maximizar la resección minimizando el déficit neurológico posquirúrgico. En caso de tumores, la máxima citorreducción disminuye el riesgo de malignización de células remanentes o de recurrencia y mejora la efectividad de las terapias adyuvantes, alterando la cinética celular y reduciendo la población de células resistentes a la quimio/radioterapia13,14.
  • Aliviar o mejorar los signos y síntomas neurológicos, incluyendo convulsiones.
  • Limitar la morbilidad posoperatoria optimizando la calidad de vida del paciente.

    El objetivo de una mayor resección es fácilmente alcanzable en algunas localizaciones cerebrales, pero puede dificultarse en otras, especialmente cuando se involucran áreas elocuentes. Por otro lado, este objetivo debe equilibrase con la necesidad de preservar las funciones neurológicas, dado que hay evidencias en estudios recientes que los resultados funcionales posoperatorios mediocres afectan negativamente la calidad de las terapias adyuvantes y finalmente los resultados globales4.

    De esta manera, el balance entre la máxima resección y el mínimo déficit neurológico es delicado, y se llevan a cabo varios métodos para mapear las áreas elocuentes capaces de proveer al neurocirujano la relación topográfica entre el área lesional, las áreas funcionales importantes y la sustancia blanca subyacente15. Los métodos gold standard incluyen:

  • Mapeo cortical intraoperatorio
  • Electrodos subdurales
  • Test de amobarbital (WADA) (prequirúrgico)
  • Potenciales evocados
  • Criterio anatómico
  • Cirugía con paciente despierto para mapeo de lenguaje

    Sin embargo, estos métodos presentan algunas desventajas16-18, entre las que pueden mencionarse:

  • Requieren cirugía para obtener información funcional (no aptos para planificación quirúrgica previa, o bien el paciente se somete a cirugía en dos tiempos)
  • Invasivos
  • Temporalmente costosos
  • Examen conductual breve (pocas tareas)
  • Dificultad test-retest
  • Áreas corticales limitadas al campo quirúrgico
  • No todos los pacientes son candidatos a realizar cirugía despierto
  • Las áreas funcionales pueden reorganizarse, desplazarse o deformarse debido a la lesión, imposibilitando un criterio anatómico preciso.

    Debido a estas limitaciones es que resulta interesante incluir las diferentes modalidades de imágenes como adyuvantes de estas técnicas en la guía, planificación y resección quirúrgica12,13,17,19.

    Neuroimágenes: actividad cortical cerebral

    y conexiones de la sustancia blanca

    Las técnicas avanzadas de imágenes como la IRMf y la tractografía por IRMd pueden describir la compleja organización del cerebro in vivo de manera no invasiva. En las últimas dos décadas, el desarrollo y la implementación de estas técnicas en la práctica clínica aportó gran conocimiento y entendimiento sobre las vías funcionales y estructurales profundas del cerebro, permitiendo localizar con mayor precisión áreas elocuentes corticales y subcorticales antes de una cirugía para lograr una resección más segura y efectiva.

    IRMf

    La resonancia magnética funcional (IRMf) es una técnica de imágenes cerebrales no invasiva que permite registrar la actividad neuronal en forma indirecta. El sujeto en estudio ingresa al resonador y, mientras realiza una tarea determinada, se adquieren imágenes cerebrales que son captadas por la antena del equipo. Durante la realización de dicha tarea, las áreas cerebrales involucradas aumentan el consumo de oxígeno, lo cual provoca una redistribución del flujo sanguíneo hacia esas áreas. Los cambios en los niveles de oxígeno en sangre (BOLD, por sus siglas en inglés) modifican la señal de RM, lo que permite inferir una asociación posterior entre dicha tarea y las áreas cerebrales en las que se detecta el cambio de señal y que están participando de esa tarea20. Así se logra, luego de un extenso procesamiento matemático, obtener la relación entre la activación de la corteza cerebral involucrada con una tarea determinada y su referencia anatómica (Figura 1).

    Los estudios clínicos y anatomopatológicos realizados en seres humanos y los estudios electrofisiológicos y de ablación efectuados en animales a lo largo del siglo XX permitieron demostrar que las diferentes áreas de la corteza cerebral están especializadas funcionalmente. Así, se ha dividido, anatómica y funcionalmente, en una serie de áreas que difieren entre sí en su espesor, el número de células, sus fibras y en las funciones que éstas desempeñan. La Figura 2 muestra un esquema de la corteza cerebral de acuerdo a su función.

    Es por este motivo que si se tiene una lesión o alteración en un punto específico de la corteza se tendrá una connotación funcional determinada.

    El objetivo de la IRMf es lograr un mapa de las áreas funcionales de cada paciente individualmente. Para lograr esto, cada centro de imágenes que realiza IRMf debe contar con una batería básica de tareas estandarizadas capaces de evaluar la función cognitiva que se quiera mapear. Este conjunto de tareas se conoce como “paradigma”, y requiere un diseño específico y una puesta a punto en los cuales se involucra un equipo multidisciplinario que cuenta con neurorradiólogos, neuropsicólogos, físicos médicos y técnicos. La batería básica consiste en paradigmas motores, del lenguaje, auditivos, sensitivos y visuales. El diseño y la selección de los paradigmas son fundamentales para localizar correctamente la corteza asociada a la función, dado que las tareas deben lograr activar la corteza que se desea estudiar y que la señal puede variar con la performance del paciente16.

    Cada individuo tiene una representación funcional particular en la corteza cerebral, un mapa único. Así, la misma tarea en distintos individuos puede reclutar distintas áreas corticales que, además, pueden modificarse de acuerdo a la patología presente. Las lesiones cerebrales de lento crecimiento o aquellas que están presentes desde más temprana edad, tienen más probabilidades de generar plasticidad y reclutar áreas que no son las “esperadas” para dicha tarea. Esta característica de la IRMf es una de sus tantas ventajas al momento de planificar un ulterior tratamiento quirúrgico, contar con el mapa único funcional del paciente evaluando sus funciones cognitivas básicas en relación a la lesión que presenta.

    A continuación se resumen las ventajas y limitaciones generales de la técnica de IRMf, que deben tenerse presente al momento de realizar el estudio y de utilizarlas para el tratamiento del paciente13,22-26.

    Ventajas:

  • Mapa de activación cortical individual
  • No invasivo
  • Rápido (cada paradigma lleva entre 5-7 minutos de adquisición)
  • Admite testeo y retesteo, de ser necesario
  • Implica el cerebro completo (incluye sustancia gris profunda)
  • La información puede ser integrada en sistemas de guía quirúrgica (neuronavegación)
  • Limitaciones:
  • La señal puede variar con la performance del paciente en realizar la tarea, por lo que los resultados son dependientes de su colaboración. Esto deja excluidos pacientes con déficit neurológico preexistente o causados por la misma lesión, niños pequeños, o bien pacientes que requieran anestesia
  • Análisis e interpretación muy demandantes (puede haber reorganización cortical, movimiento de la cabeza durante la adquisición, etc.)
  • Efectos de susceptibilidad magnética pueden afectar a la señal adquirida
  • Efectos de perfusión en la lesión pueden dar falsos positivos
  • Alta variabilidad en la extensión de la activación (dependiente del umbral estadístico, de la señal recuperada durante la adquisición, de la performance del paciente, etc.)
  • No todas las áreas activadas son funcionalmente elocuentes (el hecho de que el área participe de la tarea no implica que la pérdida de la misma resulte en una pérdida de la función)
  • Áreas no activadas podrían ser funcionalmente elocuentes (falsos negativos)

    Tractografía por IRMd

    La tractografía es una representación tridimensional de las fibras nerviosas (tractos nerviosos) de la sustancia blanca del cerebro. La organización de la microestructura de la sustancia blanca y las conexiones cerebrales puede representarse a partir de la técnica de IRMd, que cuantifica de manera no invasiva las características de difusión del agua en los tejidos biológicos in vivo.

    La señal de resonancia es sensible a los movimientos difusivos aleatorios del agua, que reducen la amplitud de la señal. A mayor difusividad de las moléculas, mayor atenuación de la señal. Para lograr una mayor sensibilidad de la misma, se aplican en la secuencia de adquisición de IRMd los conocidos gradientes de difusión27,28.

    En los tejidos humanos, la difusión del agua no es libre en todas direcciones29. En el cerebro existen básicamente tres tejidos distintos. En el líquido cefalorraquídeo, donde el agua se mueve más libremente ya que no hay presencia de barreras, la difusión es isotrópica. En la sustancia gris, que es bastante desorganizada, la difusión tiende a ser isotrópica (o “isotrópicamente restringida”), aunque más lenta que en el líquido cefalorraquídeo. En la sustancia blanca, altamente organizada, que presenta barreras en su arquitectura como la mielina, la densidad y el diámetro de los axones, y la integridad de la membrana axonal, la difusión es anisotrópica, dominando en la dirección paralela a las fibras nerviosas (Figura 3).

    Existen varios modelos matemáticos empleados para caracterizar el comportamiento de la difusión del agua a partir de las IRMd con el objetivo de estudiar propiedades de la SB que no pueden definirse con otra técnica no invasiva, así como para estimar la orientación de las fibras nerviosas30–32. El modelo más utilizado en la práctica clínica es el modelo de difusión tensorial (DTI, Diffusion Tensor Imaging) porque permite una rápida inspección y cálculo de parámetros vinculados al comportamiento de la difusión33. En DTI se mide indirectamente la dirección de las fibras nerviosas a partir de la dirección paralela a las mismas en la que se mueve el agua. Para esto, los gradientes de difusión deben aplicarse en varias direcciones espaciales diferentes, siendo el mínimo de 6 direcciones. En la práctica clínica suelen adquirirse IRMd con 25 a 60 direcciones no colineales de los gradientes de difusión (entre 6 y 10 minutos de exploración).

    La métrica más utilizada en la clínica para describir la arquitectura de la sustancia blanca es el mapa de anisotropía o de FA (fracción de anisotropía), que puede representarse a color o en blanco y negro34. La FA representa cuán anisotrópicamente difunde el agua en ese voxel, de tal forma que su valor es cero donde el agua difunde isotrópicamente y se acerca a 1 cuanto más anisotrópicamente difunde. Es decir, en un mapa de FA en blanco y negro, la sustancia blanca aparecerá más brillante que la sustancia gris (Figura 4).

    Por otro lado, el mapa a color brinda información del valor de FA, y además le asigna a cada voxel un color vinculado con la orientación preferencial en la que se mueve el agua en dicho voxel; es decir, con la orientación principal de las fibras nerviosas del voxel. Así, se representan en rojo los vóxeles con orientaciones de fibras de derecha-izquierda, en verde los anteroposteriores y en azul los cráneo-caudales35 (Figura 4).

    Los factores que afectan la FA son la densidad y tamaño axonal, la mielinización, la permeabilidad de la membrana y la homogeneidad real de orientaciones de las fibras nerviosas en el voxel, y es por este motivo que es tan utilizado para caracterizar el estado de la sustancia blanca36,37.

    La tractografía es una de las aplicaciones más relevantes de DTI (Figura 5). Es la reconstrucción virtual de las vías nerviosas en el cerebro y su importancia reside en que en la actualidad es la única técnica que logra representar in vivo la arquitectura tridimensional de la SB de manera no invasiva. Antes de su introducción en la década de 1990, el conocimiento de la anatomía de la SB se derivaba de disecciones post mortem, experimentos con animales, o de la afasiología38. La tractografía parte de la orientación de las fibras de un voxel y proyecta una línea que la une a la orientación de la fibra del voxel vecino (Figura 6). Lo hace para cada voxel del cerebro, formando la representación tridimensional de las fibras nerviosas. Este es el método determinista, el abordaje más simple y más utilizado en la clínica para la tractografía por RM39.

    La correlación entre especímenes post mortem y las tractografías por IRMd sugiere que la última puede revelar correctamente la anatomía macroscópica de la sustancia blanca39-41. A continuación se resumen las ventajas y limitaciones generales de la técnica, que deben tenerse presente al momento de realizar el estudio y de utilizarla para el tratamiento del paciente37,42-45.

    Ventajas:

  • Imagen microestructural de la sustancia blanca del cerebro
  • No invasivo
  • Rápido (entre 5-10 minutos de adquisición)
  • Admite testeo y retesteo, de ser necesario
  • Implica el cerebro completo
  • la información puede ser integrada en sistemas de guía quirúrgica (neuronavegación)
  • Limitaciones:
  • El entrecruzamiento de fibras puede ocasionar una pérdida de dirección preferencial dentro de un voxel, originando valores bajos de FA o direcciones equivocadas de las fibras.
  • Dentro de la lesión puede haber pérdida de información estructural real debido al edema, a las células tumorales que infiltran el espacio entre los axones o a procesos de necrosis, dando valores errados de las métricas o pérdidas de fibras dentro de la lesión.

    IRMf y tractografía en la planificación y resección quirúrgica

    Como se mencionara previamente, ambas técnicas presentan ventajas que podrían complementar las limitaciones de los métodos gold standard. Por ejemplo, dentro de una lesión cerebral pueden encontrarse tractos de sustancia blanca subcorticales y profundos, como los tractos córtico-espinales o el fascículo arcuato, cuya interrupción inadvertida podrían tener resultados devastadores para el paciente. Asimismo, pueden encontrarse áreas elocuentes en la proximidad o dentro de la lesión, cuyo daño puede traer pérdida o déficit de las funciones que representan. Ambas técnicas podrían arrojar información relevante previa a la cirugía para tener en cuenta al momento de decidir el mejor tratamiento para los casos ejemplificados. Sin embargo, estas técnicas no están libres de limitaciones y podrían generar resultados poco confiables si no se conocen y se tienen en cuenta al momento de incorporarlas.

    Estas limitaciones generan que se plantee la necesidad de usar las técnicas imagenológicas en conjunto con los métodos gold standard en la planificación y resección quirúrgica. Aunque se han planteado diversos trabajos donde se estudia la correlación entre estos últimos métodos y las técnicas de imágenes11,16,46-54, los resultados son muy diversos y dependen desde la etiología de la lesión y su tamaño hasta la técnica de adquisición y procesamiento de las imágenes22,47,48,55-61. De esta manera, aún no hay consenso de que las técnicas de imágenes puedan reemplazar estos métodos. Sin embargo, la mayoría de los trabajos coinciden en que la incorporación de la información imagenológica podría presentar las siguientes ventajas:

  • Disminuir el riesgo de secuelas neurológicas
  • Minimizar la extensión de la craneotomía
  • Disminuir el tiempo de la cirugía y anestesia (a partir de guiarse con las imágenes para estimular eléctricamente y no mapear de novo)
  • Aumentar el área de resección resguardando las funciones neurológicas
  • Guiar la implantación de electrodos profundos y subdurales para estudiar lesiones epileptógenas
  • Mejorar la prognosis, lo cual mejora la sobrevida del paciente
  • Aumentar la confianza del neurocirujano con respecto al éxito de la cirugía

    Resultados

    A continuación, se muestran casos de la institución donde fueron incluidas imágenes multimodales para decidir la conducta del tratamiento, planificar y guiar la cirugía.

    Caso 1

    Paciente diestra de 61 años, con formación sólida fronto-temporo-insular derecha, con áreas necrótico/quísticas y edema vasogénico y/o infiltración tumoral circundante en relación con glioblastoma multiforme. Se observa efecto de masa sobre las estructuras adyacentes con desviación de la línea media, borramiento de los surcos y colapso casi total del sistema ventricular derecho (Figura 7A).

    Se adquirieron IRMf evaluando las funciones motoras y de lenguaje para conocer a priori los márgenes seguros de resección y la lateralización del lenguaje. También se adquirieron IRMd de 32 direcciones no colineales de gradientes de difusión para evaluar la naturaleza infiltrativa de la lesión y reconstruir los tractos nerviosos comprometidos.

    El mapa de colores de FA muestra claramente la pérdida de estructura de la sustancia blanca del hemisferio derecho debido la naturaleza infiltrativa de la lesión, así como el desplazamiento de las fibras nerviosas próximas a la misma (Figura 7B).

    En la IRMf se observó dominancia izquierda del lenguaje (no se muestra imagen). Este resultado en conjunto con la clínica del paciente colaboró en la decisión de no evaluar nuevamente el lenguaje por un método invasivo o durante la cirugía.

    La IRMf motora de manos muestra activación del área motora primaria en topografía de ambas manos distantes a la lesión (Figura 8A). Sin embargo, la lesión descripta genera un desplazamiento, disrupción e infiltración del tracto córtico-espinal, mostrando un menor margen seguro de resección de la lesión (Figura 8B).

    Caso 2

    Paciente de 71 años con formación infiltrante córtico-subcortical derecha de aspecto necrótico/quística ubicada a nivel precentral y en situación inmediatamente caudal al surco frontal superior y rodilla del surco central. Dicho hallazgo es compatible con glioblastoma.

    La IRMf motora de ambas manos muestra activación de la corteza motora primaria bilateral, observándose proximidad de la porción posterior de la lesión con el área de la mano derecha, aunque aparenta estar separada por un surco (Figura 9A). La IRMf motora de lengua y boca muestran íntimo contacto con el borde exterior e inferior de la lesión (Figura 9B), ubicándose en el mismo giro anatómico. La reconstrucción volumétrica de las activaciones motoras de mano (Figura 8C, izquierda) y de lengua y boca (Figura 8C derecha) muestran el mapa cortical tridimensional de estas funciones.

    Estos hallazgos colaboran en la decisión de la trayectoria quirúrgica y de los márgenes de resección más seguros, indican el tamaño de la craneotomía y la necesidad de estimulación cortical intraoperatoria, que puede guiarse con la IRMf en vez de realizar todo el mapeo de la corteza de novo. Esto disminuye el tiempo de estimulación, y por lo tanto de cirugía y anestesia.

    La reconstrucción de las fibras motoras muestra infiltración de las mismas a nivel subcortical y marcan una alerta de los márgenes seguros de resección (Figura 10).

    Caso 3

    Paciente diestra de 44 años con lesión córtico-subcortical, sin bordes definidos, vinculable a proceso expansivo e infiltrante en topografía frontoinsular anterior izquierda. Dicho hallazgo es compatible con tumor glial de bajo grado.

    En el estudio de IRMf con paradigmas de lenguaje no se observó clara lateralización, sino que visualiza bilateralidad (Figura 11A y B). Estos hallazgos son compatibles con lesión de lento crecimiento, donde la paciente pudo comenzar a reclutar áreas del hemisferio sano para compensar el compromiso funcional del hemisferio lesional. Las áreas elocuentes son adyacentes a la lesión, que impresiona extenderse hacia el giro temporal superior en su reborde silviano, planteando la necesidad de realizar una cirugía con el paciente despierto evaluando el lenguaje.

    Caso 4

    Paciente diestra de 64 años que presenta formación nodular córtico-subcortical en convexidad frontal izquierda, rodeada de extensa área de edema vasogénico. La misma se asocia a efecto de masa con borramiento de los espacios subaracnoideos corticales circundantes, compresión del ventrículo lateral adyacente y leve desviación de la línea media. Dados los antecedentes del paciente (carcinoma de pulmón), la lesión es compatible en primer término con metástasis.

    En las IRMf con paradigma motor de manos se observa activación en la corteza motora primaria contralateral a cada mano y en áreas motoras suplementarias, esperables anatómicamente y separadas de la lesión por el surco central, a más de 2 cm de la misma (Figura 12A). Los paradigmas de lenguaje muestran dominancia del hemisferio izquierdo con activación en la periferia del edema vasogénico circundante a la lesión, pero con margen seguro hasta los bordes del nódulo (Figura 12B).

    En el mapa de colores de FA obtenido a partir de las IRMd se observa alteración en la integridad de la sustancia blanca producida por el edema perilesional, generando borramiento de la estructura normal (Figura 13A, flechas blancas y amarillas). Se señalan las regiones del fascículo arcuato (Figura 13A, flechas blancas) y del tracto córtico-espinal (Figura 13A, flechas amarillas) más afectadas por el efecto del edema. Si bien se observa el mencionado “borramiento” de las fibras, no se observa desplazamiento de la estructura normal de las mismas. La reconstrucción tridimensional de los tractos córtico-espinales se condice con dichos hallazgos (Figura 13B), mostrando una asimetría entre ellos, donde las fibras más anteriores del tracto izquierdo no logran reconstruirse. Esto evidencia una de las limitaciones de la técnica de tractografía, que no logra representar la estructura real de la sustancia blanca en presencia del edema, considerando que la difusión del agua, en la cual se basa el método, se ve afectada por la presencia del mismo.

    La información anatómica, funcional y de la tractografía se fusionó (Figura 13C) para obtener la relación topográfica de la lesión con las áreas corticales y fibras nerviosas elocuentes y para planificar la trayectoria quirúrgica. Si bien la IRMf mostró margen seguro de resección, se considera prudente el monitoreo intraoperatorio para verificar el estado y trayectoria de los tractos, debido a la limitación de la técnica antes mencionada.

    Caso 5

    Paciente diestra de 16 años que presenta una lesión córtico-subcortical en la convexidad parietal derecha, a nivel de la circunvolución parietal superior, de contornos irregulares con áreas de hemorragia en etapa subaguda-crónica. Tiene un mínimo efecto de masa por colapso de algunos surcos adyacentes. Dicho hallazgo es compatible con malformación cavernomatosa venosa (Figura 14A).

    En las IRMf con paradigma motor de la mano izquierda se observó activación de la corteza motora primaria derecha a más de 2 cm del borde anterior de la lesión (no se muestra imagen). Sin embargo, la corteza motora asociada a los movimientos del pie izquierdo muestra estrecha relación con el borde anterior de la lesión (Figura 14B, azul). Se observa desplazamiento de dicha área funcional hacia delante y hacia la línea media con respecto al área correspondiente al pie derecho (Figura 14B, rojo). Los paradigmas de IRMf visuales dieron activación principalmente en la corteza visual primaria y, con menor poder estadístico, en la corteza visual secundaria y terciaria, las cuales se encuentran en estrecho contacto con el borde posteroinferior de la lesión (Figura 14C).

    En las imágenes de tractografía se observa que la vía córtico-espinal derecha se ubica, predominantemente, en situación ventral y anterior con respecto a la lesión (Figura 15), que en conjunto con la activación motora del pie izquierdo indicaría un desplazamiento de esta corteza funcional y de las vías nerviosas motoras asociadas principalmente por delante de la lesión. Esto ayudaría a guiar el mapeo eléctrico intraoperatorio (sin hacerlo de novo), a minimizar la extensión de la craneotomía al saber que el área motora de la mano se encuentra lejos (a más de 2 cm) y el pie por delante, a definir los márgenes seguros de la resección, y finalmente a disminuir de esta manera los tiempos de cirugía y anestesia.

    Caso 6

    Paciente zurda de 61 años que presenta lesión mixta ocupante de espacio fronto-parietal derecha, con leve efecto de masa sobre las estructuras adyacentes. Dados los antecedentes de la paciente (carcinoma neuroendocrino de vejiga), podría estar en relación con secundarismo. Ingresa a la guardia de la institución con una paresia facio-braquio-crural izquierda que mejora con corticoides. Se decide evaluar la función motora de manos, pies, lengua y boca con IRMf y se agregó un paradigma de lenguaje por tratarse de paciente zurda con lesión derecha, aunque no refiere cambios clínicos en el lenguaje.

    En la IRMf de comprensión del habla se observa activación bilateral con predominio del hemisferio izquierdo, con activaciones sobre el área de Broca próximas a la lesión. Dado que no refiere síntomas clínicos de deterioro del lenguaje, y que no se evaluaron otros paradigmas de esta función, no se descarta que estos hallazgos correspondan a áreas funcionales involucradas en el lenguaje que no son elocuentes. Sin embargo, dado que es una de las limitaciones de la técnica y que se trata de una paciente zurda, las activaciones se tomaron como márgenes de referencia durante la cirugía (Figura 16A).

    La IRMf motora de boca y lengua mostró activación próxima al borde anterosuperior de la lesión (Figura 16B), consistente con la clínica de ingreso de la paciente; mientras que en la IRMf motora de la mano izquierda se observa activación del área motora primaria en el sector posterosuperior de la lesión (Figura 16C). Ambos hallazgos, en conjunto con la clínica del paciente, sirven de guía en la trayectoria y delimitación de los márgenes quirúrgicos. La activación motora de pie resultó en área anatómica esperable, lejos de la lesión (no se muestra imagen). De esta manera, es esperable que la paresia crural inicial esté vinculada a afectación de la sustancia blanca. Es por esto que es importante la incorporación de ambas técnicas para integrar la información completa.

    En la tractografía se observa que el tracto córtico-espinal derecho transcurre en la profundidad y en íntima relación con el borde interno de la lesión, consistentemente con la clínica de la paciente, aunque no aparenta desplazarlo ni infiltrarlo (Figura 17).

    En este caso, los márgenes completos de la cirugía fueron delimitados por la IRMf y la tractografía, así como la trayectoria de la resección.

    Caso 7

    Paciente diestro de 59 años que presenta una lesión infiltrativa córtico-subcortical de localización parietal izquierda, con borramiento de los surcos, en probable relación con tumor glial de bajo grado (Figura 18). Ingresa a la institución con afasia nominativa y de expresión. Se adquirió IRMf de lenguaje y motor, así como IRMd de 32 direcciones para evaluar la sustancia blanca subyacente.

    La ubicación de la lesión es muy desafiante desde el tratamiento, dado que se aloja en áreas con posible compromiso motor, sensitivo, de lenguaje y sustancia blanca elocuente. Es un caso ideal para integrar la mayor cantidad posible de información.

    El mapa de FA a color muestra borramiento de la estructura normal de la sustancia blanca en contacto con la lesión, lo cual se condice con su naturaleza infiltrativa (Figura 19A). En particular, se observa falta de integridad del fascículo arcuato, con caída de la FA, que se condice con la clínica. La IRMf muestra dominancia izquierda del lenguaje (Figura 19C). La formación infiltrante descripta se encuentra próxima al área de Wernicke, lo cual se condice con los hallazgos en sustancia blanca y con la clínica del paciente. La IRMf motora de mano derecha activó áreas anatómicas esperables y se encuentra por delante de la lesión, separada por un surco (Figura 19B).

    Se realizó tractografía observándose infiltración parcial tumoral del fascículo arcuato del lado izquierdo (Figura 20A). Se visualiza ligera impronta de la lesión sobre las fibras de proyección del tracto corticoespinal izquierdo (Figura 20B).

    Las imágenes y la clínica del paciente proponen una resección parcial de la lesión, dado que compromete áreas de activación de lenguaje elocuentes por delante de la lesión y fibras nerviosas en el borde interno inferior a la misma. También las imágenes guían la trayectoria, los límites de la resección, el monitoreo intraoperatorio y la eventual planificación de despertar al paciente durante la cirugía y las funciones a evaluar.

    Conclusiones

    El uso de IRMf y tractografía en conjunto con las técnicas de mapeo gold standard guían el abordaje y la trayectoria de la resección quirúrgica. Los mapas de la corteza y la sustancia blanca subyacente sirven de guía para la estimulación cortical intraoperatoria, por lo que no sería necesario el mapeo de novo, disminuyendo el tiempo de cirugía y de anestesia, así como la extensión de la craneotomía. Además, el conocimiento de la trayectoria completa de las fibras nerviosas aporta información sobre la eventual naturaleza infiltrativa de la lesión. Dicho conocimiento junto a la localización y extensión de las áreas corticales funcionales, colaboraría en delimitar los márgenes seguros de la resección, maximizando el área de la misma con aumento del resguardo de las funciones neurológicas, aumentando la confianza en el resultado del tratamiento quirúrgico y mejorando finalmente la prognosis.

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Autores

Gabriela De Pino
Servicio de Diagnóstico por Imágenes. Hospital Británico de Buenos Aires.
Luis López Guzmán
Servicio de Diagnóstico por Imágenes. Hospital Británico de Buenos Aires.
Ingrid Klass
Servicio de Diagnóstico por Imágenes. Hospital Británico de Buenos Aires.
Ariel Miquelini
Servicio de Diagnóstico por Imágenes. Hospital Británico de Buenos Aires.
Martín F Ferraro
Servicio de Diagnóstico por Imágenes. Hospital Británico de Buenos Aires.
Carlos A Rugilo
Servicio de Diagnóstico por Imágenes. Hospital Británico de Buenos Aires.
Adriana T García
Servicio de Diagnóstico por Imágenes. Hospital Británico de Buenos Aires.

Autor correspondencia

Gabriela De Pino
Servicio de Diagnóstico por Imágenes. Hospital Británico de Buenos Aires.

Correo electrónico: gabydepino@gmail.com

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Utilidad de la resonancia magnética funcional y tractografía en la planificación y resección quirúrgica de lesiones cerebrales

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Revista Fronteras en Medicina, Volumen Año 2022 Num 02

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Titulo
Utilidad de la resonancia magnética funcional y tractografía en la planificación y resección quirúrgica de lesiones cerebrales

Autores
Gabriela De Pino, Luis López Guzmán, Ingrid Klass, Ariel Miquelini, Martín F Ferraro, Carlos A Rugilo, Adriana T García

Publicación
Revista Fronteras en Medicina

Editor
Hospital Británico de Buenos Aires

Fecha de publicación
2022-06-30

Registro de propiedad intelectual
© Hospital Británico de Buenos Aires

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