Imágenes por resonancia magnética del cerebro

La resonancia magnética cerebral utiliza imágenes por resonancia magnética (IRM) para producir imágenes bidimensionales o tridimensionales de alta calidad del cerebro , el tronco encefálico y el cerebelo sin radiación ionizante ( rayos X ) ni trazadores radiactivos .

Las primeras imágenes de RM de un cerebro humano fueron obtenidas en 1978 por dos grupos de investigadores en los Laboratorios EMI liderados por Ian Robert Young y Hugh Clow. ^{[ 1 ]} En 1986, Charles L. Dumoulin y Howard R. Hart en General Electric desarrollaron la angiografía por RM ; ^{[ 2 ]} Denis Le Bihan obtuvo sus primeras imágenes de difusión y posteriormente patentó algunos aspectos de la RM de difusión . ^{[ 3 ]} En 1988, Arno Villringer y sus colegas demostraron que los agentes de contraste de susceptibilidad pueden emplearse en la RM de perfusión . ^{[ 4 ]} En 1990, Seiji Ogawa en los laboratorios AT&T Bell reconoció que la sangre con bajo contenido de oxígeno y dHb era atraída por un campo magnético y descubrió la técnica que subyace a la resonancia magnética funcional (RMf). ^{[ 5 ]}

Entre principios de los años 80 y principios de los 90, algunos niños usaban cascos tipo «Jedi», inspirados en la película « El retorno del Jedi » de Star Wars, para obtener imágenes de buena calidad. Las bobinas de cobre del casco se utilizaban como antena de radio para detectar las señales, mientras que la asociación «Jedi» animaba a los niños a usarlos y a no asustarse con el procedimiento. Estos cascos dejaron de ser necesarios con la mejora de los escáneres de resonancia magnética.

A principios de la década de 1990, Peter Basser y Le Bihan, que trabajaban en los NIH , y Aaron Filler, Franklyn Howe y sus colegas desarrollaron imágenes de tensor de difusión (DTI). ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} El primer tractograma cerebral DTI fue publicado por los Estados Unidos como la Figura 17 de la patente estadounidense 5,560,360 (presentada el 9 de marzo de 1993, otorgada el 1 de octubre de 1996 - Filler, Howe, Richards y Tsuruda). Joseph Hajnal, Young y Graeme Bydder describieron el uso de la secuencia de pulsos FLAIR para demostrar regiones de alta señal en la sustancia blanca normal en 1992. ^{[ 10 ]} En el mismo año, John Detre, Alan P. Koretsky y sus colaboradores desarrollaron el etiquetado de espín arterial . ^{[ 11 ]} En 1997, Jürgen R. Reichenbach, E. Mark Haacke y colaboradores de la Universidad de Washington en St. Louis desarrollaron imágenes ponderadas por susceptibilidad . ^{[ 12 ]}

El primer estudio del cerebro humano a 3,0 T se publicó en 1994, ^{[ 13 ]} y en 1998 a 8 T. ^{[ 14 ]} Se han realizado estudios del cerebro humano a 9,4 T (2006), ^{[ 15 ]} 10,5 T (2019), ^{[ 16 ]} y hasta 11,7 T (2024). ^{[ 17 ]}

Paul Lauterbur y Sir Peter Mansfield fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2003 por sus descubrimientos relacionados con la resonancia magnética.

El récord de mayor resolución espacial de un cerebro completo intacto (post mortem) es de 100 micras, obtenido en el Hospital General de Massachusetts. Los datos se publicaron en Scientific Data el 30 de octubre de 2019. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

Una ventaja de la resonancia magnética cerebral sobre la tomografía computarizada craneal es un mejor contraste tisular, ^{[ 20 ]} y presenta menos artefactos que la TC al visualizar el tronco encefálico . La resonancia magnética también es superior para la obtención de imágenes de la hipófisis . ^{[ 21 ]} Sin embargo, puede ser menos eficaz para identificar la cerebritis en sus etapas iniciales . ^{[ 22 ]}

En caso de conmoción cerebral , debe evitarse la resonancia magnética a menos que haya síntomas neurológicos progresivos, hallazgos neurológicos focales o sospecha de fractura de cráneo en el examen. ^{[ 23 ]} En el análisis de una conmoción cerebral, se pueden tomar mediciones de anisotropía fraccional, difusividad media, flujo sanguíneo cerebral y conectividad global para observar los mecanismos fisiopatológicos que se producen durante la recuperación. ^{[ 24 ]}

En el análisis del cerebro fetal , la resonancia magnética proporciona más información sobre la circunvolución que la ecografía . ^{[ 25 ]}

La resonancia magnética es sensible para la detección de abscesos cerebrales. ^{[ 26 ]}

Para obtener imágenes del sistema nervioso se pueden utilizar diversas modalidades o secuencias :

• Imágenes ponderadas en T1 (T1W): _El líquido cefalorraquídeo aparece oscuro. _{Las imágenes ponderadas en} T1 son útiles para visualizar la anatomía normal.
• _{Imágenes ponderadas en} T2 (T2W) : el LCR es claro, pero la grasa (y por lo tanto ^la sustancia blanca ) es más oscura que con T1 . _{Las imágenes ponderadas en} T2 son útiles para visualizar patologías. ^[ ₂₇ ^]
• Imágenes ponderadas por difusión (DWI): La técnica DWI utiliza la difusión de las moléculas de agua para generar contraste en las imágenes de resonancia magnética.
• Imágenes de densidad de protones (DP): El LCR tiene un nivel relativamente alto de protones , lo que hace que aparezca brillante. La materia gris es más brillante que la materia blanca. ^{[ 28 ]}

• Recuperación de inversión con atenuación de fluidos ( FLAIR ): útil para la evaluación de placas de sustancia blanca cerca de los ventrículos. ^{[ 29 ]} Es útil para identificar la desmielinización . ^{[ 30 ]}

La resonancia magnética (RM) del cerebro y la cabeza tiene múltiples usos diagnósticos, incluyendo la identificación de aneurismas, accidentes cerebrovasculares, tumores y otras lesiones cerebrales. ^{[ 31 ]} En muchas enfermedades, como el Parkinson o el Alzheimer , la RM es útil para ayudar a realizar un diagnóstico diferencial con otras enfermedades. ^{[ 32 ] [ 33 ]} Los datos de RM se han utilizado con redes de aprendizaje profundo para identificar tumores cerebrales . ^{[ 34 ]}

• Proyecto Conectoma Humano
• Historia de la neuroimagen

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  Regiones cerebrales en la resonancia magnética T1
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  T1 (nótese que el LCR es oscuro) con contraste (flecha que señala el meningioma de la hoz del cerebro)
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  Imagen de resonancia magnética axial normal ponderada en T2 del cerebro
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  Imagen de resonancia magnética de la superficie del cerebro.