La angiografía por resonancia magnética ( ARM ) es un grupo de técnicas basadas en imágenes por resonancia magnética (IRM) para obtener imágenes de los vasos sanguíneos. La angiografía por resonancia magnética se utiliza para generar imágenes de arterias (y menos comúnmente de venas) con el fin de evaluarlas en busca de estenosis (estrechamiento anormal), oclusiones , aneurismas (dilatación de la pared de los vasos, con riesgo de ruptura) u otras anomalías. La ARM se utiliza a menudo para evaluar las arterias del cuello y el cerebro, la aorta torácica y abdominal, las arterias renales y las piernas (este último examen a menudo se denomina "escorrentía").
Se pueden utilizar una variedad de técnicas para generar imágenes de vasos sanguíneos, tanto arterias como venas , basadas en efectos de flujo o en contraste (inherente o generado farmacológicamente). Los métodos de ARM aplicados con mayor frecuencia implican el uso de agentes de contraste intravenosos , en particular aquellos que contienen gadolinio, para acortar el T 1 de la sangre a aproximadamente 250 ms, más corto que el T 1 de todos los demás tejidos (excepto el tejido adiposo). Las secuencias TR cortas producen imágenes brillantes de la sangre. Sin embargo, existen muchas otras técnicas para realizar ARM y pueden clasificarse en dos grupos generales: métodos "dependientes del flujo" y métodos "independientes del flujo". [ cita necesaria ]
Un grupo de métodos para la ARM se basa en el flujo sanguíneo. Estos métodos se conocen como ARM dependiente del flujo. Aprovechan el hecho de que la sangre dentro de los vasos fluye para distinguirlos de otros tejidos estáticos. De esta manera se pueden producir imágenes de la vasculatura. La ARM dependiente del flujo se puede dividir en diferentes categorías: existe la ARM de contraste de fase (PC-MRA), que utiliza diferencias de fase para distinguir la sangre del tejido estático, y la ARM de tiempo de vuelo (TOF MRA), que aprovecha los espines móviles de la sangre. experimentan menos pulsos de excitación que el tejido estático, por ejemplo, cuando se obtienen imágenes de un corte fino. [ cita necesaria ]
La angiografía de tiempo de vuelo (TOF) o de flujo de entrada utiliza un tiempo de eco corto y compensación de flujo para hacer que la sangre que fluye sea mucho más brillante que el tejido estacionario. A medida que la sangre que fluye ingresa al área de la que se están tomando imágenes, ha visto un número limitado de pulsos de excitación, por lo que no está saturada, lo que le da una señal mucho más alta que el tejido estacionario saturado. Como este método depende del flujo de sangre, es posible que las áreas con flujo lento (como aneurismas grandes) o flujo que está en el plano de la imagen no se visualicen bien. Se utiliza más comúnmente en la cabeza y el cuello y proporciona imágenes detalladas de alta resolución. También es la técnica más común utilizada para la evaluación angiográfica de rutina de la circulación intracraneal en pacientes con accidente cerebrovascular isquémico. [1]
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El contraste de fase (PC-MRA) se puede utilizar para codificar la velocidad de la sangre en movimiento en la fase de la señal de resonancia magnética . [3] El método más común utilizado para codificar la velocidad es la aplicación de un gradiente bipolar entre el pulso de excitación y la lectura. Un gradiente bipolar está formado por dos lóbulos simétricos de igual área. Se crea activando el gradiente del campo magnético durante un tiempo y luego cambiando el gradiente del campo magnético en la dirección opuesta durante el mismo período de tiempo. [4] Por definición, el área total (momento 0) de un gradiente bipolar, es nula:
El gradiente bipolar se puede aplicar a lo largo de cualquier eje o combinación de ejes dependiendo de la dirección a lo largo de la cual se va a medir el flujo (por ejemplo, x). [5] , la fase acumulada durante la aplicación del gradiente, es 0 para los espines estacionarios: su fase no se ve afectada por la aplicación del gradiente bipolar. Para giros que se mueven con una velocidad constante, a lo largo de la dirección del gradiente bipolar aplicado:
La fase acumulada es proporcional a ambos y al primer momento del gradiente bipolar, proporcionando así un medio para estimar . es la frecuencia de Larmor de los giros fotografiados. Para medir , la señal de resonancia magnética se manipula mediante gradientes bipolares (campos magnéticos variables) que están preestablecidos a una velocidad de flujo máxima esperada. Luego se adquiere una adquisición de imagen que es inversa al gradiente bipolar y se calcula la diferencia de las dos imágenes. Los tejidos estáticos como los músculos o los huesos se sustraerán, sin embargo los tejidos en movimiento como la sangre adquirirán una fase diferente ya que se mueve constantemente a través del gradiente, dando así también su velocidad del flujo. Dado que el contraste de fase sólo puede adquirir flujo en una dirección a la vez, se deben calcular 3 adquisiciones de imágenes separadas en las tres direcciones para obtener la imagen completa del flujo. A pesar de la lentitud de este método, la ventaja de la técnica es que, además de obtener imágenes del flujo sanguíneo, se pueden obtener mediciones cuantitativas del flujo sanguíneo.
Mientras que la mayoría de las técnicas de ARM se basan en agentes de contraste o fluyen hacia la sangre para generar contraste (técnicas de contraste mejorado), también existen métodos independientes del flujo sin contraste. Estos métodos, como sugiere el nombre, no se basan en el flujo, sino que se basan en las diferencias de T 1 , T 2 y el desplazamiento químico de los diferentes tejidos del vóxel. Una de las principales ventajas de este tipo de técnicas es que podemos visualizar más fácilmente las regiones de flujo lento que suelen encontrarse en pacientes con enfermedades vasculares. Además, los métodos mejorados sin contraste no requieren la administración de agente de contraste adicional, que recientemente se ha relacionado con la fibrosis sistémica nefrogénica en pacientes con enfermedad renal crónica e insuficiencia renal .
La angiografía por resonancia magnética con contraste utiliza la inyección de agentes de contraste para la resonancia magnética y actualmente es el método más común para realizar una resonancia magnética. [2] [6] El medio de contraste se inyecta en una vena y las imágenes se adquieren tanto antes del contraste como durante el primer paso del agente a través de las arterias. Restando estas dos adquisiciones en el posprocesamiento se obtiene una imagen que en principio sólo muestra los vasos sanguíneos y no el tejido circundante. Siempre que el momento sea el correcto, esto puede dar como resultado imágenes de muy alta calidad. Una alternativa es utilizar un agente de contraste que, como la mayoría de los agentes, no abandona el sistema vascular en unos pocos minutos, sino que permanece en la circulación hasta una hora (un " agente de acumulación de sangre "). Dado que se dispone de más tiempo para la adquisición de imágenes, es posible obtener imágenes de mayor resolución. Sin embargo, un problema es el hecho de que tanto las arterias como las venas se realzan al mismo tiempo si se requieren imágenes de mayor resolución.
Angiografía por resonancia magnética con contraste sin sustracción: los avances recientes en la tecnología MRA han hecho posible crear imágenes de MRA con contraste de alta calidad sin restar una imagen de máscara sin contraste. Se ha demostrado que este enfoque mejora la calidad del diagnóstico [7] porque previene artefactos de sustracción de movimiento así como un aumento del ruido de fondo de la imagen, ambos resultados directos de la sustracción de la imagen. Una condición importante para este enfoque es tener una excelente supresión de la grasa corporal en áreas de imagen grandes, lo cual es posible mediante el uso de métodos de adquisición mDIXON. La ARM tradicional suprime las señales que se originan en la grasa corporal durante la adquisición de la imagen real, que es un método que es sensible a pequeñas desviaciones en los campos magnéticos y electromagnéticos y, como resultado, puede mostrar una supresión de grasa insuficiente en algunas áreas. Los métodos mDIXON pueden distinguir y separar con precisión señales de imágenes creadas por grasa o agua. Al utilizar las "imágenes de agua" para las exploraciones por resonancia magnética, prácticamente no se ve grasa corporal, por lo que no se necesitan máscaras de sustracción para realizar venogramas por resonancia magnética de alta calidad.
Angiografía por resonancia magnética no mejorada: dado que la inyección de agentes de contraste puede ser peligrosa para pacientes con función renal deficiente, se han desarrollado otras técnicas que no requieren ninguna inyección. Estos métodos se basan en las diferencias de T 1 , T 2 y el desplazamiento químico de los diferentes tejidos del vóxel. Un método notable no mejorado para la angiografía independiente del flujo es la obtención de imágenes de precesión libre en estado estacionario equilibrado (bSSFP), que produce naturalmente una señal alta de las arterias y venas.
Para la adquisición de las imágenes existen dos enfoques diferentes. En general, se pueden adquirir imágenes en 2D y 3D. Si se adquieren datos 3D, se pueden calcular secciones transversales en ángulos de visión arbitrarios. También se pueden generar datos tridimensionales combinando datos 2D de diferentes cortes, pero este enfoque da como resultado imágenes de menor calidad en ángulos de visión diferentes a los de la adquisición de datos originales. Además, los datos 3D no sólo se pueden utilizar para crear imágenes transversales, sino que también se pueden calcular proyecciones a partir de los datos. La adquisición de datos tridimensionales también podría ser útil cuando se trata de geometrías vasculares complejas donde la sangre fluye en todas las direcciones espaciales (desafortunadamente, este caso también requiere tres codificaciones de flujo diferentes, una en cada dirección espacial). Tanto PC-MRA como TOF-MRA tienen ventajas y desventajas. PC-MRA tiene menos dificultades con el flujo lento que TOF-MRA y también permite mediciones cuantitativas del flujo. PC-MRA muestra baja sensibilidad cuando se obtienen imágenes de flujo pulsante y no uniforme. En general, el flujo sanguíneo lento es un desafío importante en la ARM dependiente del flujo. Hace que las diferencias entre la señal sanguínea y la señal estática del tejido sean pequeñas. Esto se aplica a PC-MRA, donde la diferencia de fase entre la sangre y el tejido estático se reduce en comparación con un flujo más rápido, y a TOF-MRA, donde se reduce la magnetización transversal de la sangre y, por tanto, la señal sanguínea. Se pueden utilizar agentes de contraste para aumentar la señal sanguínea; esto es especialmente importante para vasos muy pequeños y vasos con velocidades de flujo muy pequeñas que normalmente muestran una señal débil. Desafortunadamente, el uso de medios de contraste a base de gadolinio puede ser peligroso si los pacientes padecen una función renal deficiente. Para evitar estas complicaciones y eliminar los costos de los medios de contraste, recientemente se han investigado métodos no mejorados.
Los métodos NEMRA independientes del flujo no se basan en el flujo, sino que aprovechan las diferencias en T 1 , T 2 y el desplazamiento químico para distinguir la sangre del tejido estático.
Sustracción sincronizada de eco de espín rápido: técnica de imagen que resta dos secuencias de eco de espín rápido adquiridas en sístole y diástole. La arteriografía se logra restando los datos sistólicos, donde las arterias aparecen oscuras, del conjunto de datos diastólicos, donde las arterias aparecen brillantes. Requiere el uso de activación electrocardiográfica. Los nombres comerciales de esta técnica incluyen Fresh Blood Imaging (Toshiba), TRANCE (Philips), Native SPACE (Siemens) y DeltaFlow (GE).
Angiografía por resonancia magnética dinámica 4D (4D-MRA): las primeras imágenes, antes del realce, sirven como máscara de sustracción para extraer el árbol vascular en las imágenes siguientes. Permite al operador dividir las fases arterial y venosa de la hemorragia con la visualización de su dinámica. Hasta ahora se ha dedicado mucho menos tiempo a investigar este método en comparación con otros métodos de ARM.
Venografía BOLD o imágenes ponderadas por susceptibilidad (SWI): este método explota las diferencias de susceptibilidad entre tejidos y utiliza la imagen de fase para detectar estas diferencias. Los datos de magnitud y fase se combinan (digitalmente, mediante un programa de procesamiento de imágenes) para producir una imagen de magnitud de contraste mejorado que es exquisitamente sensible a la sangre venosa, la hemorragia y el almacenamiento de hierro. La obtención de imágenes de sangre venosa con SWI es una técnica dependiente del nivel de oxígeno en sangre (BOLD), por lo que se la conoce (y a veces todavía se la conoce) como venografía BOLD. Debido a su sensibilidad a la sangre venosa, la SWI se utiliza comúnmente en lesiones cerebrales traumáticas (TBI) y para venografías cerebrales de alta resolución.
Se pueden utilizar procedimientos similares a los de la ARM basada en el efecto de flujo para obtener imágenes de las venas. Por ejemplo, la venografía por resonancia magnética (MRV) se logra excitando un plano inferior mientras se recoge la señal en el plano inmediatamente superior al plano de excitación, y así obtener imágenes de la sangre venosa que se ha movido recientemente desde el plano excitado. Las diferencias en las señales de los tejidos también se pueden utilizar para la ARM. Este método se basa en las diferentes propiedades de señal de la sangre en comparación con otros tejidos del cuerpo, independientemente de los efectos del flujo de RM. Esto se logra con mayor éxito con secuencias de pulsos balanceadas como TrueFISP o bTFE. BOLD también se puede utilizar en imágenes de accidentes cerebrovasculares para evaluar la viabilidad de la supervivencia del tejido.
Las técnicas de ARM en general son sensibles al flujo turbulento, lo que hace que una variedad de diferentes espines de protones magnetizados pierdan coherencia de fase (fenómeno de desfase intravóxel), lo que resulta en una pérdida de señal. Este fenómeno puede resultar en la sobreestimación de la estenosis arterial. Otros artefactos observados en MRA incluyen:
En ocasiones, la ARM produce directamente cortes (gruesos) que contienen todo el vaso de interés. Sin embargo, lo más habitual es que la adquisición dé como resultado una pila de cortes que representan un volumen 3D del cuerpo. Para mostrar este conjunto de datos 3D en un dispositivo 2D, como un monitor de computadora, se debe utilizar algún método de renderizado . El método más común es la proyección de máxima intensidad (MIP), donde la computadora simula rayos a través del volumen y selecciona el valor más alto para mostrarlo en la pantalla. Las imágenes resultantes se parecen a las imágenes de angiografía con catéter convencional. Si se combinan varias proyecciones de este tipo en un bucle de cine o en un objeto QuickTime VR , se mejora la impresión de profundidad y el observador puede obtener una buena percepción de la estructura 3D. Una alternativa a MIP es la representación de volumen directa , donde la señal de RM se traduce en propiedades como brillo, opacidad y color y luego se utiliza en un modelo óptico.
La ARM ha tenido éxito en el estudio de muchas arterias del cuerpo, incluidos los vasos cerebrales y otros vasos de la cabeza y el cuello, la aorta y sus ramas principales en el tórax y el abdomen, las arterias renales y las arterias de las extremidades inferiores. Sin embargo, para las arterias coronarias, la ARM ha tenido menos éxito que la angiografía por TC o la angiografía con catéter invasivo. En la mayoría de los casos, la enfermedad subyacente es la aterosclerosis , pero también se pueden diagnosticar afecciones médicas como aneurismas o anatomía vascular anormal.
Una ventaja de la ARM en comparación con la angiografía por catéter invasiva es el carácter no invasivo del examen (no es necesario introducir catéteres en el cuerpo). Otra ventaja, en comparación con la angiografía por TC y la angiografía por catéter, es que el paciente no está expuesto a ninguna radiación ionizante . Además, los medios de contraste utilizados para la resonancia magnética tienden a ser menos tóxicos que los utilizados para la angiografía por tomografía computarizada y la angiografía por catéter, y menos personas tienen riesgo de alergia. Además, se necesita inyectar mucho menos al paciente. Los mayores inconvenientes del método son su coste comparativamente alto y su resolución espacial algo limitada . La duración de las exploraciones también puede ser un problema, ya que la TC es mucho más rápida. También se descarta en pacientes para quienes los exámenes de resonancia magnética pueden ser peligrosos (como tener un marcapasos o metal en los ojos o ciertos clips quirúrgicos).
Los procedimientos de MRA para visualizar la circulación craneal no son diferentes de la posición de una resonancia magnética cerebral normal. Será necesaria la inmovilización dentro de la bobina del cabezal. La ARM suele ser parte del examen total del cerebro por resonancia magnética y agrega aproximadamente 10 minutos al protocolo normal de resonancia magnética.
