Diagnóstico de la artrosis: resonancia magnética

En los últimos años, la resonancia magnética (RM) se ha convertido en uno de los métodos líderes para el diagnóstico no invasivo de la osteoartritis. Desde la década de 1970, cuando se utilizaron por primera vez los principios de la resonancia magnética (RM) para estudiar el cuerpo humano, este método de imagenología médica ha experimentado una transformación drástica y continúa evolucionando rápidamente.

Se están mejorando los equipos técnicos y el software, se están desarrollando métodos de adquisición de imágenes y agentes de contraste para RM. Esto permite descubrir constantemente nuevas áreas de aplicación para la RM. Si bien inicialmente su aplicación se limitaba al estudio del sistema nervioso central, ahora la RM se utiliza con éxito en casi todas las áreas de la medicina.

En 1946, grupos de investigadores de las Universidades de Stanford y Harvard descubrieron, de forma independiente, un fenómeno denominado resonancia magnética nuclear (RMN). Su esencia radicaba en que los núcleos de algunos átomos, al encontrarse en un campo magnético, bajo la influencia de un campo electromagnético externo, son capaces de absorber energía y emitirla en forma de señal de radio. Por este descubrimiento, F. Bloch y E. Parmel recibieron el Premio Nobel en 1952. El nuevo fenómeno se utilizó rápidamente para el análisis espectral de estructuras biológicas (espectroscopia de RMN). En 1973, Paul Rautenburg demostró por primera vez la posibilidad de obtener una imagen mediante señales de RMN. Así surgió la tomografía por RMN. Las primeras tomografías por RMN de los órganos internos de una persona viva se presentaron en 1982 en el Congreso Internacional de Radiólogos de París.

Cabe hacer dos aclaraciones. A pesar de que el método se basa en el fenómeno de la RMN, se denomina resonancia magnética (RM), omitiendo la palabra "nuclear". Esto se hace para que los pacientes no piensen en la radiactividad asociada a la desintegración de los núcleos atómicos. Y la segunda circunstancia: los tomógrafos de RM no están "sintonizados" accidentalmente con protones, es decir, núcleos de hidrógeno. Este elemento se encuentra en abundancia en los tejidos, y sus núcleos tienen el mayor momento magnético de todos los núcleos atómicos, lo que determina un nivel bastante alto de señal de RM.

Si en 1983 solo existían unos pocos dispositivos aptos para la investigación clínica en el mundo, a principios de 1996 existían alrededor de 10.000 tomógrafos en funcionamiento en todo el mundo. Cada año se introducen en la práctica 1.000 nuevos dispositivos. Más del 90% del parque de tomógrafos de RM son modelos con imanes superconductores (0,5-1,5 T). Cabe destacar que, si bien a mediados de los años 80 las empresas fabricantes de tomógrafos de RM se guiaban por el principio de «cuanto mayor sea el campo, mejor», centrándose en modelos con un campo de 1,5 T o superior, a finales de esa década se hizo evidente que, en la mayoría de las áreas de aplicación, no presentaban ventajas significativas sobre los modelos con una intensidad de campo media. Por lo tanto, los principales fabricantes de tomógrafos de RM (General Electric, Siemens, Philips, Toshiba, Picker, Bruker, etc.) están prestando mucha atención a la producción de modelos con campos medios e incluso bajos, que se diferencian de los sistemas de campo alto por su compacidad y economía, con una calidad de imagen satisfactoria y un coste significativamente menor. Los sistemas de campo alto se utilizan principalmente en centros de investigación para espectroscopia de RM.

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Principio del método de resonancia magnética

Los componentes principales de un escáner de resonancia magnética son: un imán de alta potencia, un transmisor de radio, una bobina receptora de radiofrecuencia, una computadora y un panel de control. La mayoría de los dispositivos tienen un campo magnético con un momento magnético paralelo al eje longitudinal del cuerpo humano. La intensidad del campo magnético se mide en teslas (T). Para la resonancia magnética clínica, se utilizan campos con una intensidad de 0,2 a 1,5 T.

Cuando un paciente se coloca en un campo magnético intenso, todos los protones, que son dipolos magnéticos, giran en la dirección del campo externo (como la aguja de una brújula orientada hacia el campo magnético terrestre). Además, los ejes magnéticos de cada protón comienzan a rotar alrededor de la dirección del campo magnético externo. Este movimiento de rotación específico se denomina procesión y su frecuencia, frecuencia de resonancia. Cuando se pasan pulsos cortos de radiofrecuencia electromagnética a través del cuerpo del paciente, el campo magnético de las ondas de radio hace que los momentos magnéticos de todos los protones giren alrededor del momento magnético del campo externo. Para que esto suceda, la frecuencia de las ondas de radio debe ser igual a la frecuencia de resonancia de los protones. Este fenómeno se denomina resonancia magnética. Para cambiar la orientación de los protones magnéticos, los campos magnéticos de los protones y las ondas de radio deben resonar, es decir, tener la misma frecuencia.

Se crea un momento magnético neto en los tejidos del paciente: estos se magnetizan y su magnetismo se orienta estrictamente paralelo al campo magnético externo. El magnetismo es proporcional al número de protones por unidad de volumen de tejido. La enorme cantidad de protones (núcleos de hidrógeno) presentes en la mayoría de los tejidos implica que el momento magnético neto es lo suficientemente grande como para inducir una corriente eléctrica en una bobina receptora ubicada fuera del paciente. Estas señales de RM inducidas se utilizan para reconstruir la imagen de RM.

El proceso de transición de los electrones del núcleo del estado excitado al estado de equilibrio se denomina relajación espín-red o relajación longitudinal. Se caracteriza por el tiempo de relajación espín-red, T1, necesario para que el 63 % de los núcleos alcance el estado de equilibrio tras su excitación con un pulso de 90°. También se distingue el tiempo de relajación espín-espín, T2.

Existen varios métodos para obtener tomografías por resonancia magnética. Se diferencian en el orden y la naturaleza de la generación de pulsos de radiofrecuencia y en los métodos de análisis de la señal de RM. Los dos métodos más utilizados son el espín-red y el espín-eco. El espín-red analiza principalmente el tiempo de relajación T1. Diferentes tejidos (sustancia gris y blanca cerebral, líquido cefalorraquídeo, tejido tumoral, cartílago, músculos, etc.) contienen protones con diferentes tiempos de relajación T1. La intensidad de la señal de RM está relacionada con la duración de T1: cuanto más corto es T1, más intensa es la señal de RM y más brillante se ve la zona de la imagen en el monitor. El tejido adiposo se muestra en blanco en las tomografías por RM, seguido del cerebro y la médula espinal, los órganos internos densos, las paredes vasculares y los músculos, en orden descendente de intensidad de la señal de RM. El aire, los huesos y las calcificaciones prácticamente no producen señal de RM y, por lo tanto, se muestran en negro. Estas relaciones de tiempo de relajación T1 crean las condiciones necesarias para visualizar tejidos normales y alterados en las resonancias magnéticas.

En otro método de resonancia magnética, llamado eco de espín, se dirigen al paciente una serie de pulsos de radiofrecuencia que rotan los protones en precesión 90°. Tras detenerse los pulsos, se registran las señales de respuesta de la resonancia magnética. Sin embargo, la intensidad de la señal de respuesta se relaciona de forma diferente con la duración de T2: cuanto más corto es T2, más débil es la señal y, en consecuencia, menor es el brillo del brillo en la pantalla del televisor. Por lo tanto, la imagen final de la resonancia magnética con el método T2 es opuesta a la del método T1 (ya que un negativo es lo opuesto a un positivo).

Las tomografías por resonancia magnética (RM) muestran los tejidos blandos mejor que las tomografías computarizadas (TC): músculos, capas de grasa, cartílago y vasos sanguíneos. Algunos dispositivos pueden producir imágenes de vasos sanguíneos sin inyectar un medio de contraste (angiografía por RM). Debido al bajo contenido de agua en el tejido óseo, este no crea un efecto de blindaje, como en la TC de rayos X; es decir, no interfiere con la imagen de, por ejemplo, la médula espinal, los discos intervertebrales, etc. Por supuesto, los núcleos de hidrógeno no solo están presentes en el agua, sino que en el tejido óseo se encuentran fijados en moléculas muy grandes y estructuras densas, por lo que no interfieren con la RM.

Ventajas y desventajas de la resonancia magnética

Las principales ventajas de la resonancia magnética incluyen su no invasividad, inocuidad (sin exposición a la radiación), adquisición tridimensional de imágenes, contraste natural de la sangre en movimiento, ausencia de artefactos del tejido óseo, alta diferenciación de tejidos blandos y la posibilidad de realizar espectroscopía de masas (MP) para estudios in vivo del metabolismo tisular. La resonancia magnética permite obtener imágenes de capas delgadas del cuerpo humano en cualquier sección: en los planos frontal, sagital, axial y oblicuo. Es posible reconstruir imágenes volumétricas de órganos y sincronizar la adquisición de tomografías con la densidad del electrocardiograma.

Las principales desventajas suelen incluir el tiempo relativamente largo necesario para obtener imágenes (normalmente minutos), lo que conduce a la aparición de artefactos de los movimientos respiratorios (esto reduce especialmente la eficacia del examen pulmonar), arritmias (en el examen cardíaco), la incapacidad de detectar de forma fiable cálculos, calcificaciones, algunos tipos de patología ósea, el alto coste del equipo y su funcionamiento, los requisitos especiales para las instalaciones en las que se encuentran los dispositivos (blindaje contra interferencias), la imposibilidad de examinar a pacientes con claustrofobia, marcapasos artificiales, grandes implantes metálicos hechos de metales no médicos.

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Agentes de contraste para resonancia magnética

Al comienzo del uso de la resonancia magnética (RM), se creía que el contraste natural entre los diferentes tejidos eliminaba la necesidad de agentes de contraste. Pronto se descubrió que la diferencia de señales entre diferentes tejidos, es decir, el contraste de la imagen de RM, podía mejorarse significativamente mediante agentes de contraste. Cuando el primer agente de contraste para RM (con iones de gadolinio paramagnéticos) se comercializó, la información diagnóstica de la RM aumentó significativamente. La esencia del uso de agentes de contraste para RM reside en modificar los parámetros magnéticos de los protones de tejidos y órganos, es decir, modificar el tiempo de relajación (TR) de los protones T1 y T2. Actualmente, existen varias clasificaciones de agentes de contraste para RM (o, mejor dicho, agentes de contraste - CA).

Según el efecto predominante sobre el tiempo de relajación, el MR-KA se divide en:

• T1-CA, que acortan el T1 y, por lo tanto, aumentan la intensidad de la señal de MP tisular. También se denominan CA positivas.
• CA-T2 que acortan el T2, reduciendo la intensidad de la señal de RM. Estas son CA negativas.

Dependiendo de sus propiedades magnéticas, los MR-CA se dividen en paramagnéticos y superparamagnéticos:

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Agentes de contraste paramagnéticos

Los átomos con uno o más electrones desapareados poseen propiedades paramagnéticas. Estos son iones magnéticos de gadolinio (Gd), cromo, níquel, hierro y manganeso. Los compuestos de gadolinio son los más utilizados en la práctica clínica. El efecto de contraste del gadolinio se debe a la reducción de los tiempos de relajación T1 y T2. En dosis bajas, predomina el efecto sobre T1, aumentando la intensidad de la señal. En dosis altas, predomina el efecto sobre T2, reduciendo la intensidad de la señal. Los paramagnetos son actualmente los más utilizados en el diagnóstico clínico.

Agentes de contraste superparamagnéticos

_El efecto principal del óxido de hierro superparamagnético es el acortamiento del T2 de relajación. Al aumentar la dosis, se observa una disminución de la intensidad de la señal. Los CA ferromagnéticos, que incluyen óxidos de hierro ferromagnéticos estructuralmente similares a la ferrita de magnetita (Fe₂ ^+OFe₂₃ + _O₃ ), también pueden incluirse en este grupo de CA.

La siguiente clasificación se basa en la farmacocinética de CA (Sergeev PV et al., 1995):

• extracelular (no específico del tejido);
• gastrointestinal;
• organotrópico (específico del tejido);
• macromoleculares, que se utilizan para determinar el espacio vascular.

En Ucrania, se conocen cuatro AC-MR, que son AC paramagnéticos hidrosolubles extracelulares, de los cuales la gadodiamida y el ácido gadopentético se utilizan ampliamente. Los grupos restantes de AC (2-4) se encuentran en fase de ensayos clínicos en el extranjero.

MR-CA extracelular soluble en agua

Nombre internacional	Fórmula química	Estructura
Ácido gadopentético	Pentaacetato de dietilentriamina y dimeglumina de gadolinio ((NMG)2Gd-DTPA)	Lineal, iónico
Ácido gadotérico	(NMG)Gd-DOTA	Cíclico, iónico
Gadodiamida	Pentaacetato-bis-metilamida de dietilentriamina de gadolinio (Gd-DTPA-BMA)	Lineal, no iónico
Gadoteridol	Gd-HP-D03A	Cíclico, no iónico

Los CA extracelulares se administran por vía intravenosa, el 98% de ellos se excretan por los riñones, no penetran la barrera hematoencefálica, tienen baja toxicidad y pertenecen al grupo de sustancias paramagnéticas.

Contraindicaciones de la resonancia magnética

Las contraindicaciones absolutas incluyen aquellas condiciones en las que el examen supone una amenaza para la vida del paciente. Por ejemplo, la presencia de implantes que se activan electrónicamente, magnéticamente o mecánicamente; estos son principalmente marcapasos artificiales. La exposición a la radiación de radiofrecuencia de un escáner de resonancia magnética puede interrumpir el funcionamiento de un marcapasos que opera en el sistema de solicitud, ya que los cambios en los campos magnéticos pueden imitar la actividad cardíaca. La atracción magnética también puede provocar que el marcapasos se desplace en su alojamiento y mueva los electrodos. Además, el campo magnético obstaculiza el funcionamiento de implantes ferromagnéticos o electrónicos en el oído medio. La presencia de válvulas cardíacas artificiales es peligrosa y constituye una contraindicación absoluta solo cuando se examina en escáneres de resonancia magnética con campos altos y si se sospecha clínicamente daño valvular. Las contraindicaciones absolutas para el examen también incluyen la presencia de pequeños implantes quirúrgicos metálicos (clips hemostáticos) en el sistema nervioso central, ya que su desplazamiento debido a la atracción magnética amenaza con causar hemorragia. Su presencia en otras partes del cuerpo representa una amenaza menor, ya que, tras el tratamiento, la fibrosis y la encapsulación de las pinzas contribuyen a su estabilidad. Sin embargo, además del peligro potencial, la presencia de implantes metálicos con propiedades magnéticas puede causar artefactos que dificultan la interpretación de los resultados del estudio.

Contraindicaciones de la resonancia magnética

Absoluto:	Relativo:
Marcapasos	Otros estimulantes (bombas de insulina, estimuladores nerviosos)
Implantes de oído medio ferromagnéticos o electrónicos	Implantes de oído interno no ferromagnéticos, prótesis de válvulas cardíacas (en campos altos, si se sospecha disfunción)
Clips hemostáticos de vasos cerebrales	Clips hemostáticos en otras localizaciones, insuficiencia cardíaca descompensada, embarazo, claustrofobia, necesidad de monitorización fisiológica.

Las contraindicaciones relativas, además de las mencionadas anteriormente, incluyen la insuficiencia cardíaca descompensada y la necesidad de monitorización fisiológica (ventilación mecánica, bombas de infusión eléctricas). La claustrofobia dificulta el estudio en el 1-4% de los casos. Esta puede superarse, por un lado, mediante el uso de dispositivos con imanes abiertos y, por otro, mediante una explicación detallada del dispositivo y del desarrollo del examen. No hay evidencia de efectos perjudiciales de la resonancia magnética en el embrión ni en el feto, pero se recomienda evitarla durante el primer trimestre del embarazo. El uso de la resonancia magnética durante el embarazo está indicado en casos en los que otros métodos de diagnóstico por imagen no ionizantes no proporcionen información satisfactoria. La resonancia magnética requiere mayor participación del paciente que la tomografía computarizada, ya que los movimientos del paciente durante el examen tienen un efecto mucho mayor en la calidad de las imágenes, por lo que el examen de pacientes con patología aguda, alteración de la consciencia, trastornos espásticos, demencia, así como en niños, suele ser difícil.

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