El estudio por neuroimágenes es una herramienta de suma importancia en el diagnóstico de los tumores del sistema nervioso central. El objetivo del siguiente trabajo es desarrollar conceptos básicos sobre las diferentes técnicas de neuroimágenes, generar un protocolo de exploración y efectuar algunas recomendaciones para la realización de estos estudios, para lograr un mejor diagnóstico y seguimiento de un paciente con tumor cerebral; en definitiva, ser una guía durante la etapa diagnóstica y el seguimiento de estos pacientes.
Este trabajo está dirigido a un vasto número de profesionales, fundamentalmente neurólogos, clínicos, neurocirujanos, neurooncólogos, neurorradiólogos y técnicos en neuroimágenes.
Neuroimaging is an important tool in the diagnosis of tumors of the central nervous system. The aim of this work is to review basic concepts of different neuroimaging techniques, generate a neuroimaging protocol, and make recommendations for the conduct of the studies, to better diagnose and monitor patients with brain tumors. Ultimately, our work could be used as a guide to study and monitor central nervous system tumor patients.
This work is aimed at clinical neurologists, neurosurgeons, neuro-oncologists, neuroradiologists, and neuroimaging technicians.
La tomografía computarizada (TC), en la mayoría de los centros, es el estudio inicial de los pacientes con afección intracraneal; sin embargo, su sensibilidad para detectar neoplasias es inferior con relación a la resonancia magnética (RM). Su utilidad respecto de las lesiones expansivas intracraneales se reserva para: a) la primera aproximación diagnóstica; b) la detección de calcificaciones; c) hemorragia intratumoral aguda; d) evaluación de la afectación ósea; e) hidrocefalia, y f) como guía para la biopsia estereotáctica.
Las técnicas convencionales y avanzadas de RM se basan en las propiedades físicas de los protones tisulares. En los últimos años, las técnicas avanzadas de RM y el uso de radiofármacos aminoácidos en la tomografía por emisión de positrones (PET) (captados intensamente por los tumores gliales) han permitido apreciar algunos de los aspectos de la microestructura y fisiología tumoral1,2.
Este trabajo tiene por objeto ser una guía del estudio por imágenes de los tumores del sistema nervioso central (SNC), dirigido a neurólogos clínicos, neurocirujanos, neurooncólogos, neurorradiólogos y técnicos en TC, RM y PET.
Neuroimágenes: generalidadesLa interpretación cualitativa de la RM básica de un tumor cerebral (que incluye secuencias T1 sin y con gadolinio, T2 y FLAIR) permanece como el eje principal del estudio por neuroimágenes3. Sin embargo, en un número significativo de pacientes estas secuencias no serán suficientes para realizar una aproximación a la histopatología subyacente, ni a un adecuado diagnóstico diferencial, graduación y seguimiento del paciente con tumor intracraneal.
Creemos que es fundamental la presencia de un experto en neuroimágenes durante la realización de los estudios.
Así, los objetivos de la RM en el estudio de un tumor cerebral incluyen:
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El diagnóstico diferencial inicial, para permitir la distinción entre un tumor y otras lesiones no neoplásicas como la isquemia, infecciones, desmielinización seudotumoral, etc., y para diferenciar una neoplasia glial de otros tumores primarios y de las metástasis.
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Definir el área de mayor actividad celular, estimando el grado y extensión tumoral.
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La planificación preoperatoria como guía, desde la biopsia a la resección completa, así como de la radioterapia.
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El seguimiento de la respuesta terapéutica y la progresión de la enfermedad, incluyendo la diferenciación entre recaída tumoral, seudoprogresión y radionecrosis.
Estos objetivos están relacionados, y se evalúan con diferentes técnicas avanzadas de RM que permiten caracterizar y monitorizar las 4 características fisiopatológicas independientes más importantes de un tumor cerebral:
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Celularidad.
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Agresividad.
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Metabolismo.
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Vascularización.
A continuación se desarrollarán conceptos básicos de las diferentes técnicas, características, diferentes utilidades, y las referencias citadas permitirán al lector interesado profundizar sobre ellas.
DifusiónLa difusión cerebral refleja la movilidad de las moléculas de agua, y el coeficiente aparente de difusión (ADC) está determinado por las barreras tisulares a la difusión (membranas celulares), reflejando esto último la celularidad tisular. Esta técnica es rápida y fácil de realizar.
Si bien lo deseable es la evaluación cuantitativa del ADC, el análisis cualitativo se realiza de rutina y es de gran utilidad.
Los mapas de ADC en un paciente con tumor cerebral pueden proveer información similar a la de la PET con fluorodesoxiglucosa en casos de tumores con alto metabolismo glucídico. Hay una importante superposición entre el ADC y la PET comparados con las secuencias contrastadas de RM4. El ADC puede ser de utilidad para valorar el grado tumoral y predecir la progresión de la enfermedad. Se describió una relación inversa entre los valores de ADC y el índice de proliferación celular Ki-675.
La difusión es útil para diferenciar tumores cerebrales de lesiones expansivas no neoplásicas. La difusión tiene gran sensibilidad y especificidad para distinguir diferentes entidades con ADC bajo como el tumor epidermoide (presencia de queratina y colesterol), los abscesos fundamentalmente de etiología bacteriana, un quiste aracnoideo (con señal similar al LCR) y la necrosis tumoral, estos 2 últimos con ADC alto6–8.
La difusión también es útil en el diagnóstico diferencial de las neoplasias cerebrales. Junto a las características en las diferentes secuencias convencionales, el ADC bajo de un tumor intraaxial sugiere la presencia de un linfoma, meduloblastoma y los tumores neuroectodérmicos primitivos en general, ya que la elevada celularidad de estos tumores generalmente tienen un ADC significativamente más bajo que el de un glioma9–11. Por su menor celularidad, los gliomas de bajo grado muestran un ADC mayor que los glioblastomas12,13. Estos resultados son retrospectivos y ninguno ha sido validado prospectivamente.
La correlación inversa entre ADC y celularidad tisular ha sido verificada histológicamente en una amplia variedad de tumores9,14–18. Puede diferenciar los meningiomas benignos de malignos, y gliomas de bajo y alto grado17,19,20. La heterogeneidad del ADC dentro de un grado tumoral refleja la heterogeneidad de la celularidad, así como la presencia de necrosis, hemorragia, calcificaciones y edema vasogénico19,21–23.
En la RM postoperatoria inmediata (dentro de las 72h, idealmente 24h), la necrosis isquémica en el margen de la resección quirúrgica y la infección bacteriana pueden producir un ADC bajo focal y difusión elevada, además de provocar cambios morfológicos que deben distinguirse del tumor remanente24–26.
La difusión puede ser muy útil en el seguimiento de la respuesta del tratamiento neurooncológico, ya que la radiación y la quimioterapia reducen la celularidad tumoral y aumentan el ADC en el área con respuesta al tratamiento15,16,27–30. El ADC de un glioma no se modifica significativamente con la terapia esteroidea ni con el uso de inhibidores de la angiogénesis ya que estos no afectan a la celularidad31.
Tensor de difusiónEl tensor de difusión y la tractografía permiten una buena representación de la orientación e integridad de los tractos nerviosos. Esto se debe a que las vainas de mielina de la sustancia blanca son una de las principales barreras a la difusión del agua extracelular en el cerebro32.
La tractografía es útil para identificar la localización de los tractos nerviosos elocuentes cercanos al tumor, desplazados o invadidos por este, y así permitir una mayor preservación de estos32–35.
En los gliomas, el grado de organización de los tejidos decrece progresivamente desde el tejido circundante hacia el centro del tumor, acompañado de una disminución concordante del pico de N-acetil-aspartato (NAA) por espectroscopia32.
EspectroscopiaEsta técnica evalúa metabolitos cerebrales medidos en partes por millón y que se representan en un gráfico espectral36.
El NAA es un marcador del número y función neuronal, la creatina del metabolismo y depósito energético (la creatina es el más estable de los metabolitos y es de referencia), y la colina de la síntesis y degradación de membrana. Es así que los procesos que producen lesión neuronal disminuyen el pico de NAA, los que estimulan la proliferación de la glía o su lesión incrementan el pico de colina, y aquellos que producen necrosis ponen en evidencia picos de lactato y de lípidos37–39. Es importante, en el análisis de los datos, contar con un vóxel de referencia posicionado en tejido aparentemente sano.
La espectroscopia típica de un glioma se caracteriza por una elevación del pico de la colina y un pico de NAA bajo o ausente, y en el caso de glioblastoma, debido a la presencia de necrosis se observan además picos de lípidos y lactato. En los gliomas de bajo grado se puede distinguir una elevación del pico de mioinositol (marcador astrocitario), y el pico de colina suele ser menor que en los de alto grado. Las metástasis tienen un patrón espectroscópico similar al del glioblastoma, aunque en las primeras la señal peritumoral por edema vasogénico no presenta alteraciones, a diferencia de lo que sí ocurre debido a la infiltración tumoral en el glioma. En el meduloblastoma la presencia de un pico de taurina podría ayudar a distinguirlo del astrocitoma cerebeloso40. El meningioma muestra colina muy elevada sin NAA (no contiene neuronas) y es característica la presencia de un pico de alanina (algunos estudios han postulado que se trata de una vía metabólica alternativa en los meningiomas que afecta al glutamato y al glutatión, y que produce alanina) lo que podría ayudar a diferenciarlo de las metástasis durales y gliomas periféricos de alto grado41,42.
La espectroscopia no es específica y por esto no puede establecer el diagnóstico diferencial entre distintos tipos de neoplasias, y otras lesiones expansivas no neoplásicas. El pico de colina elevado se puede observar en un tumor, en la desmielinización aguda o en la isquemia; la reducción del pico de NAA, con picos de lactato y lípidos, se puede ver en neoplasias grado iv (clasificación de la Organización Mundial de la Salud43) y en la isquemia, aunque el pico de colina no será tan importante en esta última44–47. Sin embargo, la espectroscopia, junto a la secuencia de difusión, puede ser de gran ayuda en la diferenciación entre la necrosis quística tumoral o posradiación y el absceso. En este último caso, la detección de aminoácidos esenciales (p. ej., valina, leucina e isoleucina) en el espectro de la lesión sugiere la presencia de neutrófilos polimorfonucleares activados y por ende infección7,48.
La relación elevada de colina/NAA≥1,5 orienta hacia un tumor glial, y si el valor es>2,5 hacia un glioma de alto grado (grados iii o iv)20,49–51. La presencia de lípidos y lactato en un glioma sugiere un tumor de alto grado con necrosis y metabolismo anaeróbico (glioblastoma)20,39,52. Entonces, la espectroscopia es una herramienta de gran utilidad en la biopsia de un tejido tumoral, direccionando el blanco a áreas indicativas de mayor actividad mitótica dentro de un glioma de aspecto heterogéneo53; asimismo, para la identificación de mayor actividad metabólica y extensión tumoral para la planificación del tratamiento radiante54,55.
La espectroscopia puede ser útil para diferenciar recurrencia o progresión tumoral de seudoprogresión y radionecrosis. El descenso de picos de NAA y colina, y con presencia de lípidos y lactato en el espectro, sugiere necrosis, especialmente si se lo combina con un ADC elevado y un volumen sanguíneo cerebral relativo bajo (rCBV). Por otro lado, un aumento significativo en la colina asociado a una disminución del NAA en el tiempo, es decir, el aumento de la relación colina/NAA, es un indicador sensible de recurrencia tumoral si la imagen es indicativa56–59. Esto debe ser validado en estudios clínicos prospectivos, por lo que en la actualidad la decisión clínica de cambiar o no el tratamiento en el caso de seudoprogresión versus progresión tumoral no debe basarse en los resultados de la espectroscopia, aunque la técnica es promisoria.
Perfusión y permeabilidadLas técnicas de perfusión y permeabilidad por RM permiten medir parámetros como el rCBV y la permeabilidad vascular. Estas reflejan la neovascularización, la alteración de la barrera hematoencefálica (BHE), y el aumento de la permeabilidad capilar y volumen sanguíneo tumorales, evaluados durante el primer paso del bolo de gadolinio. El rCBV se muestra como un mapa a color donde cada color corresponde a un rCBV en unidades arbitrarias. La medición del rCBV debe hacerse con relación a una referencia estándar, o sea, la sustancia blanca aparentemente normal contralateral60,61.
Un rCBV bajo con un pasaje significativo del contraste al espacio extracelular sugiere metástasis, cuando esta no sea hipervascularizada (p. ej., carcinoma de células claras de riñón), o linfoma, especialmente si se correlaciona con un ADC bajo62. Una lesión solitaria que presenta realce y un rCBV alto, indica un tumor glial10. La perfusión con rCBV elevado ≥ 1,75 puede sugerir un glioma de alto grado, muy vascularizado; estos valores podrían ayudar en el diagnóstico diferencial con otras lesiones como linfoma, absceso cerebral y lesión desmielinizante seudotumoral, que presentan un rCBV bajo63,64. En el absceso cerebral, el rCBV es menor o similar a la sustancia blanca que lo rodea8.
Hay una fuerte correlación entre el rCBV tumoral y el grado del astrocitoma65–71. A medida que aumenta el grado del astrocitoma, el rCBV tumoral máximo tiende a aumentar. Áreas con un rCBV máximo ≥1,75 son muy indicativas de malignización71–73.
Los gliomas de alto grado con rCBV<1,75 versus rCBV≥1,75 muestran diferencias significativas en el tiempo; los primeros demostraron un volumen tumoral más estable, y los segundos un aumento más rápido del mismo. El incremento en el rCBV puede preceder al realce con gadolinio hasta en un año, reflejando el cambio angiogénico en la biología tumoral74. Hay que tener en cuenta que los oligodendrogliomas pueden tener rCBV elevado más allá del grado histológico, y puede ser útil para distinguirlos de un astrocitoma de bajo grado cuando las secuencias morfológicas no son de ayuda en la diferenciación75.
Por otro lado, la supervivencia libre de progresión es significativamente menor en gliomas de bajo y alto grado con rCBV basal ≥ 1,75 comparada con la de gliomas de bajo y alto grado con un rCBV<1,7576–79.
El rCBV máximo ha demostrado su utilidad en la planificación y guía preoperatoria de la biopsia y/o resección del área de mayor grado de un tumor de aspecto heterogéneo50,73.
El rCBV<1,75 en combinación con un ADC alto es característico de la radionecrosis80,81. Es importante obtener los mapas preoperatorios del rCBV para evaluar los cambios en el tiempo, y detectar la recurrencia tumoral. Se debe tener en cuenta que el uso de corticoides puede afectar a la permeabilidad vascular72.
Tomografía por emisión de positronesSe basa en la detección y análisis de la distribución de un radiofármaco de vida media corta administrado en forma intravenosa82.
Los radiofármacos más utilizados en neurooncología son la 18fluorodesoxiglucosa (18FDG) y trazadores aminoácidos (11C-metionina, F-fluoroetiltirosina y F-fluorodihidroxifenilalanina). La captación de FDG refleja el metabolismo tisular de la glucosa, que es elevada en los tumores de alto grado, al igual que la sustancia gris normal, generando poco contraste entre el parénquima cerebral y el tumor. Asimismo, los tumores de bajo grado suelen presentar una captación similar a la sustancia blanca, siendo aún más complicada su diferenciación83. Sin embargo, podría ser de utilidad en el seguimiento de tumores de bajo grado que muestren cambios en las neuroimágenes y que en el estudio comparativo de 18FDG-PET/TC presenten incremento de la afinidad por el radiotrazador, siendo esto muy indicativo de transformación anaplásica2,84.
Los trazadores aminoácidos, en comparación con la 18FDG, son captados intensamente por los tumores gliales y poco por el tejido nervioso normal, generando un contraste mayor entre el tumor y el resto del parénquima cerebral. Esta característica los ha convertido en los radiofármacos de elección en neurooncología. Dentro de este grupo, la metionina marcada con 11C es la más utilizada. La 11C-metionina puede ser útil para planificación de la biopsia, valoración de la extensión tumoral y para diferenciar una recurrencia tumoral de los cambios relacionados con los tratamientos quirúrgicos y radiantes (seudoprogresión). La 11C-metionina es superior a la 18FDG en la detección de tumores de bajo grado, pero no puede diferenciar adecuadamente los gliomas de bajo de los de alto grado porque existe significativa superposición de los niveles de captación85.
El estudio por PET no estaría indicado, inicialmente, en el algoritmo diagnóstico de una lesión expansiva intracraneal ya que presenta bajo valor predictivo negativo.
ConclusiónLas técnicas avanzadas de RM reflejan la celularidad tumoral, el metabolismo, la invasividad, la densidad neovascular capilar y la integridad o no de la BHE. Estas técnicas permiten una mejor comprensión de la biología y fisiología tumoral, ayudando al médico en la toma de decisiones respecto al tratamiento y seguimiento de los pacientes con neoplasias cerebrales. Para ello, los pacientes con lesiones expansivas tumorales primarias o secundarias debieran ser estudiados con equipos de alto campo (al menos 1,5T).
RecomendacionesEl estudio por neuroimágenes debería constar de 20 imágenes por placa con un CD autoinstalable en formato DICOM.
El protocolo sugerido para el estudio de un tumor del SNC es el siguiente:
RM de alto campo (≥1,5 T) con cortes de 5mm con o sin intervalo entre los cortes (gap), y estos no deben exceder 1mm:
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T1 axial y sagital sin gadolinio.
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T1 con gadolinio axial, y volumétrico de 2mm.
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T2 axial y coronal.
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FLAIR axial.
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GRE axial.
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Difusión y coeficiente aparente de difusión (mapa de ADC).
Para aquellas lesiones expansivas que no tengan un claro patrón clínico-imagenológico tumoral y/o para la planificación del blanco de la biopsia estereotáctica, se sugiere completar el protocolo con:
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Espectroscopia y perfusión cerebral.
Otras técnicas según disponibilidad en el centro y para una detallada planificación de la estrategia quirúrgica, y en los casos donde sea necesario por la localización del tumor:
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Tensor de difusión-tractografía.
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RM funcional para la identificación de áreas elocuentes.
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Tomografía por emisión de positrones con 11C-metionina en los casos de seguimiento y no de diagnóstico inicial.
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
