Resonancia magnética nuclear en la investigación clínica: más allá de la imagen
- Autores: Nahum Calvo Malvar
- Directores de la Tesis: Jorge Joven Maried (dir. tes.), Josep M. Alegret i Colomé (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Rovira i Virgili ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Rosa Solà i Alberich (presid.), Juan Rubiés Prat (secret.), Juan Pedro-Botet Montoya (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad Rovira i Virgili
- Materias:
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- Resumen
Resonancia magnética nuclear en la investigación clínica: más allá de la imagen Justificación y necesidades de la Investigación En esta tesis se presentan de forma conjunta dos manuscritos en los que se han utilizado nuevas técnicas de Resonancia Magnética Nuclear (RM) puestas a punto por el doctorando aplicadas a la investigación clínica en patología cardiovascular y hepática.
La Resonancia Magnética Cardiovascular (RMC) se muestra como una técnica capaz de ofrecer una imagen global, tanto anatómica como funcional, de las cámaras cardíacas y de los grandes vasos. Sin embargo, hasta ahora su aplicación como test de esfuerzo ha sido muy limitada. En el primer estudio se presenta una nueva técnica en la que se utiliza la RMC en el estudio de la repercusión del ejercicio estático (EE) sobre la función cardiovascular.
Por otra parte, en el segundo trabajo se desarrolla una técnica de espectroscopia hepática por RM que combinada con secuencias habituales de fase y fase opuesta se utiliza en el estudio del hígado graso no alcohólico (HGNA) en pacientes con obesidad mórbida. Pese a que puede aportar información metabólica sin toma de biopsias, el estudio hepático con espectroscopia con RM (ERM) no se utiliza de forma habitual en la práctica clínica. Esto probablemente tiene que ver limitaciones técnicas por resolver.
En este trabajo se valora la utilidad de la RM en el estudio del HGNA en pacientes con obesidad mórbida, valorando la utilidad de esta técnica en el diagnóstico y estadificación del HGNA así como en la obtención de perfiles metabólicos con ERM que podrían ayudar a conocer factores pronóstico de evolución a esteatohepatitis no alcohólica (EHNA). Es importante disponer de técnicas no invasivas que permitan diagnosticar y estadificar el HGNA. En el momento actual se desconocen los factores y mecanismos fisiopatológicos que pueden condicionar la evolución a EHNA y un mal pronósticos en pacientes con obesidad mórbida y HGNA.
Material y Métodos en el Artículo 1: Acute effect of static exercise on the cardiovascular system: assessment by cardiovascular magnetic resonance.
Un total de 12 voluntarios sanos fueron sometidos a RMC utilizando secuencias de cine-RM estándar y secuencias de contraste de fase; este procedimiento se repitió de forma basal y durante la práctica de máxima sostenida EE.
Protocolo de Ejercicio El modelo de EE es el levantamiento con ambas piernas de un peso máximo graduable en función de la capacidad del participante.
Protocolo de RMC Todas las exploraciones se realizaron con una RM de 1.5 Tesla utilizando una bobina de 8 canales phased-array (GE Signa, GE Medical Systems, Milwaukee, Wisconsin, EE.UU.). Las imágenes fueron adquiridas con sincronización ECG retrospectiva y en apnea (tanto en el estudio basal como en el estudio de RMC con EE). El estudio de función del VI y del VD consistía en una adquirir un bloque de imágenes continuo con secuencias cine en eje corto adquiridos desde la base hasta el ápex cardíaco utilizando secuencias de estado estacionario para la precesión libre (FIESTA).
El flujo aórtico se cuantificó mediante secuencias de contraste de fase obteniéndose un mapa de velocidad a través de un plano. Se realizan adquisiciones perpendiculares a la dirección del flujo en la aorta ascendente al nivel de la bifurcación de la arteria pulmonar y se mide la velocidad de flujo a través del plano de la imagen dentro de cada vóxel.
En el mismo nivel de la aorta ascendente, se adquirieron secuencias FIESTA para evaluar los cambios relacionados con el ciclo en la aorta ascendente en secciones realizadas en área transversal.
Las adquisiciones se realizaron de forma basal y se repitieron con los pacientes realizando EE levantando peso con las piernas, tal y como se describió anteriormente.
Material y Métodos en el Artículo 2: Liver fat deposition and mitochondrial dysfunction in morbid obesity: An approach combining metabolomics with liver imaging and histology.
Pacientes candidatos a cirugía bariátrica son estudiados con una RM de 1.5 Teslas Signa HDx con protocolos que permiten cuantificar la grasa con secuencias en fase y fase opuesta así como hacer una valoración metabólica con secuencias de espectroscopia univóxel. También se utilizan ténicas de metabolómica 1H-resonancia magnética nuclear (1H-RMN) para estudio de muestras hepáticas obtenidas en cirugía o mediante biopsia en controles de pacientes operados.
Población de estudio: Se trata de un estudio prospectivo, observacional, realizado en único Centro, transversal, con una duración preestablecida de 1 año, 19 pacientes fueron incluidos en el estudio.
Los pacientes seleccionados habían sido envidos al Servicio de Cirugía de nuestro hospital para la evaluación por obesidad mórbida [índice de masa corporal (IMC) ≥ 40], y cumplían criterios clínicos para la realización de gastrectomía laparoscópica.
Se descartó la presencia de enfermedades virales del hígado a través de análisis estándar de laboratorio.
Los pacientes seleccionados fueron evaluados clínicamente inmediatamente antes de la cirugía (<24 h) y después de un período de 12 meses.
Biopsia hepática La biopsia hepática se realizó siguiendo estrictamente las directrices y recomendaciones establecidas por la American Association for the Study of Liver Diseases (38).
Las biopsias del hígado se obtuvieron durante el procedimiento quirúrgico asegurando la ubicación precisa de la extracción en la misma localización en el que se había obtenido la espectroscopia con RM.
El procedimiento se realizó con agujas de biopsia, se desestimó la realización de resección en cuña para evitar una sobreestimación de la fibrosis debido a la proximidad de la muestra obtenida a la cápsula.
Las biopsias de hígado después de la cirugía (12 meses) se realizaron con técnica percutánea guiada por ecografía inmediatamente después de la evaluación de la RM.
Patólogos entrenados evaluaron las muestras histológicas.
Imagen por Resonancia Magnética y Espectroscopia por Resonancia Magnética Los datos de imagen con RM y ERM fueron adquiridas en un Resonancia Signa HDx de 1.5 Teslas (GE Signa, GE Medical Systems, Milwaukee, Wisconsin, EE.UU.).
Los pacientes estaban en ayunas desde la noche anterior y los estudios se realizaron en decúbito supino utilizando una bobina de 16 canales acopladas en fase (General Electric Bobinas, Cleveland, OH).
Secuencias en fase y fase opuesta.
Las secuencias en fase y fase opuesta se utilizaron para cuantificar de forma no invasiva la fracción de grasa en el hígado.
Los valores de intensidad de la señal (IS) se obtuvieron de las regiones pre-diseñadas mediante un ROI (Region of Interest) en el hígado de 20 x 20 mm. También se midieron valores de intensidad en el bazo (ROI de 20 mm × 20 mm) y en la musculatura paravertebral (ROI de 5 mm x 5 mm). Las mediciones en bazo y musculatura paravertebral se utilizaron para valorar la existencia de posible efecto T2, este efecto esta descrito en relación con presencia de depósitos férricos y podría distorsionar la medición de grasa hepática en secuencias en fase y fuera de fase.
La fracción de grasa hepática se midió de acuerdo con la fórmula: Señal en fase – Señal en fase opuesta / 2 x Señal en fase.
La distribución de grasa visceral y subcutánea se cuantificó en las imágenes fuera de fase, para ello se delimitó la grasa en estas localizaciones a nivel L4 mediante un ROI y se realizaron medidas del área que ocupaban tanto la grasa visceral como la subcutánea.
Secuencias de Espectroscopia.
La secuencia de espectroscopia se utilizó para medir metabolitos en el hígado. Se realizó en apnea con técnica de un único vóxel.
Se realizaron 16 adquisiciones, la repetición de adquisiciones permite desestimar los picos de señal en relación con artefactos que no corresponden a metabolitos reales.
El vóxel mide 20 mm3 fue colocado manualmente en una zona posterior y medial del lóbulo hepático derecho con un doble objetivo: que esté alejado del diafragma evitando artefactos por movimientos cardiorespiratorios y que resulte accesible a la biopsia en el acto quirúrgico. Resulta importante la coincidencia anatómica entre la zona de biopsia y el área en la que se realizan mediciones con RM, debido a la posibilidad de distribución heterogénea de la grasa en el hígado que podría dar resultados falsamente discordantes entre las biopsias y el estudio con RM. El procedimiento de biopsia fue planificado de forma meticulosa por el radiólogo y el cirujano conjuntamente. Además es fundamental que esté alejado de los vasos hepáticos para evitar artefactos en relación con el flujo vascular y que exista al menos a 1 cm de distancia del borde hepático para evitar artefactos y evitar obtener muestras no representativas, el parénquima periférico frecuentemente no es representativo de los cambios metabólicos y fisiopatológicos del hígado. La ERM se analizó utilizando el software específico SAGE (Spectroscopy Analysis General Electric) para reconstrucción de espectroscopia univóxel PROBE-Q normalizado por la señal de agua. Se calcularon la amplitud y el área bajo la curva de cada pico detectable para realizar cuantificaciones metabólicas.
Estudio de metabolómica Las muestras hepáticas fueron sometidas a estudio de metabolómica basada en 1H-RMN. Los espectros de 1H-RMNA de una y dos dimensiones se obtuvieron a una frecuencia 600,20 MHz usando un espectrómetro Avance Ⅲ-600 Bruker equipado con una criosonda 5 mm TCI 5 de detección inversa (Bruker, Rheinstetten, Alemania).
Conclusiones más relevantes En esta tesis se han presentado dos artículos en los que se describe la utilidad de dos nuevas técnicas de RM aplicadas a la investigación clínica.
En el primero de ellos se describe una técnica que permite estudiar la respuesta cardiovascular al EE mediante RMC. Las conclusiones obtenidas son las siguientes: 1. La técnica es factible y reproducible.
2. Los datos obtenidos aportan nuevos e importante datos para entender la fisiología cardiovascular del EE. En individuos sanos, el EE agudo máximo estático produjo una reducción de los volúmenes del ventrículo izquierdo, ventrículo derecho y de la vena cava superior, así como signos de aumento de la rigidez aórtica, sin incrementar la tensión de la pared VI sistólica.
3. La técnica descrita se postula como una técnica aplicable al estudio de la respuesta cardiovascular al EE en diversas patologías cardiovasculares.
En el segundo se utiliza la RM como técnica para el estudio de esteatosis en pacientes con obesidad mórbida. Se obtienen las siguientes conclusiones: 1. La RM es una técnica no invasiva, adecuada para estadificar con precisión el HGNA en pacientes obesos y para evaluar el seguimiento clínico de la cirugía bariátrica.
2. En pacientes sin factores de riesgo añadido, los datos de ERM, la biopsia hepática y la medición del contenido de grasa del hígado pueden considerarse superfluos, resultando innecesaria la aplicación de técnicas invasivas.
