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Técnicas de neuroimágenes a partir de radioisótoposLas técnicas de neuroimágenes a partir de radioisótopos o tomografías de emisión de positrones PET (del inglés, Positron Emission Tomography) o de fotón único SPECT, consisten en la obtención, por medio de detectores especializados de radiaciones nucleares (cámaras gamma rotatorias o cámaras positrónicas), de la distribución tridimensional de un radiofármaco (radioisótopo + fármaco) previamente administrado al paciente y que se distribuye en el cerebro de acuerdo con algún proceso bioquímico o fisiológico. En la SPECT se emplean radioisótopos emisores de radiación gamma, mientras que en la PET, emisores de positrones. En ambos casos son radioisótopos cuyas radiaciones no constituyen un peligro para la salud humana (excepto en mujeres embarazadas) con dosis de radiación comparable y, en algunos casos, menor, con los rayos X, los cuales son ampliamente utilizados en la medicina moderna.La PET ha sido considerada superior a la SPECT por la mayor diversidad de moléculas orgánicas que se pueden marcar con los emisores positrónicos más utilizados (C11, F18 y O15), y por tanto, mayor variedad de procesos evaluables, y por la mayor exactitud con respecto a la SPECT. De hecho, la PET ha comenzado a trazar un puente entre la clínica neurológica y los últimos avances de la neurobiología. No obstante, los altos costos de la PET han motivado, en los últimos años, el desarrollo de la SPECT en tres direcciones: 1) la instrumentación; 2) los problemas asociados con la cuantificación; y 3) el empleo de radiofármacos con afinidad por neurorreceptores marcados con emisores gamma, I23 primero y, más recientemente, marcados con Tc99m. Todos estos adelantos han reducido considerablemente la distancia que separa ambas técnicas, con la ventaja para la SPECT por su mucho menor costo.La SPECT fue creada en 1963 por Kuhl y Edwards, y su lento avance inicial se debió a limitaciones en el campo de la instrumentación y de la radiofarmacia. Sin embargo, a partir de la segunda mitad de la década del setenta ha tenido lugar un rápido crecimiento de estas dos áreas, íntimamente vinculadas en el desarrollo histórico de la medicina nuclear.Los radiofármacos que más se utilizan en la SPECT son de dos clases, los que se distribuyen de manera proporcional al flujo sanguíneo cerebral regional (FSCr) y aquellos que se distribuyen de acuerdo con la densidad de un neurorreceptor.Entre los radiofármacos que se distribuyen de manera proporcional al FSCr se encuentran: Xenón 133 (Xe133), Xenón 127 (Xe 127), Tl 201 -diethyldithiocarbamate (Tl 201 -DDC), I123 - hidroxil-metil-iodo-benzil-propano-diamina (I 123 - HIPDM), I123 -ioanfetamina (I 123 -IMP), Tc 99m - etil-cisteinato-dímero (Tc 99m -ECD) y Tc 99m - hexametil-proline-amina-oxima (Tc 99m - HMPAO). De todos ellos, los más utilizados son los marcados con Tc 99m (HMPAO y ECD) por la calidad de la imagen, su menor costo y mayor disponibilidad. En particular, el Tc 99m - HMPAO es el radiofármaco que más se ha utilizado, y se cuenta con una mayor experiencia clínica. Es liposoluble, neutro eléctricamente y tiene bajo peso molecular, de aquí su capacidad para cruzar la barrera hematoencefálica. De manera general, al llegar al tejido cerebral, al llegar al tejido cerebral el HMPAO reacciona con el glutatión, el cual lo hidroliza quedando retenido en el tejido de manera proporcional al FSCr durante 4 horas aproximadamente, representando el FSCr correspondiente en el momento de la inyección (figura 1). Su principal desventaja es su baja estabilidad, por lo que ha crecido el interés en el Tc99m -ECD, el cual tiene mayor estabilidad in vitro.Los radiofármacos que se distribuyen de acuerdo con la densidad de un neurorreceptor son más recientes en la historia de la SPECT cerebral, y han revolucionado el uso de esta técnica en la neurología y la psiquiatría. Las imágenes a partir de estos compuestos tienen la ventaja de ofrecer información mucho más específica con relación al funcionalismo cerebral. Entre los radiofármacos más utilizados con afinidad por neurorreceptores se encuentran: con afinidad por receptores dopaminérgicos, principalmente D₂, I123 -iodobenzamide, I123 -epidepride, I 123 -iodobenzufurán y otros; con afinidad por receptores colinérgicos, I123 -iodoexetimida y I123 -3 quinuclidiny 4-iodobenzilate; y con afinidad por receptores benzodiazepínicos, el I123 -iomacenil. También han demostrado ser muy útiles los estudios simultáneos con dos radiofármacos diferentes, marcados también con distintos radioisótopos, uno para visualizar el FSCr y el otro para visualizar la densidad de un determinado neurorreceptor.El área de la radiofarmacia ha sido siempre la que crece más rápidamente y en forma más continua. Sin embargo, la instrumentación disponible debe satisfacer los requerimientos de estos nuevos compuestos.Los instrumentos o sistemas SPECT actuales son de dos tipos: los estáticos, que suponen que la distribución del radiofármaco no varía temporalmente, y los dinámicos, en los cuales se pueden estudiar también cambios rápidos de la distribución.Los sistemas dinámicos son los menos difundidos, y en general se emplean para los estudios del FSCr a partir del aclaramiento cerebral del Xe133 o del Xe127. Tienen la ventaja de que se puede medir el FSCr en unidades absolutas (ml/min.), aunque las imágenes obtenidas son de menor calidad y sólo se pueden lograr de uno a tres cortes en cada estudio. Entre los sistemas de este tipo se encuentran los ASPECT (anular SPECT), consistentes en un arreglo anular de varios detectores.Los sistemas estáticos son los más difundidos, y en los últimos años han evolucionado considerablemente, hasta el punto de llegar a alcanzar una resolución espacial por debajo de los 5 mm, comparable a los sistemas PET más modernos. Estos logros se deben al empleo de múltiples cabezas detectoras, diseño de nuevos colimadores y al uso de la colimación electrónica, que le han abierto a la SPECT el uso de emisores positrónicos. Algunos líderes de opinión han vaticinado que en un futuro los sistemas PET y SPECT se fundirán en un solo sistema con el nombre genérico de tomografía de emisión computadorizada (ECT). No obstante, aún se emplean los sistemas SPECT de un solo cabezal de menor resolución espacial. Esto se debe principalmente al hecho de que ya estaban en explotación para otras aplicaciones clínicas cuando surgió el «boom» de la neurología nuclear y a la no disponibilidad inmediata de recursos para asimilar las nuevas tecnologías. Estos sistemas racionalmente utilizados y con un estricto control de la calidad pueden aún rendir valiosos frutos.Otras de las cuestiones importantes relacionadas con la instrumentación son los ordenadores y los métodos para el procesamiento de las imágenes. En este campo ha habido una creciente incorporación de máquinas cada vez más veloces y con mayor memoria, junto a una serie de nuevas prestaciones que hacen más eficiente su trabajo (nuevos periféricos, conexión a redes, etc.). Todos estos adelantos han permitido la investigación y la implementación de nuevos métodos de procesamiento, particularmente en las áreas de la reconstrucción tomográfica (métodos iterativos) y de la cuantificación.Los progresos en el área de la instrumentación, así como los relacionados con los nuevos radiofármacos, han impulsado el desarrollo de las aplicaciones clínicas.Las aplicaciones clínicas más importantes de la SPECT cerebral han estado orientadas a la evaluación del FSCr en la enfermedad cerebrovascular en diferentes estadios, en el diagnóstico diferencial de las demencias, en el estudio de las epilepsias, en la enfermedad de Parkinson y a otras aplicaciones (figura 2).De más reciente aparición son los estudios con neuroactivación, los cuales consisten en estudiar el FSCr en reposo y durante algún tipo de activación (farmacológica, mental, motora, sensorial o durante una crisis epiléptica inducida). Estos estudios brindan mucha más información que los simples estudios basales o en reposo, pues se puede estudiar cómo responden funcionalmente determinadas áreas cerebrales ante un estímulo dado. Estos estudios parten de la base de que existe un acople entre el FSCr y el metabolismo cerebral.En algunos casos el resultado del estudio basal o en reposo no es específico; sin embargo, la respuesta ante un estímulo refleja un patrón de cambio del FSCr más asociado con la patología en cuestión. Por ejemplo, los trabajos publicados con estudios basales en la esquizofrenia informan resultados contradictorios entre sí, mientras que los notificados con activación mental muestran resultados más uniformes y de mayor valor clínico en la atención de estos pacientes. Muchos de los estudios realizados a partir de estos métodos han estado orientados a: 1) estudiar la reserva vascular en pacientes con riesgo de tener un ataque agudo cerebrovascular a través de la activación farmacológica con vasodilatadores, principalmente empleando la acetazolamida; buscar patrones de activación mental específicos en la esquizofrenia; 3) estudiar los cambios del FSCr durante una activación mental en pacientes con probable enfermedad de Alzheimer en estadios iniciales de la enfermedad; 4) identificar el foco epiléptico en las epilepsias parciales de origen temporal refractarias al tratamiento médico, obteniéndose en algunos estudios una sensibilidad cercana al 100%; y 4) estudiar los cambios del FSCr en la enfermedad de Parkinson durante una tarea motora estereotipada, los cuales han sido realizados en su mayoría a partir de la PET. Entre los trabajos informados a partir de la SPECT está el de nuestro grupo, realizado en dos pacientes parkinsonianos y que además incluyó el estudio después de la palidotomía.Otras de las aplicaciones clínicas de gran interés son las relacionadas con los estudios con radiofármacos con afinidad por neurorreceptores, por su especialidad desde el punto de vista metabólico y por sus implicaciones farmacológicas. Los estudios más numerosos realizados en este tema han sido en la enfermedad de Parkinson, sobre todo en el diagnóstico diferencial de los parkinsonismos a partir de los compuestos con afinidad por los receptores dopaminérgicos, los cuales también se han utilizado en otros trastornos del movimiento (Corea de Huntington, etc.) y en la esquizofrenia. Otros de los estudios informados muestran muy buenos resultados en la identificación del foco epiléptico en las epilepsias parciales mediante el empleo de radiofármacos con afinidad por los receptores benzodiazepínicos, que además se han utilizado en algunas patologías psiquiátricas.En nuestro laboratorio se han realizado un grupo de trabajos científicos orientados a mejorar la calidad de las imágenes y en investigaciones clínicas en la enfermedad de Parkinson a partir de la SPECT con Tc 99m - HMPAO.Consideraciones finalesLas imágenes cerebrales existentes en la actualidad representan, a través de complejos procesos, alguna o varias de las propiedades del tejido cerebral, es decir: 1) estructura; 2) procesos fisiológicos o bioquímicos; 3) procesos bioquímicos modificados o inducidos; y 4) la distribución de un medicamento. Así, por ejemplo, las imágenes obtenidas por tomografía de rayos X (TAC), representan, a través de la absorción de los rayos X, la distribución de los coeficientes de atenuación para dicha radiación, que a su vez tiene una relación directa con la distribución de densidades del tejido cerebral. La resonancia magnética (RMI), el mapeo electroencefalográfico (EEG) y las técnicas a partir de radioisótopos (PET y SPECT) son otras de las neuroimágenes que visualizan diferentes aspectos del cerebro humano.Por otra parte, el mérito o valor relativo de una imagen médica está dado por cuatro elementos: 1) el tipo de información que produce; 2) la exactitud (la cual incluye resolución espacial, contraste y relación señal/ruido); 3) el daño biológico producido en el paciente; y 4) el costo en términos económicos. A la luz de este concepto, ninguna de las modalidades de neuroimágenes existentes sustituye totalmente a las demás, de aquí el carácter complementario de cada una de ellas y el creciente interés por las imágenes multimodales. Sin embargo, en determinadas situaciones clínicas se convierte en crucial el tipo de información que produce una determinada modalidad de imagen. Por ejemplo, en varias de las enfermedades degenerativas del sistema nervioso central, sobre todo en los estadios incipientes, las imágenes obtenidass mediante las modalidades de tipo estructural, como la TAC o la RMI clásica, son normales o no muestran alteraciones específicas con relación a la enfermedad, mientras que las modalidades de tipo funcional y metabólico, como la PET o la SPECT, evidencian alteraciones específicas aún cuando no hay o son muy ligeros los síntomas clínicos. Esta sensibilidad particular, ante pequeñas alteraciones funcionales o metabólicas, le confiere a las técnicas radioisotópicas un valor especial como herramientas para evaluar los cambios que producen determinados procederes terapéuticos en el moderno ámbito de la restauración neurológica.Finalmente, es importante señalar que los recientes adelantos en el campo de la RMI funcional y la RMI espectrofotométrica han abierto un promisorio futuro en el campo de la neuroimagenología funcional, entre otras razones por su carácter estructural y funcional/metabólico, su gran exactitud y ninguno o mínimo daño biológico. Estas ventajas no implican que el resto de las modalidades estén en peligro de extinción. Pensar así sería ignorar el desarrollo que también tiene lugar en las otras técnicas. Por citar sólo un ejemplo, la RMI no puede técnicamente, y su solución no está a la vista, visualizar la distribución de un medicamento y su interacción con uno o más neurorreceptores, cuestión ya resuelta por la PET para drogas concretas.