Angiografía por resonancia magnética - Magnetic resonance angiography

Angiografía por resonancia magnética
Mra-mip.jpg
MRA de tiempo de vuelo al nivel del Círculo de Willis .
Malla D018810
Código OPS-301 3-808 , 3-828
MedlinePlus 007269

La angiografía por resonancia magnética ( MRA ) es un grupo de técnicas basadas en imágenes de resonancia magnética (MRI) para obtener imágenes de los vasos sanguíneos. La angiografía por resonancia magnética se utiliza para generar imágenes de arterias (y con menos frecuencia de venas) con el fin de evaluarlas en busca de estenosis (estrechamiento anormal), oclusiones , aneurismas (dilataciones de la pared de los vasos, en riesgo de ruptura) u otras anomalías. La MRA 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").

Adquisición

Una variedad de técnicas se pueden utilizar para generar las imágenes de los vasos sanguíneos, tanto arterias y venas , con base en los efectos del flujo o en contraste (inherente o generada farmacológicamente). Los métodos de ARM aplicados con más frecuencia implican el uso de agentes de contraste intravenosos , en particular los que contienen gadolinio, para acortar la T 1 de la sangre a aproximadamente 250 ms, más corta que la T 1 de todos los demás tejidos (excepto la grasa). Las secuencias de TR corto producen imágenes brillantes de la sangre. Sin embargo, existen muchas otras técnicas para realizar MRA, y se pueden clasificar en dos grupos generales: métodos "dependientes del flujo" y métodos "independientes del flujo".

Angiografía dependiente del flujo

Un grupo de métodos para la MRA se basa en el flujo sanguíneo. Estos métodos se denominan MRA dependiente del flujo. Aprovechan el hecho de que la sangre fluye dentro de los vasos para distinguir los vasos de otros tejidos estáticos. De esa forma, se pueden producir imágenes de la vasculatura. La MRA dependiente del flujo se puede dividir en diferentes categorías: hay MRA de contraste de fase (PC-MRA) que utiliza diferencias de fase para distinguir la sangre del tejido estático y MRA de tiempo de vuelo (TOF MRA) que explota los giros en movimiento de la sangre experimentan menos pulsos de excitación que el tejido estático, por ejemplo, al obtener imágenes de un corte delgado.

El tiempo de vuelo (TOF) o angiografía de flujo de entrada utiliza un tiempo de eco corto y una compensación de flujo para hacer que el flujo de sangre sea mucho más brillante que el tejido estacionario. A medida que el flujo de sangre ingresa al área que se está tomando la imagen, ha visto un número limitado de pulsos de excitación, por lo que no está saturado, esto le da una señal mucho más alta que el tejido estacionario saturado. Como este método depende del flujo sanguíneo, es posible que las áreas con flujo lento (como aneurismas grandes) o con flujo en el plano de la imagen no se visualicen bien. Se utiliza con mayor frecuencia 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.

MRA de contraste de fase

Reconstrucción de proyección isotrópica (VIPR) muy submuestreada de una secuencia de resonancia magnética de contraste de fase (PC) de un hombre de 56 años con disecciones de la arteria celíaca (superior) y la arteria mesentérica superior (inferior). Hay flujo laminar en la luz verdadera (flecha cerrada) y flujo helicoidal en la luz falsa (flecha abierta).

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 . 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 algún tiempo y luego cambiando el gradiente del campo magnético a la dirección opuesta durante la misma cantidad de tiempo. Por definición, el área total (momento 0) de un gradiente bipolar`` es nulo:

(1)

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 medirá el flujo (por ejemplo, x). , 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:

(2)

La fase acumulada es proporcional a ambos y al primer momento del gradiente bipolar , lo que proporciona 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 el músculo o el hueso se restarán, 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 de flujo. Dado que el contraste de fase solo 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, el punto fuerte de la técnica es que, además de obtener imágenes del flujo sanguíneo, se pueden obtener mediciones cuantitativas del flujo sanguíneo.

Angiografía independiente del flujo

Mientras que la mayoría de las técnicas en MRA 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 mejorado. Estos métodos, como su nombre indica, 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 con mayor facilidad las regiones de flujo lento que suelen encontrarse en pacientes con enfermedades vasculares. Además, los métodos mejorados sin contraste no requieren la administración de un agente de contraste adicional, que se ha relacionado recientemente 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 resonancia magnética y actualmente es el método más común para realizar una ARM. 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 solo muestra los vasos sanguíneos, y no el tejido circundante. Siempre que la sincronización sea correcta, esto puede resultar en 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 mejorado sin sustracción: los desarrollos recientes en la tecnología MRA han hecho posible crear imágenes MRA con contraste mejorado de alta calidad sin restar una imagen de máscara mejorada sin contraste. Se ha demostrado que este enfoque mejora la calidad del diagnóstico, ya que evita los 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 que 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 las señales de imagen creadas por la grasa o el agua. Al utilizar las 'imágenes de agua' para las exploraciones de MRA, prácticamente no se ve grasa corporal, por lo que no se necesitan máscaras de sustracción para venogramas de resonancia magnética de alta calidad.

Angiografía por resonancia magnética no realzada: 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 equilibrada en estado estacionario (bSSFP), que de forma natural produce una señal alta de arterias y venas.

Adquisiciones 2D y 3D

MRA renderizada en 3D para identificar una arteria subclavia aberrante .

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. Los datos tridimensionales también se pueden generar 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 original. Además, los datos 3D no solo 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 puede 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 de flujo. PC-MRA muestra una 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 del tejido estático 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 de la sangre transversal y, por lo tanto, la señal de la sangre. Se pueden usar 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 en consecuencia. 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.

Técnicas no mejoradas en desarrollo

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.

Eco de espín rápido de resta sincronizada: técnica de imagen que resta dos secuencias de eco de espín rápido adquiridas en la sístole y la 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 puerta electrocardiográfica. Los nombres comerciales de esta técnica incluyen Fresh Blood Imaging (Toshiba), TRANCE (Philips), native SPACE (Siemens) y DeltaFlow (GE).

Angiografía por RM 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 venoso 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 en negrita o imágenes ponderadas por susceptibilidad (SWI): este método aprovecha las diferencias de susceptibilidad entre los 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), razón por la cual se la denominaba (y en ocasiones todavía) venografía BOLD. Debido a su sensibilidad a la sangre venosa, SWI se usa comúnmente en lesiones cerebrales traumáticas (TBI) y para venografías cerebrales de alta resolución.

Se pueden utilizar procedimientos similares a los de la MRA 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 en la parte inferior mientras la señal se recolecta 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 MRA. 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 más éxito con secuencias de pulso balanceadas como TrueFISP o bTFE. BOLD también se puede utilizar en imágenes de accidentes cerebrovasculares para evaluar la viabilidad de la supervivencia del tejido.

Artefactos

Las técnicas de ARM en general son sensibles al flujo turbulento, lo que hace que una variedad de espines de protones magnetizados diferentes pierdan coherencia de fase (fenómeno de desfase intravoxel), 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:

  • MRA de contraste de fase: envoltura de fase causada por la subestimación de la velocidad máxima de la sangre en la imagen. La sangre que se mueve rápidamente alrededor de la velocidad máxima establecida para la MRA de contraste de fase se alias y la señal se envuelve de pi a -pi, lo que hace que la información de flujo no sea confiable. Esto se puede evitar utilizando valores de codificación de velocidad (VENC) por encima de la velocidad máxima medida. También se puede corregir con el llamado desenvolvimiento de fase.
  • Términos de Maxwell : causado por la conmutación del campo de gradientes en el campo principal B0. Esto hace que el campo magnético excesivo se distorsione y proporcione información de fase inexacta para el flujo.
  • Aceleración : la técnica de contraste de fase no codifica correctamente la aceleración del flujo sanguíneo, lo que puede provocar errores en la cuantificación del flujo sanguíneo.
  • MRA de tiempo de vuelo:
  • Artefacto de saturación debido al flujo laminar : en muchos vasos, el flujo sanguíneo es más lento cerca de las paredes del vaso que cerca del centro del vaso. Esto hace que la sangre cerca de las paredes de los vasos se sature y puede reducir el calibre aparente del vaso.
  • Artefacto de persiana veneciana : debido a que la técnica adquiere imágenes en losas, un ángulo de volteo no uniforme a través de la losa puede aparecer como una franja horizontal en las imágenes compuestas.

Visualización

Proyección de máxima intensidad de una MRA que cubre desde el arco aórtico hasta justo debajo del círculo de Willis

Ocasionalmente, MRA produce directamente cortes (gruesos) que contienen todo el vaso de interés. Más comúnmente, sin embargo, la adquisición da como resultado una pila de cortes que representan un volumen 3D en el 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 intensidad máxima (MIP), donde la computadora simula los rayos a través del volumen y selecciona el valor más alto para mostrarlo en la pantalla. Las imágenes resultantes se asemejan a las imágenes de angiografía con catéter convencional. Si se combinan varias de estas proyecciones en un bucle de cine o un objeto QuickTime VR , la impresión de profundidad mejora y el observador puede obtener una buena percepción de la estructura 3D. Una alternativa a MIP es la reproducción de volumen directo donde la señal de MR se traduce en propiedades como brillo, opacidad y color y luego se usa en un modelo óptico.

Uso clínico

La MRA ha tenido éxito en el estudio de muchas arterias del cuerpo, incluidos los vasos cerebrales y de otro tipo en 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 MRA ha tenido menos éxito que la angiografía por TC o la angiografía por catéter invasiva. Muy a menudo, la enfermedad subyacente es la aterosclerosis , pero también se pueden diagnosticar afecciones médicas como aneurismas o anatomía vascular anormal.

Una ventaja de la MRA en comparación con la angiografía con 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 con 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 en el paciente. Los mayores inconvenientes del método son su costo comparativamente alto y su resolución espacial algo limitada . El tiempo que tardan 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 no ser seguros (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 del posicionamiento para un cerebro de MRI normal. Se requerirá inmovilización dentro de la bobina de la cabeza. La MRA suele ser parte del examen cerebral total de la MRI y agrega aproximadamente 10 minutos al protocolo normal de la MRI.

Ver también

Referencias

enlaces externos