Sistemas tecnológicos para la manipulación de imágenes radiológicas para la información médica. Plan de investigación

Abstract

La sustancia blanca cerebral supone más de la mitad del volumen del tejido cerebral. Estas fibras nerviosas discurren por el parénquima cerebral conectando unas áreas con otras. Según el tipo de conexiones, se clasifican en tres grandes grupos: fibras de asociación, fibras comisurales y fibras de proyección.

Estas fibras hasta hace pocos años eran difíciles de visualizar salvo en estudio postmortem con ayuda de técnicas de tinción histológica, ya que tanto el TC como la Resonancia Magnética convencional no lograban distinguir estructuras de pequeño tamaño. Sin embargo, en la actualidad es posible valorar sus trayectos a través de nuevas técnicas que han ido surgiendo a lo largo de los últimos años. La técnica que más se ha aproximado a la valoración de estas fibras in vivo es la tractografía (Wakana, et al. 2015) y (Bazin, et al. 2011).

La tractografía está basada en el análisis del tensor de difusión realizado por Resonancia Magnética, se trata de la cuantificación del grado de anisotropía de los protones de agua en los tejidos. La anisotropía es la propiedad de la difusión en algunos medios en que la tasa de difusión es diferente en las distintas direcciones y depende también de la orientación del tejido. Mediante complejos análisis digitales se obtienen representaciones gráficas en 2D y 3D y se crean mapas de orientación de fibras en color a partir de la dirección del desplazamiento de las moléculas de agua a lo largo de los tractos de la sustancia blanca.

Las imágenes obtenidas mediante esta técnica son de gran utilidad desde el punto de vista clínico y docente.

Desde el punto de vista clínico, podremos valorar procesos patológicos que alteren la microestructura tisular del cerebro. Se producirán cambios transitorios o permanentes en la difusión que se traduzca en cambios de la atenuación de la señal cuya detección precoz y precisa conducirá a una actuación clínica más efectiva. Ante un paciente con una lesión isquémica (Auriat, et al. 2015) o un tumor (Jellison, et al. 2004), se podrá valorar el grado de afectación de las mismas y las posibilidades de tratamiento de estas. Además será posible una detección precoz de lesiones de la sustancia blanca que no serán evidentes en RM convencional. La relación de las fibras de la sustancia blanca con lesiones cerebrales serán de ayuda también para la planificación del tratamiento del mismo, especialmente si se plantea la resección quirúrgica de un tumor. La tractografía se ha implantado como un sistema estándar para la neuronavegación. También nos permitirá analizar cambios en la sustancia blanca en enfermedades degenerativas como en la enfermedad de Alzheimer (Schouten, et al. 2017), Parkinson (Petersen, et al. 2016), Esclerosis Múltiple (Kulikova, et al. 2012) e incluso para la Esclerosis Lateral Amiotrófica (Kim, et al. 2014).

Desde el punto de vista docente, nos ayudará a visualizar de una forma muy representativa las fibras de la sustancia blanca. Podremos valorar la dirección, el volumen y las características de los mismos (Martínez, et al 2010).

Además con este estudio queremos analizar algunos softwares conocidos en el campo de la radiología y en algunas otras especialidades, y descubrir diferentes tecnologías del entorno radiológico que nos van a ser útiles para conocer la anatomía de la sustancia blanca de forma más visual. Dentro de la gran cantidad y variedad que existen de softwares para el tratado de imágenes radiológicas, analizaremos principalmente Osirix y 3D Slicer.