Técnicas de Neuroimagenología en la Cuantificación de la Neuroplasticidad en Pacientes con Enfermedad Vascular Cerebral / Neuroimaging Techniques for Neuroplasticity Quantification in Stroke Patients

RESUMEN Las técnicas de neuroimagenología otorgan información relevante del estado funcional y anatómico del cerebro humano. Esta información es particularmente importante cuando existe una lesión cerebral causada por alguna patología, tal como la enfermedad vascular cerebral (EVC). En pacientes afectados por esta enfermedad, se ha determinado que la neuroplasticidad es el mecanismo principal de recuperación de la función motora perdida. Debido a la alta prevalencia de la EVC a nivel mundial y especialmente en países en vías de desarrollo, es necesario continuar investigando los mecanismos de recuperación involucrados en esta patología. La resonancia magnética funcional (RMF) y la imagenología por tensor de difusión (ITD) son dos de las técnicas de neuroimagenología más utilizadas con este fin. La RMF permite analizar la actividad neuronal generada al ejecutar tareas de movimiento, mientras que la ITD proporciona información estructural de la anatomía cerebral. En esta revisión narrativa, se presentan diversos estudios que han utilizado estas técnicas de neuroimagenología en la cuantificación de los cambios de neuroplasticidad en pacientes con EVC tras participar en algún programa de neurorrehabilitación. Comprender mejor estos cambios de neuroplasticidad permitiría diseñar esquemas de rehabilitación que proporcionen un mayor beneficio a los pacientes con EVC.

ABSTRACT Neuroimaging techniques provide relevant information of the functional and anatomical status of the human brain. This information is of particular importance when a pathology, like stroke, produces a brain injury. In stroke patients, it has been determined that neuroplasticity is the primary recovery mechanism of the lost motor function. Due to worldwide high prevalence, especially in developing countries, it is necessary to continue the research of the recovery mechanisms involved in this pathology. To this end, functional magnetic resonance imaging (fMRI) and diffusion tensor imaging (DTI) are two of the most used neuroimaging techniques. In stroke patients, fMRI allows the analysis of the neural activity produced by the execution of motor tasks, whereas DTI provides structural information of the brain anatomy. In this narrative review, multiple studies that employ these neuroimaging techniques for quantification of neuroplasticity changes in stroke patients after undergoing a neurorehabilitation program are presented. Better understanding of these neuroplasticity changes would allow researchers to design and provide more beneficial rehabilitation schemes to stroke patients.

¿Es diferente la conectividad estructural en niños y adolescentes familiares de pacientes con trastorno bipolar? Una revisión narrativa según estudios con DTI

Introducción: El trastorno afectivo bipolar (TAB) se ha asociado con una disminución de la integridad de la sustancia blanca. Los estudios con imágenes con tensor de difusión (DTI) han permitido elucidar con una mayor calidad estos cambios. Debido a la gran heredabilidad del TAB, se han realizado estudios en familiares de pacientes con TAB acerca de la integridad de la sustancia blanca, y se ha encontrado que la conectividad estructural también puede estar afectada. Dicha alteración se ha propuesto como un potencial biomarcador de vulnerabilidad a este trastorno. Sin embargo, los estudios en niños y adolescentes son pocos. Objetivo: Revisar la literatura sobre los cambios en la integridad de la sustancia blanca determinados mediante DTI en niños y adolescentes con alto riesgo. Resultados: Se describe la conectividad estructural cerebral en la población pediátrica en estudios que utilizaron DTI. Se describen los cambios en el proceso de mielinización desde su evolución dentro del neurodesarrollo normal hasta los hallazgos en la anisotropía fraccional (AF) en pacientes con TAB y los familiares en alto riesgo. Conclusiones: Los estudios demuestran que tanto pacientes con TAB como sus familiares en riesgo presentan disminución de la AF en regiones cerebrales específicas. Los estudios en niños y adolescentes con riesgo familiar de TAB señalan una AF reducida en tractos axonales implicados en funciones emocionales y cognitivas. La disminución de la AF puede considerarse como un biomarcador de vulnerabilidad al TAB.

Introduction: Bipolar disorder (BD) has been associated with a decrease in white matter integrity. Diffusion tensor imaging (DTI) studies have enabled these changes to be elucidated with higher quality. Due to BD's high heritability, some studies have been conducted in relatives of BD patients looking at white matter integrity, and have found that structural connectivity may also be affected. This alteration has been proposed as a potential BD biomarker of vulnerability. However, there are few studies in children and adolescents. Objective: To conduct a review of the literature on changes in white matter integrity determined by DTI in high-risk children and adolescents. Results: Brain structural connectivity in the paediatric population is described in studies using DTI. Changes in the myelination process from its evolution within normal neurodevelopment to the findings in fractional anisotropy (FA) in BD patients and their high-risk relatives are also described. Conclusions: Studies show that both BD patients and their at-risk relatives present a decrease in FA in specific brain regions. Studies in children and adolescents with a high risk of BD, indicate a reduced FA in axonal tracts involved in emotional and cognitive functions. Decreased FA can be considered as a vulnerability biomarker for BD.

Desempeño de biomarcadores de las imágenes con tensor de difusión en regiones tumorales del glioblastoma. Análisis exploratorio de datos mediante gráficos de zombie y pruebas de diagnóstico / Diffusion tensor imaging-derived biomarkers performance in glioblastoma tumor regions: exploratory data analysis using zombie plots and diagnostic tests

Resumen Introducción: Han sido reportados 11 biomarcadores de imágenes con tensor de difusión (DTI) en las regiones tumorales del glioblastoma. Objetivo: Comparar la eficacia de biomarcadores de glioblastoma mediante gráficos de zombie, que permiten la comparación simultánea en función de razones de verosimilitud. Métodos: Cohorte retrospectiva de 29 sujetos con glioblastoma a quienes se efectuó resonancia magnética cerebral de 3 T. Los eigenvalores mayor, intermedio y menor de ITD se utilizaron para calcular 11 biomarcadores en cinco regiones tumorales: sustancia blanca de apariencia normal (NAWM), edema proximal y distal, tumoral viable y necrosis. Las tablas de contingencia con resultados verdaderos y falsos positivos y negativos permitieron calcular gráficos de zombie basados en el factor de Bayes y pruebas diagnósticas previamente no reportadas. Resultados: Los biomarcadores DM, AF, q, L, Cl, Cp, AR actúan en la zona óptima para el diagnóstico de NAWM. Las regiones de edema proximal y distal, tejido tumoral que se realza con contraste y necrosis no poseen biomarcadores que las identifiquen en un nivel de rendimiento óptimo. Conclusiones: Los biomarcadores DM, AF, q, L, Cl, Cp, AR discriminan el tejido cerebral normal en la zona óptima, pero el rendimiento de otras regiones tumorales se ubica en las zonas de inclusión diagnóstica, exclusión diagnóstica y mediocre.

Abstract Introduction: Using diffusion tensor imaging (DTI), 11 biomarkers have been reported in different glioblastoma regions. Objective: To compare the efficacy of glioblastoma biomarkers using "zombie plots". Methods: Retrospective cohort of 29 subjects with glioblastoma who underwent 3-Tesla brain magnetic resonance imaging. DTI major, intermediate and minor eigenvalues were used to calculate biomarkers at five tumor regions: normal-appearing white matter (NAWM), proximal and distal edema, tumor tissue and necrosis. Contingency tables with true and false positive and negative results allowed the calculation of zombie plots based on the Bayes factor and previously unreported diagnostic tests. Results: The MD, FA, q, L, Cl, Cp and RA biomarkers had a good performance at the optimal zone for NAWM diagnosis. The proximal and distal edema, enhancing rim and necrosis regions do not have biomarkers that identify them with an optimal performance level. Conclusions: Zombie plots allow simultaneous comparison of biomarkers based on likelihood ratios. MD, FA, q, L, Cl, Cp, RA discriminated NAWM normal brain tissue at the optimal zone, but performance for other regions was at the mediocre, diagnostic inclusion and diagnostic exclusion zones.

Usefulness of diffusion tensor imaging in amyotrophic lateral sclerosis: potential biomarker and association with the cognitive profile / Utilidad del tensor de difusión en esclerosis lateral amiotrofica: potencial biomarcador y asociación con el perfil cognitivo

ABSTRACT The objective of this preliminary study was to correlate diffusion tensor imaging (DTI) alterations with the cognitive profile of patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Methods This was a case-control study conducted from December 1, 2012 to December 1, 2014. Clinical and demographic data were recorded. A neuropsychological test battery adapted to ALS patients was used. An MRI with DTI was performed in all patients and fractional anisotropy (FA) was analyzed in the white matter using the tract based spatial statistics program. Results Twenty-four patients with ALS (15 females, mean age 66.9 + -2.3) and 13 healthy controls (four females, average age 66.9 + - 2) were included. The DTI showed white matter damage in ALS patients vs. healthy controls (p < 0.001). Discussion In our preliminary study the alterations of white matter in DTI were significantly associated with cognitive impairment in patients with ALS.

RESUMEN El objetivo del presente estudio preliminar fue correlacionar alteraciones del Tensor de Difusión (TD) con el perfil cognitivo de pacientes con Esclerosis Lateral Amiotrofica (ELA). Metodos Se realizó estudio casos-controles entre el 1 de Diciembre del 2012 hasta el 1 de Diciembre del 2014. Se registraron datos clínicos y demográficos. Se utilizó batería de tests neuropsicológicos adaptada a ELA. Se realizó RMN de cerebro con TD en todos los pacientes, la Fracción de Anisotropía (FA) se analizó en sustancia blanca, utilizando el programa Tract Based Spatial Statistics. Resultados Se incluyeron 24 pacientes con ELA (15 mujeres, edad media 66.9 + -2.3) y 13 controles sanos (4 mujeres, edad media 66.9 +-2). El TD mostró daño en sustancia blanca en los pacientes con ELA vs controles (p < 0.001). Discusión En nuestro estudio preliminar las alteraciones de sustancia blanca en TD se asociaron significativamente con alteraciones cognitivas en pacientes con ELA.

Displasia cortical focal: hallazgos en imágenes de tensor de difusión

Objetivo: La displasia cortical focal (DCF) es una anomalía del desarrollo cortical. Representa una de las causas más frecuentes de epilepsia refractaria, siendo fundamental la resonancia magnética (RM) para su diagnóstico. Dada la importancia que ha cobrado la secuencia de tensor de difusión (DTI), el objetivo de este trabajo fue evaluar retrospectivamente los hallazgos en el mapa de fracción de anisotropía del DTI en pacientes con DCF. Observaciones: Se buscó retrospectivamente a pacientes con diagnóstico anatomopatológico de DCF en la base de datos de nuestro hospital. De un total de 74, se seleccionaron 8 casos con diagnóstico aislado de DCF y estudio de RM prequirúrgico con DTI. El foco de displasia se identificó en las imágenes anatómicas convencionales de la RM. Se evaluó el mapa de fracción de anisotropía (FA) y se definieron las alteraciones en la región de la DCF. Se observó una disminución de la FA en la sustancia blanca adyacente a la DCF en 7 de los 8 pacientes (87,5%). Discusión: Los hallazgos con el DTI brindan información complementaria en relación con la RM. En la mayoría de nuestros pacientes no hubo cambios de señal en la sustancia blanca en las imágenes convencionales, pero sí se identificó una disminución de la FAen el DTI. Se desconoce si esto refleja cambios estructurales o únicamente funcionales, secundarios a la lesión primaria. Creemos que el DTI puede agregar información complementaria de valor para el diagnóstico y valoración de la extensión de esta patología.

Objective: Focal cortical dysplasia (DCF) in an anomaly of cortical development. It represents one of the most frequent causes of drug resistant epilepsy and the magnetic resonance imaging (MRI) is trivial for its diagnosis. In the last years the use of diffusion tensor imaging (DTI) has increased in this kind of pathology. The purpose of this work was to evalúate retrospectively DTI findings on fractional anisotropy maps in patients with FCD. Observations: We retrospectively searched patients with confirmed anatomo-pathological diagnosis of FCD in our hospital datábase. From a total of 74, 8 patients, with isolated diagnosis of FCD and preoperative MRI with DTI, were selected. The FCD was identified in conventional anatomical MRI in all patients. Fractional anisotropy (FA) maps were evaluated and changes in the región of FCD were defined. Decreased FA was observed in white matter adjacent to the FCD, in 7 of 8 patients (87.5%). Discussion: Findings of DTI gives us complementary information to those of conventional MRI. Most of our patients showed no signal changes of white matter in conventional sequences and they presented decreased FA in DTI. We don't actually know if these DTI findings represent structural changes in white matter or just functional changes secondary to the adjacent FCD. We think DTI can give valuable complementary information for the diagnosis and determination of the extensión of this pathology.

Tractografía de la vía dento-rubro-talámica en mutismo cerebeloso postoperatorio en niños con tumores de fosa posterior / Analysis of diffusion tensor imaging tractography of the dentate-rubro-thalamic pathway in postoperative cerebellar mutism in children with posterior fossa tumors

Introduction: Cerebellar mutism syndrome refers to the muteness (lack of speech) that follows lesions of the cerebellum. It’s characterized by a late onset, limited duration, and in some cases long-term language sequelae. Its pathogenesis it s not clear yet, but it has been attributed a role to a damage of the dentate nucleus and of the dento-rubro-thalamic tract. Objectives: Identify potential risk factors (clinical or anatomical) to predict the onset of cerebellar mutism after posterior fossa surgery Compare, using MRI analysis and DTI tractography, the integrity of the dento-rubro-thalamic tract in patients with and without cerebellar mutism. Methods: Prospective follow up study of patients operated of posterior fossa tumors between November 2012 and 2013. We performed a study with DTI of the dento rubro thalamic tract in pacients with and without postoperative mutism. Results: 53 patients under the diagnosis of posterior fossa tumor underwent surgical resection. 5 pacients presented postoperative mutism (9,4 percent). There was a significant association between postoperative medulloblastoma diagnosis and postoperative mutism. Tumor volume was not significant. The volume of left and right dento rubro thalamic tract were significantly lower in patients with cerebellar mutism. The fractional anisotropy of the right superior cerebellar peduncle was also lower in patients with postoperative mutism. Conclusions: The postoperative cerebellar mutism is a relevant complication after a posterior fossa surgery. Our study supports the role of dento rubro thalamic tract damage in the pathogenesis of this syndrome. Special care must be taken during surgery to prevent damage to this tract.

Introducción: El síndrome mutismo cerebeloso consiste en falta del habla posterior a lesiones del cerebelo. Se caracteriza por inicio tardío, duración limitada, y ocasionalmente secuelas lingüísticas. Su patogenia no está clara, pero se ha atribuido un rol a daños en el núcleo dentado y en la vía dento-rubro-talámica. Objetivos: Identificar posibles factores de riesgo (clínicos o anatómicos) asociados a la aparición de mutismo cerebeloso después de una cirugía de fosa posterior. Comparar, mediante un análisis de resonancia magnética (IRM) y tractografía por tensor de difusión (DTI), la integridad de la vía dento-rubro-talámica en pacientes con y sin mutismo cerebeloso. Métodos: Estudio prospectivo de pacientes operados por tumores de fosa posterior entre noviembre de 2012 y 2013. Se analizó con DTI la vía dento-rubro-talámica en pacientes con y sin mutismo postoperatorio. Se comparó la volumetría del tracto en ambas cohortes. Resultados: Cincuenta y tres pacientes con diagnóstico de tumor de fosa posterior fueron sometidos a cirugía de exéresis. Cinco pacientes presentaron mutismo postoperatorio (9,4 por ciento). Hubo una asociación significativa entre el diagnóstico de meduloblastoma y mutismo postoperatorio. El volumen tumoral no fue significativo. El volumen de la vía dento-rubro-talámica fue significativamente menor en pacientes con mutismo, en forma bilateral, así como la anisotropía fraccional del pedúnculo cerebeloso derecho. Conclusiones: El mutismo cerebeloso es una complicación relevante después de una cirugía de fosa posterior. Nuestro estudio apoya el papel del daño de la vía dento-rubro-talámica en la patogénesis de este síndrome. Se debe tener especial cuidado durante la cirugía para prevenir daños al núcleo dentado.

Neuralgia del trigémino: estudio funcional mediante tensor de difusión de alta densidad como herramienta diagnóstica / Trigeminal Neuralgia: functional study using high density diffusion tensor imaging as a diagnostic tool

Objetivo: El objetivo del presente artículo es demostrar la alteración de la fracción de anisotropía (FA) en la neuralgia esencial del trigémino (NET). Materiales y métodos: Se evaluaron 10 pacientes con diagnóstico de neuralgia esencial del trigémino mediante secuencias de tensor de difusión de alta densidad e imágenes anatómicas 3D en un resonador de alto campo 3 Tesla. En todos los casos se localizaron los nervios. Las imágenes obtenidas se posprocesaron para realizar la tractografía y medir la FA en 20 nervios. Resultados: Se correlacionaron los hallazgos patológicos entre la medición de la FA y la clínica de los pacientes. De los 10 casos, 6 presentaron compresión neurovascular de lado con neuralgia y un valor de FA descendido con respecto al contralateral en rango normal; mientras que 2 mostraron compresión neurovascular bilateral, pero solo descenso del valor de FA del lado afectado clínicamente. En los otros 2 pacientes no se determinó compresión neurovascular, aunque en el lado con manifestación clínica neurálgica la FA se encontraba descendida. Conclusión: La realización de la difusión anisotrópica de alta densidad y la medición de la FA pueden ser una herramienta en la evaluación de la neuralgia esencial del trigémino, ya que es un método reproducible y seguro que permite estudiar la función del nervio.

Objective: The objective of this article is to demonstrate the alteration of the anisotropy factor (FA) in essential trigeminal neuralgia. Materials and methods: Ten patients with essential trigeminal neuralgia were studied with sequences of high density diffusion tensor and anatomic 3D images with a high-field 3 Tesla resonator. The nerves were located in all cases studied. The obtained images were post-processed to perform tractography and FA was measured in 20 nerves. Results: There was correlation of pathological findings between measuring FA and clinical presentation of the patients. Six of the ten patients studied with neurovascular compression at the neuralgia side had decreased FA values compared to contralateral normal range. Two of the ten patients showed bilateral neurovascular compression, but only abnormal values of FA were found at the clinically affected side. In the remaining two patients no neurovascular compression was determined; however the FA was lower at the clinical manifestation neuralgic side. Conclusión: The performing of high density anisotropic diffusion and the measurement of the FA may be useful in the evaluation of Trigeminal neuralgia, since it is a safe and reproducible method that allows the study of nerve function.

Control de calidad en imagen por resonancia magnética: evaluación de parámetros de calidad en protocolos de neuroimagen / Quality control in magnetic resonance imaging: evaluation of quality parameters in neuroimaging protocols

Magnetic resonance imaging (MRI) plays an important role in neuroimaging due to the development of sequences that provide insight into structural and functional aspects of the brain, such as DTI and functional magnetic resonance (fMRI). Analysis of the images in neuroimaging is of a quantitative nature, which requires that the images be of a high quality. To ensure delivery of this required high quality image, a quality control protocol designed exclusively for neuroimaging has been developed. This protocol covers the evaluation of 5 quality parameters: geometric accuracy, image uniformity, SNR, slice position and slice thickness. MRI images were acquired of 3 mannequins, analyzing the images according to the methodology proposed for each parameter. The results have been mixed, in some parameters results obtained have been satisfactory and in others not. It is recommended that this proposed protocol be carried out respecting the methodology and taking into account the considerations cited in this article.

La resonancia magnética juega un rol muy importante en neuroimagen debido al desarrollo de secuencias que permiten conocer aspectos estructurales y funcionales del cerebro, tales como la DTI y la resonancia magnética funcional. El análisis de las imágenes en neuroimagen es de carácter cuantitativo, esto requiere que las imágenes sean de una elevada calidad. Con el fin de asegurar la obtención de esta elevada calidad de imagen requerida se ha elaborado un protocolo de control de calidad exclusivamente diseñado para neuroimagen. Este protocolo abarca la evaluación de 5 parámetros de calidad: exactitud geométrica, uniformidad de imagen, SNR, posición del corte y espesor del corte. Se han adquirido las imágenes por resonancia magnética de 3 maniquíes, analizando las imágenes de acuerdo a la metodología propuesta para cada parámetro. Los resultados han sido variados, en algunos parámetros se han obtenido resultados satisfactorios y en otros no. Se recomienda llevar a cabo este protocolo propuesto respetando la metodología y tomando en cuenta las consideraciones que se citan en este trabajo.

Correlación entre el defecto del campo visual y tractografía postoperatoria en casos de cirugía de epilepsia por esclerosis temporomesial. Estudio anátomo-imagenológico del fascículo de Meyer / Correlation between visual field defect and postoperative tractography in cases of epilepsy surgery due to temporomandibular sclerosis. Anatomic-imaging study of Meyer's fascicle

Objetivo: describir la anatomía del fascículo de Meyer (FM) y los resultados del campo visual computarizado (CVC) y tractografía, por tensor de difusión (TTD) en la identificación del compromiso de este fascículo en pacientes tratados quirúrgicamente por epilepsia refractaria. Introducción: Hasta un 80% de los pacientes con epilepsia temporo-mesial asociada a esclerosis hipocampal son refractarios a la medicación. Para estos pacientes la cirugía es un tratamiento bien establecido y efectivo. No obstante son frecuentes los defectos del campo visual por lesión del FM luego de este tipo de procedimientos. Materiales y métodos: Se realizó disección de fibras blancas de tres cerebros humanos, fijados en formaldehído, mediante la técnica de Klingler, con el fin de reconocer los fascículos que conforman la vía visual en la profundidad del lóbulo temporal. A su vez, se estudiaron 8 pacientes sometidos a lobectomía temporal anterior y amigdalohipocampectomía por esclerosis temporomesial, realizándose TTD y CVC, al menos 3 meses después de la cirugía. Los individuos se clasificaron en cuatro grupos según el defecto campimétrico y se realizaron distintas mediciones en tractografía y resonancia magnética. Finalmente se correlacionaron los resultados de las distintas variables y se realizó una extensa revisión bibliográfica...

Objective: to describe the anatomy of the Meyer´s loop (ML) and the results of computerized visual field (CVF) and diffusion tensor tractography (DTT) to identify the damage of this fascicle in patients surgically treated for refractory epilepsy secondary to mesial-temporal sclerosis. Introduction: Up to 80% of patients with temporo-mesial epilepsy associated with hippocampal sclerosis are refractory to medication. For these patients, surgery is a well established and effective treatment. However visual field defects are frequent by optic radiation´s injury after these procedures. Materials and methods: We performed the dissection of white fibers on three human brains, previously fixed in formaldehyde, by Klingler´s technique, to recognize the fascicles that make up the visual pathway in the depth of the temporal lobe. Then, eight patients submitted to anterior temporal lobectomy and amygdalohippocampectomy were studied performing CVF and TTD at least 3 months after surgery. Individuals were classified into four groups according to visual field defects and other measurements in magnetic resonance imaging and tractography. Finally the results of the different variables were correlated and an extensive review of literature was performed...

Identificación prequirúrgica de pares craneales en tumores de la base del cráneo mediante la técnica de tensor de difusión / Diffusion tensor technique as a preoperative identification of cranial nerves in skull base tumors

Objetivo: El objetivo de este trabajo es demostrar la utilidad de las técnicas de tensor de difusión de alta densidad (DTI 32 direcciones) para visualizar el trayecto de los pares craneales antes de la cirugía en pacientes con patología tumoral de la base del cráneo. Materiales y métodos: Se estudiaron 26 pacientes con patología tumoral de la base del cráneo con secuencias de tensor de difusión de alta densidad. Los resultados imagenológicos fueron correlacionados con los hallazgos intraoperatorios. Resultados: En todos los pacientes estudiados fue posible la identificación prequirúrgica del recorrido de los nervios involucrados por las lesiones de la base del cráneo y también hubo una correlación entre los datos obtenidos mediante las imágenes y los hallazgos intraoperatorios. Conclusión: La visualización del recorrido de los nervios craneales mediante la difusión de alta densidad demostró ser segura y reproducible para identificar los pares y su recorrido...

Objective: The objective of this work is to demonstrate the usefulness of high density diffusion tensor imaging techniques (HD-DTI 32 directions), to visualize the course of the cranial nerves prior to surgery in patients with skull base tumor disease.Materials and methods: Twenty-six patients with skull base tumor disease were studied with sequences of high density diffusion tensor imaging. The imaging results were correlated with the intra-operative fi ndings.Results: Pre-surgical identifi cation of the course of the nerves affected by the injuries of the skull base was possible in all the studied patients, with the imaging results correlating with the intraoperative fi ndings.Conclusion: The visualization of the course of the cranial nerves with high density diffusion tensor imaging was shown to be safe and reproducible for the identifi cation of cranial nerves and their course...

Más allá del tensor de difusión: experiencia preliminar en tractografía HARDI-CSD y super-resolución en 1. 5T / Beyond the diffusion tensor model: preliminary experience inHARDI tractography-CSD and super-resolution 1. 5T

Introduction: For more than a decade the diffusion tensor imaging model has been widely used in order to resolve and represent the intracranial white-matter microanatomy. Howeverthere are numerous studies that have successfully demonstrated the limitations associated with DTI in trying to define crossing-fibre regions. Various models have been developed with the intention of overcoming these limitations. This is why our study focuses on the description and preliminary experience in the use of tractography based on high-angular-resolution-diffusion imaging (HARDI) using the constrained spherical deconvolution (CSD) technique. Methods: The data was acquired on a Philips Achieva 1.5T resonator using a diffusion weighted single-shot echoplanar sequence along 32 directions with a b-value of 1000s/mm2. The images were processed using FSL v5.0 and MRtrix v0.2.10 software. Results: We achieved tensor free high-angular-resolution-diffusion tractographic images that better represented the white-matter micro-architecture than those obtained from the tensor model. Additionally, it was possible to generate track-density images (TDI) with a final resolution more than 500 times that of the acquired data.

Introducción: Desde hace más de una década que el modelo de tensor de difusión ha sido ampliamente utilizado con el fin de resolver y representar la microanatomía de la sustancia blanca intra-cerebral. Sin embargo, no son pocos los estudios que han logrado demostrar las grandes desventajas que el modelo presenta al tratar de definir regiones de entrecruzamiento de fibras. Diversos modelos han sido desarrollados para ofrecer una solución consistente, capaz de representar dichas regiones con mayor grado de correlación anatómica. Es por ello que nuestro estudio se enfoca en la descripción y experiencia preliminar en el uso de tractografía basada en imágenes de difusión de alta resolución angular (HARDI) usando el modelo de deconvolución esférica restringida (CSD). Métodos: La adquisición se realizó en un resonador Philips Achieva 1.5T mediante secuencia de difusión single-shot echo-planar de 32 direcciones con un b-value de 1.000s/mm² procesamiento de las imágenes se realizó mediante software FSL v5.0 y MRtrix v0.2.10. Resultados: Se lograron tractografías libres de tensor de difusión de alta resolución angular que representan la micro-arquitectura de la sustancia blanca de mejor manera que con las generadas a partir del modelo de tensor. Adicionalmente, se logró generar imágenes de densidad tractográfica (TDI) con una resolución final de más de 500 veces a la de adquisición.

Tractografía y tensor de difusión en el estudio por resonancia magnética del nervio mediano: reporte de un caso / Tractography and diffusion tensor imaging in the study of the median nerve by magnetic resonance imaging: a case report

Introduction: Magnetic resonance imaging (MRI) is an essential tool for the study of central nervous system disorders. Several studies consider the application of diffusion tensor imaging (DTI) and tractography in the study of peripheral nerves. Methodology: We performed tractography and DTI in two female patients, one with a confirmed carpal tunnel syndrome and the other in good health conditions. Values of fractional anisotropy (FA) and apparent diffusion coefficient (ADC) were recorded. Results: The average FA valué of the fiber was 0.461 (case) and 0.632 (control). No differences were reported between the average valúes of the ADC of the fiber. Discussion: We were able to represent the tract of the median nerve by using a software fortractography reconstruction. The morphology and valúes of quantitative analysis of DTI depend directly on the reconstruction algorithm used, mainly on the minimum FA value of the fiber to be reconstructed. The value of the FA, obtained by zone, was the most constant variable, being lower for the case.

Introducción: La resonancia magnética es una herramienta indispensable en el estudio de enfermedades del sistema nervioso central. Varios estudios consideran la aplicación del tensor de difusión (DTI) y tractografía en el estudio de nervios periféricos. Metodología: Se realizó tractografía y DTI en dos mujeres, una con síndrome del túnel carpiano confirmado y otra sin patología. Se consignaron valores de fracción de anisotropía (FA) y coeficiente de difusión aparente (ADC). Resultados: El valor promedio de FA de la fibra fue 0,461 (caso) y 0,632 (control). No hubo diferencias entre valores promedios de ADC de fibras. Discusión: Se logró representar el tracto del nervio mediano utilizando software de reconstrucción de tractografía. La morfología y valores del análisis cuantitativo del DTI dependen directamente del algoritmo de reconstrucción utilizado, especialmente del umbral mínimo de FA de la fibra a reconstruir. El valor más constante es FA, obtenido por zona, siendo menor en el caso.