La espectroscopia por resonancia magnética (E-RM) es una técnica no invasiva que permite determinar la concentración de metabolitos en tejidos mediante la detección de señales de resonancia magnética nuclear de protones. Proporciona información química y metabólica a nivel molecular que puede ser útil para el diagnóstico de tumores, epilepsia, enfermedades neurológicas y para monitorear tratamientos. Algunos metabolitos que se pueden detectar incluyen NAA, creatina, colina y

1. ESPECTROSCOPIA POR RESONANCIA
MAGNÉTICA
(E-RM)

2. Resonancia Magnética Nuclear
◦ La resonancia magnética nuclear (RMN) es un
fenómeno fisicoquímico que fue mencionado por
primera vez en el año 1946, dos grupos de investigación
dirigidos por los científicos Bloch y Purcell describieron el
fenómeno de la resonancia magnética nuclear basado en
las propiedades magnéticas de los núcleos.
◦ En la aplicación de la resonancia magnética en medicina
se han observado diferentes fases relacionadas
directamente con los avances tecnológicos que se han ido
aconteciendo.

3. ◦ Una primera etapa, que podríamos llamar “analítica”, viene marcada por la posibilidad
apuntada por Damanian en 1971 de discriminar el tejido normal del neoplásico en animales de
experimentación. Posteriormente, en el año 1973, Lauterbur publicó en la revista Nature, la
primera imagen tomográfica de tubos rellenos con agua mediante resonancia magnética.
◦ A partir de entonces los sucesivos avances de este nuevo método de imagen tomográfica se
sucedieron en forma vertiginosa, y en 1977, Hinshaw et al publicaron las primeras imágenes
obtenidas en humanos en la revista Nature.

4. ◦ La etapa “clínica” de la resonancia magnética se inició a
principios de los años ochenta, y ya de manera definitiva al
final de esta década. A principios de la década de los
noventa comenzó a utilizarse la resonancia magnética, no
como una técnica diagnóstica complementaria a otras más
establecidas como la radiología convencional, la
tomografía computada, angiografía, etc.; sino como una
técnica de primera elección en numerosos procesos
patológicos, especialmente en el campo de las
neurociencias.

5. Entre las muchas innovaciones tecnológicas que se están desarrollando en los
últimos años en la resonancia magnética, algunas de ellas con amplia implementación
en los estudios clínicos habituales, cabe destacar la obtención de:
1. Imágenes sensibles a movimientos microscópicos del agua tisular (difusión).
2. Los estudios hemodinámicos (perfusión).
3. La identificación y cuantificación de metabolitos tisulares in vivo (espectroscopia).
4. la determinación de la concentración tisular de macromoléculas (transferencia de
magnetización).
5. El mapeo de zonas de activación cerebral (resonancia magnética funcional ).

6. ◦ La espectroscopia por resonancia
magnética de protón es una técnica que
permite determinar in vivo la
concentración de diferentes metabolitos
en regiones determinadas de un tejido.
◦ Al mismo tiempo, la amplitud de la señal
obtenida proporciona información sobre la
concentración en que se encuentra. La
mayor limitación de esta técnica es su
baja sensibilidad, ya que sólo metabolitos
que estén en una concentración superior
a 1 mM se pueden detectar con facilidad.

7. ◦ Además la ERMP sólo detecta señal de los núcleos que tienen libertad de movimientos. En
consecuencia, núcleos de moléculas grandes como proteínas, ácidos nucleicos o en
macroestructuras como la mielina o membranas, aunque pueden encontrarse en
concentraciones elevadas, son difíciles de detectar.
◦ Los cambios en la concentración de estos metabolitos, así como la aparición de otros, que
en condiciones normales no son identificables (como la colina), son un reflejo de los
cambios patológicos que se producen en una zona determinada del parénquima cerebral.

8. Generalidades
◦ La espectroscopia es de gran importancia debido a que muchas
decisiones quirúrgicas están precedidas por imágenes.
◦ Es utilizada también para la caracterización de una lesión, para
realizar un diagnóstico o bien evaluar alguna lesión.

9. Algunas características de la E-RM
1. Es una herramienta diagnóstica (llamada también biopsia virtual)
2. Es un método no invasivo
3. Proporciona información a nivel molecular y metabólico del tejido
4. Debe ser evaluada conjuntamente con las imágenes correspondientes

10. Utilidades de la E-RM
Es utilizado para evaluar próstata, hígado, y sistema nervioso central
Diferencia tumores de otras patologías
Evalúa grado de malignidad del tumor
Diferencia tumores de metástasis
Es utilizada en pacientes epilépticos o con HIV
Es utilizada en el monitoreo de tratamientos

11. Instrumentos utilizados
Para la E-RM se utilizan los mismos instrumentos que para
la IRM: Imán, sintetizador de radiofrecuencia, amplificador,
receptor de radiofrecuencia y ordenador. En la E-RM la
homogeneidad del campo debe ser superior a la que se
requiere en la IRM.
Para la espectroscopia se puede prescindir de bobinas de
gradiente de campo magnético aunque éstas son necesarias
para las técnicas de localización espacial. Aunque no
requiere de equipo para procesar imagen, se necesita de un
conjunto de hardware y software para visualizar los
espectros, calcular la frecuencia de la desviación química y
medir el área de los picos.

12. Núcleos utilizados
La espectroscopia presenta mayores retos que la RM convencional. En primer lugar,
los metabolitos en el cerebro se encuentran en concentraciones milimolares, por lo
tanto, las señales del agua, la grasa del cerebro y las estructuras vecinas pueden
sobrepasar y distorsionar las señales de los metabolitos de interés. Para superar esto,
se emplean técnicas para suprimir estas señales o para impedirles resonar.
Para las aplicaciones, los núcleos deben de tener ciertos requisitos, deben tener una
sensibilidad magnética: es decir, número impar de protones y neutrones. Debido a que
el isótopo de hidrógeno demuestra una gran sensibilidad magnética, por definición
posee una sensibilidad magnética relativa de 1 o 100%.

13. E-RM en el Cerebro Humano
La espectroscopia ha sido utilizada en diferentes enfermedades neurológicas, entre las que
podemos mencionar:
◦ Infarto cerebral, hipoxia encefálica, tumores cerebrales primarios y metastásicos,
esclerosis múltiple, hemorragia intracraneal, traumatismo craneoencefálico,
enfermedades metabólicas, encefalopatía hepática, demencia, diabetes mellitus, epilepsia
focal y trastornos psiquiátricos como la esquizofrenia.
Un espectro contiene señales de N-acetil aspartato (NAA), Creatina (Cr) y Colina (Co). El
lactato no se detecta en condiciones normales en el cerebro humano debido a su baja
concentración, no obstante, puede volverse detectable en condiciones patológicas que
causan incremento en la concentración.
Un espectro que se obtiene al utilizar tiempo de eco corto contiene señales adicionales de
otros compuestos como el mioinosito (Mi), glutamato y glutamina (Glu) además de
macromoléculas tales como lípidos.

14. Metabolitos presentes en el espectro
◦ 1) N-acetil aspartato (NAA, pico 2.0 ppm): Es un marcador neuronal y sus
concentraciones disminuyen en diferentes tipos de patologías cerebrales. El NAA es
localizado en los axones en la materia blanca.
◦ 2) Colina (Co, pico 3.2 ppm): En el pico de la Co contribuyen la fosfocolina,
glicerofosfodilcolina y fosfotidilcolina. La olina forma parte de la membrana celular, su
incremento refleja el aumento en la síntesis de membranas o del número de células
tal como se observa en tumores.
◦ 3) Creatina: La creatina es ingerida en la dieta, además es sintetizada en el hígado,
riñones y páncreas; tiene un rol importante en el mantenimiento de los sistemas
dependiente de energía en las neuronas, es utilizada como reserva de los fosfatos de
alta energía y además actúa como memoria de almacenamiento temporal.

15. ◦ 4) Lactato: Los niveles cerebrales de Lactato son muy bajos o se encuentran
ausentes. Su presencia indica que el mecanismo oxidativo de respiración celular es
inadecuado y que está siendo reemplazado por el catabolismo.
◦ 5) Mioinositol: Es un metabolito que actúa en la neurorrecepción hormona-sensitiva
y es precursor del ácido glucurónico, su disminución se ha asociado con la acción
protectora del litio en la manía y en casos de neuropatía diabética.
◦ 6) Glutamato: Neurotransmisor que actúa en el metabolismo de las mitocondrias.
◦ 7) Alanina: es un aminoácido no esencial cuya función es incierta. Se puede
incrementar en ciertas lesiones del SNC, observándose esta elevación en tumores
intracraneales tales como los meningiomas.

16. Factores Físicos
◦ En principio la IRM produce una imagen visual obtenida a partir de una señal de los
protones de agua que se adquiere en presencia de un gradiente de campo
magnético.
◦ Por el contrario, en la E-RM se ofrece información química del tejido cerebral que
puede expresarse por valores numéricos, obteniendo la señal a partir de metabolitos
en concentraciones muy inferiores, la cual puede realizarse en ausencia de un
gradiente de campo magnético.

17. ◦ En la nitidez de cada pico del espectro influyen varios
factores entre los cuales tenemos:
◦ La homogeneidad del campo magnético externo,
ausencia de homogeneidad del campo magnético
dentro de la muestra y el tiempo de relajación
transversal (T2); cuanto más prolongado es el T2,
más estrecho es el pico del espectro.

18. Algunas herramientas de la E-RM
1. Es utilizado para evaluar próstata, hígado, y sistema nervioso central
2. Diferencia tumores de otras patologías
3. Evalúa grado de malignidad del tumor
4. Diferencia tumores de metástasis
5. Es utilizada en pacientes epilépticos o con HIV
6. Es utilizada en el monitoreo de tratamientos
7. Es utilizada también la espectroscopia de fósforo en estudios musculares

19. ◦ Un método apropiado para el diagnóstico en
neuroespectroscopía consiste en definir cada
metabolito en el espectro cerebral de H1 y
determinar si se encuentra elevado o
reducido con respecto a la creatina.
◦ Para definir los índices normales se debe
tener en cuenta la edad del paciente al igual
que el análisis comparativo con el hemisferio
contralateral.

20. Aplicaciones Clínicas
◦ Tumores cerebrales
Aunque la RM convencional ha incrementado
mucho la sensibilidad por la cual es posible
detectar los tumores, este incremento en la
sensibilidad no ha sido paralelo a un incremento
en la especificidad. Con la espectroscopia se
hace posible evaluar el espectro metabólico de la
lesión lo que posibilita discernir con gran
especificidad si se trata de una lesión tumoral o
no.
Aumento de colina, con disminución
de NAA y pico de lactato,
característicos de proceso tumoral.

21. Enfermedad de Alzheimer
◦ La espectroscopia se muestra muy
promisoria en definir demencia (por la
reducción de NAA y NAA/Cr). Sin embargo,
este hallazgo es común a varios tipos de
demencia, el aumento en el mioinositol (ml)
(compuesto importante en la composición de
lípidos de membrana) distingue a la
enfermedad de Alzheimer del envejecimiento
y de otras causas de demencia.