Artículo original: Ferreira R, Bastos-Leite AJ. Arterial spin labelling magnetic resonance imaging and perfusion patterns in neurocognitive and other mental disorders: a systematic review. Neuroradiology. 2024 Jul;66(7):1065-1081.
DOI: https://doi.org/10.1007/s00234-024-03323-0
Sociedad: European Radiology of Neuroradiology (@ESNRad)
Palabras clave: ASL, Alzheimer, Esquizofrenia, RM.
Abreviaturas y acrónimos utilizados: AD (Enfermedad de Alzheimer), ASL (Arterial Spin Labelling), DCE (Dynamic Contrast Enhanced), DCL (Deterioro cognitivo leve), DSC (Dynamic susceptibility contrast), PET (Tomografía por emisión de positrones), SPECT (Tomografía Computarizada por Emisión de Fotón Único), SCD (Deterioro cognitivo subjetivo).
Línea editorial del número: Neuroradiology es el buque insignia de la Sociedad Europea de Neurorradiología, la Sociedad Japonesa de Neurorradiología y de otras 20 sociedades científicas. Su objetivos son todos los aspectos de la neurorradiología del cerebro, la columna vertebral y la base del cráneo en adultos y niños, con énfasis en la investigación clínica. Esta revista está situada en el primer cuartil dentro del área de la Radiología, medicina nuclear e imagen.
En su número de julio se encuentran numerosos artículos que reflejan la diversidad y la profundidad de la investigación actual en neurorradiología, abarcando desde técnicas de imagen avanzada hasta estudios clínicos y aplicaciones de inteligencia artificial en el campo. Entre ellos destaco, aparte del que he elegido: uno que estudia las anomalías en la actividad cerebral regional y la función ejecutiva en pacientes con epilepsia del lóbulo temporal; y otro que presenta un enfoque basado en aprendizaje automático y radiómica para identificar el tiempo de inicio de un ictus isquémico de la circulación posterior mediante RM.
Motivos para la selección: He seleccionado este artículo porque aborda un tema de gran relevancia tanto en el ámbito clínico como en el de la investigación como es la secuencia ASL para medir el flujo sanguíneo cerebral en diferentes trastornos mentales y neurocognitivos.
En mi opinión, la importancia de este artículo radica en su capacidad para proporcionar una visión integral sobre cómo se presentan los patrones de perfusión cerebral en diversas patologías como el Alzheimer, la esquizofrenia y la depresión, entre otras. Estos hallazgos son cruciales porque, desde mi punto de vista, pueden conducir a mejoras significativas en el diagnóstico y en el tratamiento de estos trastornos. Además, un aspecto muy positivo de esta técnica es que, al contrario de lo que ocurre con otras secuencias de perfusión como la DCE o la DCS, no utiliza contraste endovenoso, lo que permite que pueda ser utilizado en más variedad de pacientes, sobre todo en pacientes pediátricos y nefrópatas.
Por último, al ser revisión sistemática, el artículo debe analizar datos de múltiples estudios previos, ofreciéndome una perspectiva consolidada y actualizada del estado actual de la secuencia ASL en el campo de los trastornos neurocognitivos.
Resumen:
Introducción:
La técnica ASL permite la cuantificación absoluta del flujo sanguíneo cerebral y evalúa el metabolismo cerebral correspondiente.
Su fundamento consiste en una inversión de la magnetización longitudinal de los espines de protones mientras fluyen hacia el cerebro, utilizando, de esta manera, el agua de la sangre arterial como trazador difusible.
A diferencia de otras técnicas de imagen que evalúan la perfusión y el metabolismo cerebral, como la SPECT y el PET, que dependen de trazadores radiactivos exógenos, la ASL no requiere la inyección de agentes de contraste exógenos, lo que la hace completamente no invasiva.
En este sentido, dado que la prevalencia de los trastornos neurocognitivos aumenta y se disponen de tratamientos efectivos, la necesidad de diagnósticos clínicos precisos y tempranos se vuelve imperante. Además, los cambios funcionales en el cerebro preceden a los estructurales, por lo que los parámetros fisiológicos pueden ayudar en el diagnóstico temprano.
Los autores reportan que ningún estudio previo ha informado sobre la aplicación clínica de la ASL en una amplia gama de condiciones mentales. Por esta razón, se propusieron comparar las mediciones de CBF o detectar regiones de perfusión cerebral anormal en pacientes con trastornos neurocognitivos u otros trastornos mentales, en relación con sujetos de control saludables o con deterioro cognitivo subjetivo, así como detectar anomalías en la perfusión cerebral útiles para distinguir entre las diferentes condiciones clínicas.
Material y métodos
Búsqueda de Literatura y Criterios de Selección
Los autores realizaron la revisión siguiendo las guías PRISMA. Buscaron artículos publicados hasta junio de 2023 en PubMed, WebOfScience y PsycINFO utilizando términos relacionados con trastornos neurocognitivos y mentales (como “cognitive disorder”, “dementia”, “mental disorders”) y términos relacionados con ASL (como “arterial spin labeling” y “brain imaging”).
Se incluyeron estudios originales, revisados por pares, sobre la aplicación clínica de la ASL. Los estudios debían usar la ASL con un único tiempo de PLD, supresión de fondo y lectura en 3D en RM de hasta 3 Tesla, según directrices de consenso de 2015. También debían tener un grupo de comparación (sujetos sanos o individuos con quejas cognitivas subjetivas que empeoran con el tiempo, pero sin confirmación en pruebas cognitivas) o centrarse en diagnósticos diferenciales.
Excluyeron estudios que no comparaban mediciones de volumen sanguíneo cerebral en regiones de interés o no usaban un enfoque basado en vóxeles, aquellos que solo trataban efectos psicofarmacológicos o terapéuticos, artículos en idiomas distintos al inglés, revisiones y comentarios teóricos sobre ASL.
Finalmente, se excluyeron estudios centrados únicamente en el acoplamiento neurovascular o la conectividad funcional del cerebro utilizando ASL.
Análisis
Los autores analizaron los artículos incluidos para determinar si reportaban una disminución (hipoperfusión), una perfusión cerebral similar o un aumento (hiperperfusión) en comparación con sujetos sanos, con deterioro cognitivo subjetivo, o entre distintos grupos de pacientes.
Recopilaron las medidas de valor diagnóstico, como sensibilidad, especificidad, valor predictivo positivo y valor predictivo negativo así como el área bajo la curva. Para determinar el riesgo de sesgo de cada estudio, también aplicaron un conjunto de 12 preguntas predefinidas como herramienta de evaluación de calidad.
RESULTADOS
Los autores incluyeron 33 estudios publicados entre 2011 y 2023.
De éstos, el 58% incluyó sujetos con deterioro cognitivo subjetivo, trastornos neurocognitivos como Alzheimer y deterioro cognitivo leve. Un 12% de los estudios trató sobre esquizofrenia, otro 12% sobre trastorno depresivo mayor y un 9% sobre trastorno bipolar. Los estudios restantes abarcaron trastornos como autismo, TDAH, pánico y consumo de alcohol.
Todos los estudios fueron calificados de calidad regular a buena según las guías PRISMA.
Arterial Spin Labelling en Deterioro Cognitivo Subjetivo Plus y Trastornos Neurocognitivos
Deterioro Cognitivo Subjetivo Plus (SCD plus)
Se ha reportado un flujo sanguíneo cerebral más bajo en la cabeza del hipocampo izquierdo y en ambas cortezas cinguladas posteriores. Además, se ha descrito una correlación positiva entre el flujo sanguíneo en la cabeza del hipocampo izquierdo y los puntajes de recuerdo diferido en una prueba de aprendizaje verbal auditivo. La mejor diferenciación entre SCD plus y HC se encontró mediante un análisis combinado de los valores de CBF en la cabeza del hipocampo izquierdo, el precuneus izquierdo y ambas cortezas cinguladas posteriores.
Deterioro cognitivo leve (DCL) y Enfermedad de Alzheimer (AD)
Se incluyeron un total de 23 investigaciones publicadas entre 2011 y 2023. Estos estudios compararon pacientes con DCL y AD con sujetos sanos o con deterioro cognitivo subjetivo.
En pacientes con DCL, se observó una hipoperfusión cortical global, especialmente en los lóbulos parietales y occipitales, así como en las cortezas cinguladas posteriores y precuneus. En contraste, algunos estudios también reportaron hiperperfusión en ciertas regiones del cerebro como los lóbulos frontales y el precuneus izquierdo. Los autores achacan estas divergencias a un patrón mixto de déficit y compensación en diferentes áreas cerebrales.
Para los pacientes con AD, los estudios revelaron hipoperfusión significativa en varias regiones, incluidos los lóbulos temporales, parietales, precunei y cortezas cinguladas posteriores. Estos hallazgos se relacionaron con un deterioro cognitivo más severo (menores puntuaciones en pruebas como el Mini Mental State Examination). La hipoperfusión en áreas clave como el precuneus y las corteza cingulada posterior se utilizó para diferenciar a los pacientes con AD de los sujetos sanos, con un alto grado de precisión diagnóstica.
Estos estudios también identificaron asociaciones significativas entre la perfusión cerebral y el rendimiento cognitivo, donde una menor perfusión se correlacionaba con un mayor deterioro cognitivo, especialmente en pacientes con AD.
Trastornos Frontotemporales (FTLD).
Se incluyeron seis estudios, que encontraron hipoperfusión en las cortezas cinguladas anteriores y los lóbulos frontales.
Demencia con Cuerpos de Lewy (DLB)
Un estudio comparó pacientes con DLB con sujetos con SCD, encontrando un patrón de hipoperfusión cortical global que afectaba las cortezas frontal, parietal, occipital, precunei, cinguladas posteriores y al cerebelo, con preservación relativa en los lóbulos temporales.
Deterioro Cognitivo Vascular (DCV).
Un estudio encontró hipoperfusión en los giros frontal medio derecho y temporal superior en pacientes con afectación de pequeño vaso, y en los giros parietal inferior izquierdo, frontal inferior izquierdo y frontal medio izquierdo en pacientes con afectación de gran vaso. También se reportó hiperperfusión en el hipocampo derecho y el tálamo derecho.
Diagnóstico diferencial entre los distintos trastornos:
DCL vs. SCD Plus
Los pacientes con DCL mostraron menor flujo sanguíneo cerebral en el precuneus y en el tálamo izquierdos en comparación con sujetos con SCD plus. El análisis ROC combinado de estos valores tuvo un AUC de 0.78.
AD vs. DCL
Los pacientes con AD tuvieron valores de CBF más bajos que aquellos con DCL, mostrando hipoperfusión en los lóbulos parietales, temporales, frontales y occipitales. También se observó hiperperfusión en algunas regiones del cerebro en AD.
AD vs. FTLD
Estudios indicaron menor perfusión en las cortezas temporales, giros cingulados posteriores y giros orbitofrontales en AD comparado con la FTLD. Un valor de corte óptimo para diferenciar AD de FTLD fue de 46.3 ml/100 g/min en la corteza cingular posterior.
AD vs. DLB
Pacientes con DLB mostraron mayor hipoperfusión cortical en comparación con AD, especialmente en las cortezas frontal, parietal y occipital, así como en precunei y corteza cingular posterior adyacentes.
ASL en los trastornos psiquiátricos
Trastornos del Espectro de la Esquizofrenia (SSD).
Cuatro estudios compararon la perfusión cerebral entre pacientes con SSD y sujetos sanos. La mayoría de los pacientes tenían síntomas crónicos y estaban en tratamiento con antipsicóticos. Se encontró hiperperfusión bilateral en las cortezas temporales, estriados, tálamos y cortezas sensoriomotoras. También se documentó hipoperfusión en las cortezas prefrontales, giros cingulados anteriores, giros occipitales, cortezas insulares, cortezas parietales y áreas motoras suplementarias.
Trastornos Bipolares (BD)
Tres estudios compararon la perfusión cerebral entre pacientes con BD y sujetos sanos. En un estudio, se encontró disminución del flujo sanguíneo cerebral en el núcleo dentado izquierdo del cerebelo en pacientes con BD. Otro estudio encontró fluctuaciones aumentadas de perfusión en el giro fusiforme izquierdo y la región temporal inferior adyacente.
Trastorno Depresivo Mayor (MDD)
Cuatro estudios compararon la perfusión cerebral entre pacientes con MDD y sujetos sanos. Los pacientes con MDD mostraron diferencias significativas en la perfusión cerebral, incluyendo hipoperfusión en los pedúnculos cerebelosos superiores y el núcleo dentado izquierdo del cerebelo, así como hiperperfusión en el cerebelo izquierdo y el giro temporal medio izquierdo. Algunos estudios no encontraron diferencias significativas en el flujo sanguíneo cerebral entre pacientes con MDD y sujetos sanos, pero sí que se observaron diferencias al dividir a los pacientes en remitentes y no remitentes.
Autismo (ASD)
Un estudio encontró hiperperfusión en regiones frontotemporales y giro precentral en niños/adolescentes con autismo de alto funcionamiento, en comparación con sujetos sanos. También se observó hipoperfusión en la corteza cingulada anterior.
TDAH
Se observó hipoperfusión generalizada en el hemisferio izquierdo, incluyendo la ínsula, corteza orbitofrontal, putamen, globo pálido, amígdala, giros temporales y otras áreas en pacientes con TDAH comparados con sujetos sanos.
Trastorno de Pánico
Los pacientes con trastorno de pánico mostraron hipoperfusión y adelgazamiento cortical en el giro fusiforme derecho. La perfusión en esta área se correlacionó negativamente con las puntuaciones de ansiedad y la gravedad del trastorno de pánico.
Trastorno por Consumo de Alcohol
Se encontró hipoperfusión en las cortezas insulares de pacientes con trastorno por consumo de alcohol, con correlaciones negativas entre la perfusión en el ACC y las puntuaciones de consumo de alcohol.
Los autores, finalmente, concluyen que las anomalías en la perfusión cerebral fueron útiles para diagnosticar la mayoría de los trastornos neurocognitivos, aunque en el deterioro cognitivo vascular (VCI) y otros trastornos mentales fueron heterogéneas y no generalizables. Sugieren que esta técnica avanzada de MRI puede ser especialmente eficaz cuando se combina con la evaluación del acoplamiento neurovascular o con análisis de conectividad cerebral funcional y efectiva, mejorando así el diagnóstico y la comprensión de diversos trastornos mentales y neurocognitivos.
Valoración Personal:
En primer lugar, considero que el artículo proporciona una revisión exhaustiva y detallada de la técnica ASL en resonancia magnética para evaluar la perfusión cerebral en una variedad de trastornos neurocognitivos y mentales.
Como puntos positivos, quiero destacar su cobertura integral: abarca un amplio rango de estudios publicados que aplican ASL en distintos trastornos, lo que ofrece una visión completa del estado actual de la investigación en este campo.
La metodología empleada es otro punto fuerte significativo. Al seguir las guías PRISMA para la búsqueda y selección de estudios, los autores aseguran un proceso riguroso y transparente. Esto no solo aumenta la credibilidad de sus hallazgos, sino que también facilita la replicabilidad y la comparación con futuros estudios.
Además, el artículo destaca los avances técnicos recientes en la ASL, que han mejorado la calidad de las imágenes y reducido los tiempos de sala, lo que es crucial para su aplicación clínica en términos de eficiencia. La capacidad de ASL para proporcionar imágenes detalladas del flujo sanguíneo cerebral sin el uso de agentes de contraste invasivos es una ventaja significativa, especialmente en pacientes vulnerables como pediátricos o nefrópatas.
La inclusión de un amplio rango de trastornos, desde la enfermedad de Alzheimer hasta el TDAH, muestra la versatilidad de ASL. Este enfoque multidimensional permite una comprensión más amplia de cómo diferentes condiciones afectan la perfusión cerebral y subraya el potencial de ASL para abordar una variedad de necesidades diagnósticas.
Como puntos negativos, quiero destacar la heterogeneidad de los resultados y es que, mientras que las anomalías en la perfusión cerebral son útiles para diagnosticar la mayoría de los trastornos neurocognitivos, los hallazgos en el deterioro cognitivo vascular y otros trastornos mentales son más variados y, a menudo, no generalizables. En este sentido, la inclusión de un meta-análisis podría haber fortalecido sus conclusiones al proporcionar una síntesis cuantitativa de los datos disponibles, mejorando así la precisión y la fiabilidad de los hallazgos.
Otro aspecto que podría mejorarse es la falta de datos específicos en algunos casos. Por ejemplo, en la diferenciación entre DCL y el SCD, no se reportaron valores de corte específicos, lo que dificulta la aplicación práctica de estos hallazgos.
Además, aunque el artículo sugiere que la combinación de ASL con la evaluación del acoplamiento neurovascular o el análisis de conectividad cerebral funcional podría mejorar su utilidad diagnóstica, esto implica una integración de múltiples técnicas que puede ser desafiante. Los costos y la logística de implementar estas tecnologías avanzadas en un entorno clínico pueden ser prohibitivos para muchas instituciones, máxime en un entorno de sanidad pública, lo que redundaría en una falta de equidad de los pacientes a un diagnóstico avanzado.
Para concluir, considero que el artículo es una contribución valiosa al campo de la neurorradiología y la neuropsiquiatría clínica ya que proporciona una revisión detallada y bien fundamentada de la técnica ASL y su aplicación en diversos trastornos neurocognitivos y mentales. A pesar de algunas limitaciones, el artículo destaca el potencial de ASL para mejorar el diagnóstico y la comprensión de estas condiciones.
Ernesto Santana Suárez
Complejo Hospitalario Universitario Insular-Materno Infantil de Gran Canaria, R4
cbseram.com 
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