Introducción: La fMRI es un método diagnóstico del cual se habla y escribe más de lo que se utiliza teniendo como principal enemigo el desconocimiento global de sus usos tanto clínicos como de investigación. Es fundamental que el Médico Especialista en Imágenes y el Clínico sepan los fundamentos y sus aplicaciones clínicas comprobadas para evitar que un método revolucionario y en evolución entre en descalificación.
En poco más de 40 años la Resonancia Magnética ha tenido un enorme crecimiento y desarrollo, su detalle anatómico exquisito y la diferenciación tisular la han convertido en el método de elección en el estudio de la patología encefálica. A las imágenes anatómicas se sumó la valoración de la barrera hematoencefálica y hemato-líquido cefalorraquídeo por medio del uso de contraste paramagnético, continuando con la dinámica del líquido cefalorraquídeo y valorando los metabolitos mediante la espectroscopia, a estas técnicas se le complementaron la valoración de la perfusión cerebral (PWI), difusión (DWI) y Tractografía (DTI) utilizados ampliamente en patologías como el stroke isquémico y neoplasias entre otras.
A este arsenal utilizado de manera rutinaria se le añade la Resonancia Magnética funcional (fMRI) cuyo desconocimiento general tanto de la comunidad Radiológica como de los Médicos que solicitan estos estudios ha creado un auténtico Mito, tanto en sus aplicaciones clínicas existentes como de las potenciales estas últimas casi todas pertenecientes al área de investigación cognitiva avanzada la mayoría de ellas en su fase primaria de desarrollo que van desde el estudio del Autismo en estado de reposo hasta el controvertido NeuroMarketing.
Como supondrán el mundo de aplicaciones potenciales de la fMRI es enorme, tanto como la cantidad y complejidad de pensamientos y procesos neuronales que podamos asumir por ende la mayoría incomprobables arrastrando a un descrédito de la Técnica por parte de algún sector de la comunidad médica que observó la inconsistencia de algunos estudios de fMRI o lo que es peor dando lugar a que médicos e instituciones muy poco serias generen un negocio de Marketing sin sustento científico que deteriora aún más la credibilidad del método.
En la Práctica clínica la fMRI tiene como objetivo primario la detección de áreas elocuentes y la dominancia o lateralidad, siendo utilizada esta técnica fundamentalmente de manera prequirúrgica para realizar un mapa adecuado de las relaciones de la lesión con las áreas elocuentes tratando de reducir de esta forma las complicaciones post-operatorias.
En este artículo discutiremos sobre las aplicaciones prequirúrgicas de la fMRI, para ello es fundamental entender algunos aspectos técnicos que nos llevaran a un mejor entendimiento de esta técnica.
Aplicaciones Clínicas Prequirúrgicas:
- Identificar las áreas elocuentes del cerebro, principalmente la corteza motora.
- Identificar lateralización del lenguaje particularmente en la epilepsia del lóbulo temporal
- Planificar y realizar resecciones tanto agresivas como parciales tratando de preservar la función. Realizar biopsias seguras
- Identificar los candidatos negativos para la cirugía
Como se logran las Imágenes-Fisiología BOLD:
Para poder entender cómo se obtiene un estudio de fMRI y que tipo de equipamiento se necesita antes se debe saber la base fisiológica de cómo se obtiene la Imagen BOLD.
BOLD proviene de sus siglas en ingles que significan contraste dependiente del nivel de oxígeno en la sangre, esta es la técnica más utilizada debido a que no utiliza contrastes exógenos como el Gadolinium que podrían provocar Neuro o Nefrotoxicidad, pudiendo repetir las veces que sean necesario las pruebas . BOLD aprovecha las propiedades de la sangre oxigenada como fuente de contraste proporcionando información funcional. La mayor parte del oxígeno sanguíneo está unido a la hemoglobina que es una macromolécula.
La Oxihemoglobina-forma oxigenada de la hemoglobina- es diamagnética, esto significa que produce mínimas variaciones de la homogeneidad del campo Magnético. La Desoxihemoglobina es fuertemente paramagnética debido a que la hemoglobina, en este estado, tiene un momento de spin alto, este paramagnetismo presenta significativas modificaciones de la homogeneidad del campo Magnético. La sangre desoxigenada produce variaciones locales del campo magnético procediendo como contraste. Esta característica de alteración del campo magnético es aprovechada en MRI donde empleamos secuencias de Gradiente de Eco que son altamente sensibles a las variaciones de campo con sustancia que presentan susceptibilidad magnética para obtener imágenes es por eso que la mayoría de los protocolos utilizados son con secuencias ultrarrápidas de Eco planar EPI y Gradiente de Eco o GRE-GE.
La imagen BOLD se basa fundamentalmente en el aumento de la actividad neuronal que produce un incremento del metabolismo, el cual induce una vasodilatación con aumento del flujo sanguíneo que abastece glucosa y oxígeno en las regiones más activas provocando inmediatamente la alteración de campo magnético que se necesita para la adquisición de las imágenes BOLD. . Por otro lado se deben conocer algunas de los factores que afectan la señal BOLD impidiendo un estudio o señal adecuados, estos factores que se deducen de la fisiología, serán dependientes de enfermedades preexistentes o alteraciones que causen cambios del flujo o volumen sanguíneo cerebral (CBV-CBF), estado general del paciente ya que un paciente con dolor o estuporoso será muy difícil mantener inmóvil o que ejecute las órdenes que le solicitamos en los paradigmas. La existencia de problemas con la homogeneidad del campo magnético del equipo de Resonancia que utilicemos es un factor primordial y el entrenamiento del personal tanto médico como técnico al igual que la utilización de paradigmas adecuados son excluyentes. Por último debo mencionar el factor sorpresa, omnipresente, que serán 
sin dudas los pedidos médicos desopilantes, no fueron pocas las veces que he recibido pacientes en coma o con pedido de estudio bajo anestesia general donde me solicitan evaluar lenguaje-lateralidad o área motora primaria.
Equipamiento: Como se explicó en la fisiología BOLD la fMRI debe exponer mínimas fluctuaciones de campo magnético producto de la actividad metabólica encefálica en áreas elocuentes, el ruido en un estudio de fMRI suele ser tan intenso como la señal de actividad real por lo que debemos mejorar la detección de la actividad encefálica sin aumentar el ruido esto lo podemos obtener mediante un Campo Magnético alto mayor a 1.5T preferentemente > de 3T, El Resonador debe estar perfectamente calibrado evitando inhomogeneidades de campo y utilizaremos antenas o bobinas de RF dedicadas (específicas para el estudio). En mi experiencia considero imprescindible el uso de equipamiento homologado que realice de modo automatizado la toma de muestras y se combine con el Resonador para adquirir los protocolos de manera óptima enviando los resultados de estas adquisiciones a una Workstation para concluir con el procesamiento de las imágenes. Este es un punto crucial debido que Los Neurorradiologos o Radiólogos generales no somos Licenciados en Física ni Ingenieros y la mayoría de nosotros no estamos capacitados para determinar y certificar que la toma de muestra ha sido sincrónica entre los paradigmas y el pulso de Radiofrecuencia, tampoco estamos capacitados para evaluar en el post-procesado que lo adquirido tiene significancia estadística y que lo observado sean las áreas elocuentes y no ruido eléctrico o movimiento. De carecer de este tipo de equipamiento necesitaremos un equipo de Físicos que analicen y certifiquen que los resultados obtenidos son válidos.
NeuroAnatomía Básica– identificación de Áreas Elocuentes:
El cerebro presenta áreas especializadas que procesan información llamadas áreas elocuentes Las más estudiadas son; La corteza Somato Sensorial, Áreas del lenguaje Broca-Wernicke y Fascículo Longitudinal Superior, Corteza Visual y Corteza Auditiva. estas áreas demostradas abajo en los cuadros de imágenes son de conocimiento imprescindible la descripción anatómico y fisiológico exceden a este artículo y podrán ser revisados en los manuales de Neuroanatomía clínica
Protocolos, Manejo del Paciente y Casos Clínicos:
Debemos utilizar protocolos y paradigmas robustos diseñados cuidadosamente para conseguir respuestas cognitivas, sensitivas y motoras confiables en pos de realizar conclusiones.
El manejo del paciente y entrenamiento previo es cardinal, en un mundo ideal deberíamos poder citar al paciente dentro de la semana previa al estudio y poder evaluarlo personalmente, ver los estudios previos y planificar qué protocolo le vamos a efectuar. Es beneficioso entrenar al paciente en el consultorio, los paradigmas que vamos a efectuar y mostrarle en la computadora lo mismo que el paciente observará y realizará el día del estudio. Esto que parece una pérdida de tiempo terminará siendo un factor de reducción de tiempo de estudio ya que disminuirá el número de muestras que deberemos repetir porque el paciente no entendió el paradigma o tarea a realizar. En esta visita previa es importante reconocer algún tipo de dificultad motora, sensitiva, auditiva o visual, no pocas serán las veces que nos encontremos con un paciente con severa miopía que no podrá leer las consignas en el monitor a lo cual deberemos conocer para adaptar los anteojos del equipo de adquisición automatizado a las dioptrías de cada ojo.
El protocolo básico que utilizo rutinariamente con variaciones dependiendo cada caso, en todos los casos utilizo una secuencia de adquisición Volumétrica GRE ponderada en T1 para fusionar con las imágenes de ECO PLANAR EPI y crear un mapa anatómico y funcional, en todos los casos realizamos Difusión (DWI) y Tractografía (DTI) que como saben se obtiene en la misma secuencia utilizando mayor número de direcciones. El Post procesamiento se realiza en una Workstation dedicada a fMRI con un valor p=0.05-0.001 o un T=5-10. El estudio habitualmente tarda entre 40 a 50 minutos ya que se suelen realizar varios paradigmas distintos e iguales para que se sumen estadísticamente con intervalos de tarea y descanso entre 10 a 30 segundos con paradigmas de 3 a 5 minutos, a eso se le agrega habitualmente la valoración con contraste y PWI cuando se trate de Neoplasia para valorar permeabilidad o Angio MR en caso de Malformaciones Vasculares.
Existen varios protocolos clínicos de los cuales recomiendo los publicados por la Sociedad Americana de Neurorradiología Funcional o ASFNR, se analiza la corteza primaria motora ubicada en las áreas 4 y 6 de Brodmann correspondientes, donde visualizamos la distribución de la mano en la circunvolución precentral siendo un paradigma clave.
Mientras más compleja sea la tarea motora a desarrollar podremos visualizar de mejor manera tanto la corteza motora primaria como la suplementaria siendo muy útil la oposición de dedos alternante.
La visualización de las áreas 1, 2 y 3 de Brodmann correspondiente a corteza sensitiva primaria se puede realizar con un cepillo de dientes estimulando la palma de la mano, aunque esto puede contribuir significativamente al movimiento del paciente.
Las áreas 44 y 45 de Brodmann correspondientes al área de Broca son las encargadas de la producción de la palabra ubicada sobre la circunvolución frontal inferior del hemisferio dominante y se obtienen recitando palabras o verbos.
El área de Wernicke correspondiente al área 22 de Brodmann se realiza mediante la comprensión de texto o palabras siendo el mismo paradigma posible la visualización de las cortezas primarias auditivas.
La corteza visual se realiza mediante los paradigmas visuales provistos en los módulos comerciales.
Paciente con Malformación Arterio-Venosa Fronto Parietal derecha involucrando lóbulo paracentral y gyrus del cíngulo posterior. Dada la localización se le solicitó al paciente pensara en el movimiento de los dedos del pie izquierdo, se solicita que piense en lugar de mover porque al realizar el movimiento generaba artefactos, el solicitarle al paciente que piense que está haciendo el movimiento es una herramienta útil de activación cortical. En la imágenes se puede observar el desplazamiento del área motora correspondiente a la pierna y área de asociación motora SMA1, sin embargo no se evidencia margen de seguridad.
Paciente con Cavernoma en lóbulo paracentral derecho el análisis BOLD paradigma Motor bilateral y Motor izquierdo sumatorio de 3 
muestras visualizadas en los distintos colores sobre el área motora, como se pone en evidencia existe suficiente distancia entre el área correspondiente a la activación motora de la mano izquierda y el Cavernoma, también existiendo margen de seguridad sobre el SMA1. En este caso el paciente puede ser sometido a tratamiento quirúrgico sin riesgo de afectar la corteza motora primaria. Un hecho relevante es repetir más de una muestra del mismo paradigma al igual que en este caso que se realizaron 3 muestras del paradigma motor esto incrementa la fiabilidad estadística disminuyendo la posibilidad de error.
Paciente con extensa MAV S-M3 frontal izquierda que compromete los gyrus F1 y F2 S con drenaje superficial que desplaza las áreas premotora 6 y 8 con margen de seguridad y distante de Broca.
MAV S-M2 frontal izquierda sobre Gyrus frontal Superior F1 donde si bien se observa desplazamiento anterior del área premotora no se
observa margen de seguridad incrementando los riesgos de secuela postquirúrgica.
Paradigma Visual.
Nidus Occipital izquierdo de 15 mm sin margen de seguridad sobre corteza visual
Paradigma Lenguaje.
Probablemente sea el Paradigma más importante para los Neurocirujanos ya que estos habitualmente operan con Neuroestimulación
Cortical pudiendo realizar un mapa efectivo de las áreas elocuentes (Gold standard) por el contrario la lateralidad dependen habitualmente del test de Wada el cual es invasivo siendo los resultados en fMRI similares a los del Test de Wada en la mayoría de las series publicadas.
En la fusión de muestras y paradigmas se observa como relevante la corteza Auditiva bilateral, Wernicke y Broca izquierdo (lateralidad). También se evidencia activación de corteza visual debido que el paciente está viendo las consignas por medio de un monitor localizado dentro de la sala generalmente detrás de él.
En este caso se observa desplazamiento de Broca y Wernicke con margen de seguridad sin compromiso del FLS aunque se aprecia el
compromiso parcial de la corteza auditiva.
Planificación prequirúrgico mediante DTI y fMRI de metástasis cerebral única, identificando el fascículo longitudinal superior (FLS) se presenta respetado con desplazamiento medial y cefálico.
MAV S-M3 Silviana derecha donde se determina Dominancia izquierda y compromiso de la corteza auditiva derecha sin margen de
seguridad.
En este caso el análisis Tractográfico DTI demuestra desplazamiento e interrupción de fibras correspondiente a la vía piramidal, el análisis BOLD demuestra activación cortical mayor del lado izquierdo con compromiso marcado de la corteza motora primaria particularmente del área de la mano. Este examen demuestra el carácter infiltrativo de la lesión prediciendo que la resección quirúrgica dejar una severa secuela.
El análisis BOLD demuestra Lateralidad izquierda. La corteza Motora primaria se presenta 
indemne con intensa activación en sumatorio de paradigma motor tanto unilateral como bilateral sin embargo existe compromiso variable de las áreas premotoras 6 y 8.
Otra aplicación clínica que puede ser necesaria es la valoración postquirúrgica donde verificamos que las áreas elocuentes se presentan con activación similar a la prequirúrgico. También de la misma forma podremos evaluar la Neuroplasticidad.
Este paciente presenta un Astrocitoma precentral derecho el análisis BOLD demuestra lateralidad izquierda con activación satisfactoria de Wernicke y Broca. En las Imágenes de abajo se observa el proceso expansivo que desplaza la vía piramidal sin interrupción de fibras en DTI ni caída de la Fracción Anisotrópica (FA) distante del área correspondiente a la mano identificada con color rojo a nivel cortical con margen de seguridad
Análisis y Postprocesado:
El proceso de los datos en RM funcional es crítico pudiendo dividir al mismo en tres fases, en primer lugar se analiza estadísticamente los cambios a nivel de señal de RM y se correlaciona temporalmente con los cambios de la tarea realizada-paradigma. En segundo lugar se utiliza un método estadístico para dividir las regiones encefálicas inactivas es decir, que no tienen cambios de señal superiores al ruido de las que se han activado con la tarea o paradigma realizado. Finalmente los resultados del análisis de actividad se registran en imágenes fusionadas de alta resolución 3D que se utilizan para determinar las estructuras relacionadas con cada tarea o paradigma asignado.
El objetivo del análisis de los datos es distinguir entre los cambios de señal producidos por la activación real del encéfalo de las señales 
producidas por el ruido electrónico, fisiológico o inhomogeneidad del campo magnético. El primer método que se utiliza es la sustracción simple del mapa de RM en estado basal sobre el mapa recogido durante los paradigmas sin embargo, esto no suele ser suficiente y para ellos debemos desarrollar un modelo estadístico del análisis de fMRI que proporcione una medida cuantitativa del significado de los cambios de señal inducidos por la actividad del encéfalo, el método más utilizado para este análisis es la prueba estadística T de student o Valor P en mi caso utilizo valor P=0.05 a 0.001.
Las Workstation dedicadas a fMRI facilitan enormemente el trabajo de postprocesado el mismo nos indica si la muestra fue adecuada si existe movimiento o si la activación fue sincrónica, La mayoría de estas computadoras nos indican que el estudio es inválido o por el contrario que fue bien adquirido, asimismo el seteo de valor T o P es estadísticamente significativo, sin embargo siempre estará la posibilidad que el operador cambie estos valores creando áreas de activación inexistentes y estudios inapropiados en informes médicos, desprestigiando el método y volviéndolo poco confiable.
Comentarios Finales: de la Realidad a las Soluciones.
Como la señal BOLD genera variaciones de activación por ende jamás debe considerarse la fMRI como único método para la detección de áreas elocuentes para determinar los márgenes de resección ya que como demuestra el trabajo multicéntrico publicado en Radiology (cuadro de la izquierda) el error puede ser de hasta 16.5mm, esta distancia en el tejido nervioso es una enormidad e inaceptable para ser tenido en cuenta como único método prequirúrgico por lo tanto existe mucho en lo que se debe avanzar tecnológicamente para tener aceptación total. El segundo y probablemente mayor problema existente en los países no centrales sea la capacitación e idoneidad del personal ya que los valores de la muestra pueden ser manipulados fácilmente llevando al descrédito absoluto del método.
En esta técnica existe un largo camino a recorrer que recién comienza y la mejor forma de recorrerlo es entendiendo de qué se trata, sus alcances clínicos actuales y especialmente sus limitaciones particularmente para los que día a día debemos tomar decisiones sobre pacientes cuyos resultados son críticos y habitualmente irreversibles.
Bibliografia recomendada:
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