D15 Imagen morfológica

Tópico

Las técnicas de imagen morfológica visualizan directamente las estructuras anatómicas del organismo, aunque cada una lo hace con una resolución espacial, una resolución temporal y un tipo de contraste distintos, según el principio físico en el que se basa cada técnica.

La radiografía convencional y la tomografía computarizada atraviesan al paciente con rayos X, que se van atenuando de forma exponencial a medida que atraviesan los distintos tejidos del organismo, siguiendo el mismo principio de atenuación de la luz descrito para la bioquímica básica —la ley de Beer-Lambert—, aunque aquí aplicado a rayos X en vez de a luz visible. La tomografía computarizada traduce esa atenuación a una escala numérica estandarizada, conocida como la escala Hounsfield, que permite identificar directamente cada tejido según cuánto atenúa: el aire, que prácticamente no atenúa nada, queda en el extremo más bajo de la escala, alrededor de mil unidades negativas; la grasa atenúa poco, alrededor de cien unidades negativas; el agua queda justo en el punto medio de referencia de la escala, en cero; el tejido blando atenúa moderadamente más que el agua, entre treinta y sesenta unidades positivas; y el hueso cortical, el tejido más denso del organismo, atenúa muchísimo más que cualquier otro tejido, entre setecientas y mil unidades positivas.

La resonancia magnética, en cambio, no usa ninguna radiación ionizante, sino que aprovecha que los núcleos de hidrógeno del propio organismo, colocados dentro de un campo magnético muy intenso —de entre una y media y siete teslas en los equipos habituales—, giran sobre sí mismos a una frecuencia característica, conocida como la frecuencia de Larmor, que depende directamente de la intensidad de ese campo magnético y que ronda los sesenta y tres megahercios en un equipo de una y media teslas. Después de aplicar un pulso de radiofrecuencia sintonizado exactamente a esa misma frecuencia característica, esos núcleos de hidrógeno se realinean gradualmente con el campo magnético siguiendo un tiempo característico propio de cada tejido, mientras que, al mismo tiempo pero de forma independiente, pierden la coherencia entre sí siguiendo otro tiempo característico distinto, también propio de cada tejido. Distintas formas de adquirir la imagen aprovechan uno u otro de estos dos tiempos característicos, o combinaciones más elaboradas de ambos, para resaltar contrastes distintos entre tejidos: una isquemia cerebral aguda hace que el agua del tejido dañado quede libre para difundirse de una forma característica que ya se detecta a los quince minutos del inicio de la isquemia; la desmielinización aparece como lesiones que se ven más brillantes de lo normal en las secuencias que resaltan uno de estos dos tiempos característicos; y los tumores captan más una sustancia de contraste basada en gadolinio, inyectada por vía intravenosa, cuando ese tumor ha roto la barrera que normalmente separa a la sangre del propio tejido cerebral.

La ecografía, por su parte, emite pulsos de ultrasonido, de entre uno y quince megahercios, que se reflejan cada vez que encuentran una interfaz entre dos tejidos con una propiedad acústica distinta, y calcula la distancia hasta cada uno de esos reflejos midiendo cuánto tiempo tarda el eco en volver. Qué tan pequeña puede ser la estructura que la ecografía todavía es capaz de distinguir depende directamente de la frecuencia del ultrasonido que se está usando: a una frecuencia de siete y media megahercios, la ecografía todavía distingue estructuras de apenas una décima de milímetro, y cuanto más alta es esa frecuencia, más fina todavía es la resolución que se logra, pero también menor es la profundidad hasta la que ese ultrasonido logra penetrar dentro del organismo antes de perderse por completo, de apenas dos a cuatro centímetros con las frecuencias más altas; las frecuencias más bajas, en cambio, penetran mucho más profundo dentro del organismo, pero a cambio de una resolución bastante más gruesa. El Doppler, una variante de la misma ecografía, mide directamente la velocidad con la que se mueve la sangre dentro de un vaso a partir de cuánto se desplaza la frecuencia del propio ultrasonido al reflejarse en los glóbulos rojos en movimiento.

La tomografía por emisión de positrones combinada con la tomografía computarizada inyecta al paciente una molécula de glucosa modificada y ligeramente radiactiva para mapear directamente dónde está consumiendo más glucosa el organismo: las células tumorales, que como ya se describió al hablar de los marcadores tumorales prefieren fermentar la glucosa incluso cuando tienen oxígeno disponible, captan mucha más de esta glucosa modificada que el tejido sano que las rodea, y esa mayor captación es precisamente lo que la tomografía por emisión de positrones detecta. Normalizando la cantidad de esta sustancia que capta cada tejido según la dosis total inyectada y según el peso del paciente, se obtiene un valor estandarizado de captación que, cuando supera un valor de referencia de dos coma cinco, orienta sobre si un hallazgo es sospechoso de malignidad, aunque el punto de corte exacto que se considera sospechoso varía según el tipo de tumor y su localización. Para estadificar el cáncer de pulmón, esta técnica detecta correctamente a nueve de cada diez pacientes que realmente tienen enfermedad diseminada, y descarta correctamente a ocho de cada diez que no la tienen.

Todas las técnicas de imagen que usan rayos X o sustancias radiactivas exponen al paciente a una dosis de radiación ionizante, que se cuantifica en una unidad llamada Sievert, combinando cuánta energía de radiación absorbe efectivamente el tejido del paciente con qué tan dañino es ese tipo particular de radiación y qué tan sensible es el órgano concreto que la recibe. Una radiografía simple de tórax expone al paciente a una dosis muy pequeña, de apenas una décima de milisievert, equivalente a unos pocos días de la radiación natural a la que cualquier persona está expuesta durante toda su vida; una tomografía computarizada de tórax expone a una dosis de unos siete milisieverts, setenta veces mayor que esa misma radiografía; y una tomografía computarizada de abdomen y pelvis expone a una dosis todavía mayor, de unos diez milisieverts, equivalente a entre tres y cinco años completos de esa misma radiación natural de fondo. Precisamente porque estas dosis se acumulan a lo largo de la vida de cada paciente, la práctica de la imagen médica se guía por el principio de usar siempre la dosis más baja que sea razonablemente capaz de responder a la pregunta clínica planteada, sin exponer al paciente a ninguna radiación adicional que no aporte información diagnóstica real.

En conjunto, todas estas técnicas de imagen morfológica —la radiografía y la tomografía computarizada que usan la atenuación de los rayos X, la resonancia magnética que usa la relajación de los núcleos de hidrógeno dentro de un campo magnético, la ecografía que usa el eco de un pulso de ultrasonido, y la tomografía por emisión de positrones que mapea directamente el metabolismo celular— visualizan al organismo aprovechando principios físicos completamente distintos entre sí, cada uno con sus propias ventajas y sus propias limitaciones de resolución, profundidad y contraste. Elegir la tomografía computarizada cuando se necesita rapidez y buena resolución ósea, la resonancia magnética cuando se necesita el mejor contraste de tejidos blandos sin radiación, la ecografía cuando se necesita una imagen en tiempo real y sin ningún riesgo, o la tomografía por emisión de positrones cuando se necesita mapear directamente la actividad metabólica de un tejido, depende de la pregunta clínica concreta que cada paciente plantea; y vigilar la dosis acumulada de radiación de cada paciente, aplicando siempre la dosis más baja que sea razonablemente posible, evita convertir el propio diagnóstico en un riesgo adicional para ese paciente. De este modo, las mismas técnicas de imagen morfológica que visualizan las estructuras anatómicas del organismo terminan siendo, a través de todos estos principios físicos combinados, lo que la medicina usa para ver, literalmente, dentro del cuerpo de un paciente sin necesidad de abrirlo.

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