D16 Imagen funcional y parámetros estructurales

Tópico

La imagen funcional y los parámetros estructurales van más allá de la simple morfología de un órgano, y en vez de eso cuantifican directamente una propiedad física o funcional concreta del propio tejido: qué tan rígido está, qué tan denso está, o qué tan bien está cumpliendo su función en ese momento.

La velocidad de onda de pulso mide directamente qué tan rígida está la pared de una arteria: cada vez que el corazón late, genera una onda de presión que viaja a lo largo de la arteria, y esa onda viaja mucho más rápido cuanto más rígida está la pared de esa arteria. Midiendo esta velocidad entre dos puntos del cuerpo, típicamente entre el cuello y la ingle, se obtiene la referencia estándar para medir la rigidez de la aorta, y esta misma medición es, después de la edad y de la propia presión arterial, el predictor cardiovascular independiente más poderoso de todos los que existen: cada vez que esta velocidad aumenta en un metro por segundo, el riesgo de sufrir un evento cardiovascular mayor aumenta un catorce por ciento.

La relación física exacta entre la rigidez del propio material que forma la pared de la arteria y la velocidad a la que esa arteria transmite la onda de pulso está descrita por la ecuación de Moens-Korteweg: una aorta joven y sana, cuyo material todavía es relativamente elástico, transmite la onda de pulso a una velocidad de entre cuatro y seis metros por segundo, mientras que una aorta envejecida y calcificada por la aterosclerosis, cuyo material se ha vuelto mucho más rígido, transmite esa misma onda de pulso a más de diez o doce metros por segundo. La presión arterial elevada acelera directamente este mismo proceso de endurecimiento de la pared arterial, y ese endurecimiento, a su vez, hace que la onda de presión generada por cada latido se refleje antes de vuelta hacia el corazón, lo que eleva todavía más la presión de pulso que el corazón tiene que enfrentar en cada latido; esa presión de pulso más alta termina dañando aún más la propia pared de la aorta y de los órganos que reciben directamente ese pulso de presión elevado, como el cerebro, el riñón y el propio corazón, cerrando así un círculo vicioso en el que la velocidad de onda de pulso elevada, la presión de pulso más alta, y el daño arterial se van reforzando progresivamente entre sí.

Un tipo distinto de imagen funcional evalúa, en cambio, la densidad del hueso: usando dos energías distintas de rayos X a la vez, es posible separar cuánto de la atenuación total observada corresponde específicamente al hueso y cuánto corresponde al tejido blando que lo rodea, obteniendo así la densidad mineral del hueso de forma aislada. Esta densidad mineral se compara con dos referencias distintas: con la densidad máxima que alcanzaría el hueso de un adulto joven y sano del mismo sexo, expresando la diferencia en desviaciones estándar respecto a esa densidad máxima —una puntuación conocida como el T-score—, y con la densidad promedio de personas de la misma edad que el paciente. Cuando esa puntuación cae por debajo de menos dos coma cinco desviaciones estándar respecto al adulto joven, se define una osteoporosis; cuando cae entre menos una y menos dos coma cinco desviaciones estándar, se define una osteopenia, un estado intermedio de menor gravedad. A partir de esta misma densidad ósea, combinada con otros factores de riesgo clínicos del paciente —su edad, su sexo, su índice de masa corporal, si ya ha sufrido una fractura antes, si fuma, si toma corticoides, o si tiene artritis reumatoide—, existe un modelo que estima directamente la probabilidad de que ese paciente sufra una fractura en los próximos diez años.

Aplicando el mismo principio que la velocidad de onda de pulso aplica a la arteria —que una onda mecánica viaja más rápido cuanto más rígido es el material que atraviesa—, pero ahora al hígado en vez de a la aorta, un vibrador colocado sobre la piel genera una onda mecánica de baja frecuencia, de unos cincuenta hercios, que se propaga a través del propio tejido hepático, y midiendo qué tan rápido se propaga esa onda se puede calcular directamente la rigidez de ese tejido hepático. Un hígado sano es blando, con una velocidad de propagación de apenas un metro por segundo, correspondiente a una rigidez por debajo de seis kilopascales; a medida que el hígado va desarrollando fibrosis, se va volviendo cada vez más rígido, alcanzando entre nueve y doce kilopascales en las fases más avanzadas de fibrosis, y superando los doce kilopascales cuando el hígado ya ha llegado a la cirrosis. Esta técnica ha sustituido en gran medida a la biopsia hepática para seguir la progresión de la fibrosis en la hepatitis viral crónica y en el hígado graso no alcohólico, detectando y descartando correctamente la cirrosis en más de ocho de cada diez pacientes.

El ecocardiograma con Doppler evalúa además, de una forma completamente distinta, qué tan bien se relaja y se llena el ventrículo izquierdo entre un latido y el siguiente, combinando la velocidad con la que la sangre entra al ventrículo justo después de abrirse la válvula mitral con la velocidad con la que el propio anillo de esa válvula se mueve al relajarse el músculo del corazón. Comparando estas dos velocidades entre sí se obtiene una estimación no invasiva de la presión que existe dentro del ventrículo izquierdo mientras se está llenando: cuando esta comparación supera un valor de referencia de catorce, indica que esa presión de llenado está elevada, por encima de quince milímetros de mercurio, un hallazgo equivalente al que se obtendría midiendo esa misma presión directamente con un catéter especializado, introducido hasta el propio corazón. Esta comparación no invasiva es, hoy en día, la técnica más usada para diagnosticar una insuficiencia cardiaca en la que el corazón sigue expulsando una fracción normal de sangre en cada latido, pero ya no logra relajarse ni llenarse con normalidad entre un latido y el siguiente.

En conjunto, todos estos parámetros de imagen funcional y estructural —la velocidad de onda de pulso y la relación física que la vincula directamente con la rigidez de la aorta, la densidad mineral del hueso que define la osteoporosis y que alimenta un modelo de riesgo de fractura, la rigidez del hígado medida con el mismo principio de propagación de una onda mecánica, y la comparación de velocidades que estima de forma no invasiva la presión de llenado del corazón— van todos más allá de la simple forma de un órgano para cuantificar directamente una propiedad física o funcional de ese tejido. Vigilar la velocidad de onda de pulso y saber que su aumento se retroalimenta con la propia presión de pulso permite anticipar e interrumpir ese círculo vicioso antes de que dañe a los órganos diana; medir la densidad ósea y la rigidez del hígado sin necesidad de una biopsia permite seguir la progresión de dos enfermedades crónicas distintas de la forma menos invasiva posible; y estimar la presión de llenado del corazón sin necesidad de un catéter permite diagnosticar un tipo de insuficiencia cardiaca que, de otro modo, pasaría fácilmente desapercibido. De este modo, la misma imagen funcional que va más allá de la morfología de un órgano termina siendo, a través de todos estos parámetros combinados, lo que la clínica usa para cuantificar directamente qué tan rígido, qué tan denso, o qué tan funcional está cada tejido del organismo.

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