Mejoran las imágenes obtenidas en las resonancias magnéticas de difusión

Las resonancias magnéticas son una modalidad de imagen que permite analizar la composición y estructura del cuerpo. Sin embargo, sus resultados no siempre gozan de la calidad deseada. El movimiento natural de los órganos, producido por la palpitación del corazón o por la propia respiración, por ejemplo, y el tiempo de adquisición de las propias imágenes provocan ruido e interferencias. Un equipo internacional compuesto por ingenieros de Telecomunicación de la Universidad de Valladolid e ingenieros y médicos de la de Wisconsin-Madison (Estados Unidos) ha encontrado una manera para obtener imágenes de mejor calidad y nitidez, y así facilitar la caracterización y el diagnóstico de ciertas enfermedades.

Para ello, se han centrado en las resonancias magnéticas de difusión, que es una modalidad de imagen de resonancia magnética que mide la forma en la que se propaga el agua en el organismo. El cuerpo humano está compuesto en su mayor parte por este fluido. El equipo investigador ha creado un algoritmo para mejorar la medida de la difusión del líquido por órganos y tejidos. Esta labor es de gran complejidad, dado que las medidas son muy variables y poco reproducibles debido tanto a efectos fisiológicos como físicos.

La fluidez del agua en el organismo influye en la calidad de las resonancias magnéticas. Una mayor difusión implica menor señal e intensidad de la imagen, y por lo tanto, unos resultados en la resonancia magnética de peor calidad. El objetivo del grupo de estudio del Laboratorio de Procesado de Imagen del que forma parte Óscar Peña-Nogales es conseguir unas resonancias con altas ponderaciones en difusión, necesarias para el adecuado diagnóstico de ciertas enfermedades pero, asu vez, adquirir las imágenes en el menor tiempo de adquisición posible para obtener imágenes de mayor calidad.

Hígado y resonancias

El corazón y el hígado son dos de los órganos con más movimiento en el cuerpo humano. El corazón, debido al pálpito; y el hígado, a la respiración y, como consecuencia de su cercanía al corazón, también del pálpito. Para desarrollar esta investigación, el equipo multidisciplinar se centró en el hígado debido a la experiencia de sus colegas estadounidenses en el tema. La colaboración entre ambos equipos ha sido imprescindible ya que “ellos cuentan con mayor disponibilidad de recursos", afirma Peña-Nogales. Por este motivo, mientras en Valladolid se realizó el desarrollo teórico y simulaciones, en Madison se analizaron voluntarios sanos y pacientes con lesiones hepáticas.

Uno de los obstáculos que afrontó la investigación ha sido precisamente el análisis de la difusión del agua en los órganos. Cuando se toman las resonancias, los aparatos no solo recogen el agua del tejido del órgano a estudiar, sino también el de la sangre de las venas que lo componen. Esta información no deseada puede confundir a la hora de realizar valoraciones médicas.

Mejor señal adquirida

Hasta ahora, existían técnicas para reducir el movimiento natural de los órganos a la hora de realizar una resonancia, pero prolongaban mucho el tiempo de adquisición de la imagen y por lo tanto se obtenía una menor señal, lo que hace que las imágenes tengan menor intensidad y calidad. Esta investigación, publicada recientemente en la revista científica Magnetic Resonance in Medicine, es novedosa no solo por buscar la reducción de movimiento sino también por reducir ese tiempo de adquisición.

De forma añadida, también acaba otros efectos físicos presentes en el proceso de adquisición, como son los campos magnéticos no deseables que distorsionan la imagen obtenida. Con pequeñas modificaciones en el algoritmo propuesto acaban con este y otros problemas físicos. Ahora, el objetivo principal es “seguir comprobando con casos clínicos que la técnica funciona y seguir expandiendo la metodología para minimizar otras distorsiones que aparecen en las imágenes", concluye Peña-Nogales.

Referencias

Peña‐Nogales, Ó, Zhang, Y, Wang, X, de Luis‐Garcia, R, Aja‐Fernández, S, Holmes, JH, Hernando, D. Optimized Diffusion‐Weighting Gradient Waveform Design (ODGD) formulation for motion compensation and concomitant gradient nulling. Magn Reson Med. 2019; 81: 989– 1003. https://doi.org/10.1002/mrm.27462

Zhang, Y, Peña‐Nogales, Ó, Holmes, JH, Hernando, D. Motion‐robust and blood‐suppressed M1‐optimized diffusion MR imaging of the liver. Magn Reson Med. 2019; 82: 302– 311. https://doi.org/10.1002/mrm.27735