Imagen renal
Laboratorio de Imagen Biomédica
Enfermedad Crónica Renal
La Enfermedad Crónica Renal (ERC) es una enfermedad en la que la función renal disminuye, de carácter asintomático y con alta prevalencia en sujetos aparentemente sanos y especialmente en personas mayores, obesas y con hipertensión.
En la actualidad existen varias técnicas que se utilizan en la práctica clínica para detectar cambios funcionales, sin embargo la evaluación de la microvasculatura renal continua siendo un reto.
El principal objetivo de nuestra investigación es proporcionar una técnica de imagen multiparamétrica, no invasiva, capaz de detectar cambios tanto estructurales como funcionales para caracterizar la enfermedad renal.
Formamos parte del grupo COST (European Cooperation in Science and Technology) Action PARENCHIMA (CA16103), en el que trabajamos activamente para desarrollar y estandarizar biomarcadores de imagen de resonancia magnética en pacientes con enfermedad crónica renal.
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Imagen renal de resonancia magnética
Perfusión renal
Arterial Spin Labeling (ASL) es una técnica de imagen de resonancia magnética (RM) que emplea la sangre magnéticamente marcada como un marcador endógeno para medir perfusion, sin la necesidad de utilizar ningún agente de contraste externo.
La cuantificación del flujo renal se realiza aplicando un modelo matemático al mapa de perfusión, que transforma la señal de perfusión medida con la RM en unidades fisiológicas (ml/100g/min) de flujo renal (por sus siglas en inglés, RBF).
Figura 1. Descripción de la técnica ASL en la que dos imágenes, una label y una control, son sustraídas. Para calcular el mapa de perfusión, se repite el proceso con varias adquisiciones y se promedia. El mapa de flujo renal se calcula mediante una fórmula matemática empleando el mapa de perfusión y una imagen de referencia. De esta manera se permite cuantificar el flujo en unidades de ml/100g/min.
Vídeo 1. Ejemplo de la técnica de perfusion mediante RM, ASL (Estrategia pCASL con módulo de lectura SE-EPI) en una persona voluntaria
Para medir la perfusion renal, hemos implementado las dos técnicas de marcaje ASL más comunes: Flow-sensitive Alternating Inversion Recovery (FAIR) Pulsed ASL (PASL) y Pseudo continuous ASL (pCASL).
Para obtener la imagen generalmente utilizamos los módulos de lectura balanced steady-state free precession (bSSFP) y Spin Echo – Echo Planar Imaging (SE-EPI).
Difusión renal
La técnica Intra-voxel Incoherent Motion (IVIM) permite medir el movimiento microscópico de las moléculas de agua dentro del tejido. En difusión se adquieren varias imágenes empleando diferentes valores de b (gradiente de difusión).
Aplicando un ajuste bi-exponencial a las imágenes adquiridas con los diferentes b-valores, se caracteriza la difusión en el tejido y se estima la perfusión en la microvasculatura.
Figura 2. a) Imágenes de difusión para los diferentes valores de gradiente (b valores), b) Ejemplo de la aproximación bi exponencial mediante la ecuación matemática de IVIM, para los pixeles de la corteza (cuadrado azul) en función de los b valores. A la derecha, mapas de los coeficientes de difusión: c) coeficiente D (10-3 mm2/s), d) D* (10-3 mm2/s) y e) fracción de perfusión (FP) (%).
Aplicaciones clínicas de la imagen multiparamétrica por RM
Estas técnicas se han utilizado para medir perfusión renal en un estudio con pacientes diabéticos y en pacientes trasplantados renales. En ambos casos, los resultados han sido prometedores, animándonos a profundizar en el desarrollo y optimización de las técnicas.
Nefropatía diabética
La nefropatía diabética (DN) es una complicación de la microvasculatura en pacientes con diabetes mellitus (DM) y una causa principal de insuficiencia renal crónica. La evidencia clínica de la lesión no se ve hasta que la lesión ya se encuentra en un estado avanzado.
En este estudio se demuestra que la técnica ASL es capaz de detectar cambios hemodinámicos en pacientes diabéticos, desde estadios tempranos a avanzados de ECR. Los mapas de flujo renal de pacientes con diabetes mellitus tipo 2 muestran una reducción del flujo en la corteza renal del 28% comparado con sujetos control sanos. "Arterial spin labeling MRI is able to detect early hemodynamic changes in diabetic nephropathy"
Por ello, consideramos que la técnica ASL podría ayudar a detectar pacientes en riesgo de desarrollar nefropatía diabética.
Figura 3. Mapas de flujo renal en (A) persona voluntaria sana, y (B) persona con diabetes. La escala de color representa el flujo renal (RBF) en unidades de mL/min/100g.
Trasplante renal
El trasplante renal es la terapia de elección de los pacientes en estadio 5 de ECR. Una de los principales factores que contribuye a la evaluación de la función renal es la perfusión estable y adecuada. De hecho, la isquemia relacionada con la cirugía post trasplante contribuye a la disfunción renal inicial en el injerto renal y continúa afectando a la función renal.
Se ha realizado un estudio para medir la perfusión y difusión en el injerto renal de pacientes trasplantados con función renal estable.
Figura 4. Mapas de difusión y perfusión de un paciente con riñón trasplantado (de izquierda a derecha: coeficiente D (10-3 mm2/s), coeficiente D* (10-3 mm2/s), fracción de perfusión (FP -% ) y mapa de flujo renal ( mL/min/100g)).
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