Difusão

Uma técnica da Ressonância Magnética Nuclear que permite caracterizar alteracões na motilidade das moléculas de água no interstício do parênquima cerebral.

Introdução

Difusão é o termo utilizado para descrever o movimento aleatório das moléculas de água em estado líquido. Esta motilidade é resultado da dissipação da energia térmica na forma de energia cinética. O fenômeno de difusão existe nos diversos tecidos humanos, incluindo o sistema nervoso. A técnica de difusão por Ressonânica Magnética permite determinar a magnitude e direção tridimensional do movimento das moléculas de água que se localizam no insterstício do parênquima cerebral.

A intensidade de difusão do parênquima cerebral normal varia conforme a microestrutura da região estudada, tendo sido observada acentuada diferença de difusão entre substncia branca e cinzenta. Na substância branca cerebral, a difusão das moléculas de água ocorre preferencialmente ao longo do eixo mais longo dos axônios (paralelo), uma vez que o movimento perpendicular à direção dos mesmos é limitado pela bainha de mielina e membranas celulares Fig1.

A difusão pode ser anormal em qualquer patologia que determine alteração da arquitetura intersticial. Em condições normais, o espaço intersticial é relativamente amplo, proporcionando fácil motilidade das moléculas de água. Patologias que determinam redução ou aumento deste espaço determinarão anormalidades na direção e velocidade de difusão molecular da água (anisotropia). A anisotropia é quantificada quantificada através do coeficiente aparente de difusão (Apparent Diffusion Coefficient -ADC).

Aplicações clínicas

Acidentes vasculares cerebrais isquêmicos

A aplicação clínica mais importante e também mais intensivamente estudada da difusão por Ressonância Magnética tem sido na avaliação da doença isquêmica cerebral. A difusão por Ressonância Magnética é o método mais sensível na detecção de isquemia aguda. Modelos de isquemia em animais têm demonstrado redução do ADC em apenas dois minutos após oclusão vascular. Embora o mecanismo responsável por esta alteração seja multifatorial, acredita-se que este fenômeno reflita primariamente o movimento de água do compartimento extracelular para o intracelular (fase inicial do edema citotóxico).

O estudo de difusão por Ressonância Magnética tem sérias implicações no momento atual, onde se observa uma tendência à rápida intervenção em pacientes com acidentes vasculare isquêmicos. O exame de difusão permite avaliaçáo quantitativa da zona de isquemia, avaliação precoce do prognóstico, triagem para protocolos de tratamento à base de trombólise, e controle evolutivo da área de infarto.

A Difusao por RM tem ainda grande utilidade na distinção entre lesões isquêmicas agudas e crônicas. Em determinadas situacoes tais como em pacientes com leucoencefalopatia isquêmica crônica e anemia falciforme em crianças, a analise das imagens convencionais isoladamente pode nao ser suficiente para permitir a diferenciacao entre lesoes antigas e recentes. Enquanto que na lesão antiga a área de infarto já se reorganizou após o insulto, nas lesões recentes a anisotropia estará significativamente alterada.

O método de difusão permite ainda diferenciar entre lesões de natureza isquêmica e outras condições de etiologias diversas que apresentam padrões de imagem estrutural semelhantes, tais como se observa em alguns tumores e na forma pseudotumoral da esclerose múltipla.

Tumores

Apesar dos esforços contínuos, ainda não foi possível estabelecer padrões de difusibilidade específicos para diferentes tumores cerebrais (assinatura característica de acordo com o tipo histológico do tumor). Entretanto, a difusão por RM permite caracterizar tumores de alta celularidade ou com espaço extracelular reduzido, tais como se observa nos tumores epidermóides e linfomas. A Difusão por Ressonância Magnética permite clara distinção entre lesões extra-axiais císticas (cisto aracnóide, epidermóide).

Mais recentemente, estudos de difusão têm sido utilizados na avaliação pós- cirúrgica com o propósito de diferenciar lesões isquêmicas agudas, edema, ou alterações relacionadas ao ato cirúrgico, permitindo avaliação mais adequada de deficits neurológicos que se manifestam após a craniotomia.

Dentre as aplicações clínicas ainda em investigação, estudos recentes têm demonstrado importante potencial da Difusão por Ressonância Magnética como método diferencial entre lesões malignas e benignas em lesões compressivas vertebrais.

Epilepsia

A utilização de Difusão por Ressonância Magnética em pacientes com epilepsia tem sido relativamente limitada. Embora pareça claro que a Difusão por Ressonância Magnética permita melhor caracterização do substrato patológico nas epilepsias lesionais (e.g.:tumores), ainda não existem dados objetivos relacionados ao estudo de pacientes no estado interictal. Vários centros têm relatado aumento focal da difusão logo após as crises.

Em pacientes com eclampsia alterações transitórias são frequentemente observadas na substância branca posterior, provavelmente secundárias a edema vasogênico. Em pacientes com epilepsia temporal, estudos de difusão tem demonstrado aumento do coeficiente aparente de difusão associado à perda neuronal, gliose, e expansão do espaço extracelular hipocampal, achados estes encontrados em esclerose temporal medial.

Doenças da substância branca

A Difusão por Ressonância Magnética auxilia no diagnóstico e caracterização de uma variedade de patologias que acometem a substância branca. A capacidade de diferenciar edema vasogênico de citotóxico ajuda a estabelecer distinção entre os vários tipos de doenças desmielinizantes e dismielinizantes. Desta forma, na doença de Pelizaeus-Merzbacher, a substância branca "dismielinizada" apresenta elevada intensidade de sinal à sequência ponderada em T2, enquanto a análise de difusão revela elevada anisotropia. Por outro lado, apesar do alto sinal em T2, o estudo de difusão na doença de Krabbe (doença desmielinizante) revela perda de anisotropia. Redução da anisotropia também foi observada em outra patologia desmielinizante, a doença de Alexander.
Os estudos de difusão em esclerose múltipla tem se limitado à fornecer melhor caracterização das placas de desmielinização.

Doenças infecciosas

A interpretação das imagens de difusão nos processos infecciosos requer atenção devido à frequente complicação com infartos arteriais ou venosos. Determinados processos infecciosos, tais como a encefalite de Creutfeld-Jakob apresentam difusão reduzida. De maneira similar, redução da difusão tem sido observada em abscessos cerebrais, granulomas e empiemas subdurais. Este padrão de difusão restrita pode estar associado à alterações relacionadas à viscosidade, aumento local de proteínas, isquemia associada e outros fatores ainda não determinados.

Técnicas em desenvolvimento com potencial aplicabilidade clínica

A utilização do DTI permite o mapeamento das fibras de associação, projeção e vias comissurais, consistindo, portanto, de um importante método na caracterização da conectividade cerebral. Esta técnica tem sido usada primordialmente no estudo de indivíduos normais. Entretanto, a caracterização estrutural dos tratos da substância branca tem implicações fundamentais para compreensão de diversos distúrbios neurológicos lesionais primários ou secundários tais como tem sido observados em pacientes com acidente vascular cerebral, esclerose múltipla, esclerose lateral amiotrófica, traumatismo craniano e raquimedular.

A capacidade de identificar anormalidades microestruturais da substância branca tem despertado grande interesse, devido a possibilidade de se identificar os substratos patológicos em uma série de condições clínicas cujos achados de imagem estrutural são considerados normais (e.g.: distúrbios cognitivos sem explicacao aparente, autismo, epilepsias sem lesão estrutural evidente, atrasos de desenvolvimento psico-motor). Apesar de incipiente, o uso de difusão neste grupo de patologias é bastante promissor. Tal otimismo pode ser justificado pelo achado de alteração da anisotropia da substância branca da região temporo-parietal em indivíduos com dislexia, cujos exames convencionais por ressonância foram insuficientes em demonstrar qualquer anormalidade estrutural.

Sumário

As técnicas de difusão por RM consistem em um nova modalidade de estudo que permitem caracterizar alteracões na motilidade das moléculas de água no interstício do parênquima cerebral. Embora este método tenha sido mais enfatizado no estudo das doenças cerebrais vasculares isquêmicas, a difusão fornece importante "insight" fisiológico, trazendo importante contribuição para melhor diagnosticar e caracterizar uma extensa gama de patologias que acometem o sistema nervoso.

Editora responsável: Dra. Elisabete Almeida - drabetty@lincx.com.br