Diagnstico de la Parlisis Supranuclear Progresiva con resonancia

Diagnóstico de la Parálisis Supranuclear Progresiva con resonancia magnética de 3 T. Autores: Pilar Núñez Valentín; Juan Luis Cervera Rodilla; Concepción Ferreiro Argüelles; Eva López Valdés; Juan Álvarez-Linera*; Juan Antonio Hernández. Tamames*. Hospital Universitario Severo Ochoa. Leganés. Madrid. * UIPA (Fundación CIEN. Reina Sofía). Madrid.

Introducción ► La parálisis supranuclear progresiva (PSP) es un trastorno neurodegenerativo caracterizado clínicamente por parálisis de la mirada vertical, inestabilidad postural con caídas frecuentes, signos clínicos de parkinsonismo, trastornos cognitivos y del lenguaje. ► Es la causa más frecuente de parkinsonismo atípico, con una prevalencia de 7 por 100. 000. Afecta a personas entre 45 -75 años con ligera predominancia masculina. ► Los hallazgos neuropatológicos groseros incluyen atrofia del techo del mesencéfalo y del pedúnculo cerebeloso superior, atrofia del núcleo subtalámico y pérdida de la pigmentación de la sustancia negra. Microscópicamente hay pérdida de neuronas y celulas gliales, con depósitos de ovillos neurofibrilares tau- positivos y fibras neurópilas en el núcleo pálido (GP), sustancia negra (SN) y núcleo subtalámico (STN). El cortex cerebral está relativamente preservado a excepción de la corteza perirrolándica.

Objetivos ► Demostrar las alteraciones morfológicas observadas en la parálisis supranuclear progresiva con la técnica de resonancia magnética (RM) de 3 T convencional y los hallazgos con las técnicas de RM avanzada (tensor de difusión).

Material y métodos ► Estudio multicéntrico en el que se incluyen 16 pacientes remitidos por Unidades de Trastornos del Movimiento, con el diagnóstico de PSP, y 16 pacientes controles pareados por edad y sexo. ► Se estudia a los pacientes con un equipo de RM 3 T GE, con secuencias convencionales axial 3 D IR y reconstrucciones MPR, axial FLAIR, axial EPI GE T 2 y tensor de difusión (grosor de corte de 2`4 mm, 15 direcciones de gradiente, con un valor b=1000 y matriz 128 x 128 y FOV 240 mm). ► Se realiza una lectura doble ciego por dos neurorradiólogos de los datos morfológicos.

Material y métodos ► Se ha realizado un análisis voxel-a-voxel de los mapas de anisotropía obtenidos a partir de las imagenes de DTI, utilizando para ello el programa SPM 8 (Statistical Parametric Mapping). Los mapas de anisotropía fraccional (FA) y difusividad media (DM) se han registrado y normalizado a un template, para después suavizar esas imágenes con un valor de FWHM del kernel Gaussiano de 4 -mm. Para la realización de la estadística se usa el Modelo General Lineal (GLM), con un valor p <0, 05. A la hora de presentar resultados se ha hecho uso del programa MRIcron (http: //www. Sph. sc. edu / comd / rorden / mricro. html), superponiendo la estadística obtenida a una imagen anatómica incluída dentro del mismo programa

Resultados. Análisis morfológico. ► Los hallazgos morfológicos más relevantes observados fueron: 1) Atrofia cerebral. Secuencia AX. IR. 3 D y reconstrucciones MPR. (Fig. 1). - PSP: 15 casos. Leve en 4 casos, moderada en 8 casos y severa en 3 casos ( de predominio frontal, parietal y giro cingular). - Control : 6 casos. 5 leves y 1 moderado. 2) Atrofia del cuerpo calloso. Secuencia SAG. IR. 3 D ( Fig. 2). - PSP. 11 casos. (3 avanzados completos, 8 Leves /moderados de predominio en la zona anterior y media del cuerpo). - Control: 5 casos. 1 avanzado y 4 leves/moderados de predominio en el cuerpo. 3) Atrofia cerebelosa. Secuencia AX IR 3 D y MPR. - PSP: 6 casos. 5 casos leves y uno avanzado con afectación preferente de los hemisferios. - Control: 1 caso.

. 4) Atrofia del mesencéfalo. a) Techo del mesencéfalo aplanado o cóncavo (signo de la “silueta del pingüino”). Secuencias SAG. IR. 3 D (Fig. 3). - PSP: 13 casos. - Control: 1 caso, con tegmento aplanado. b) Atrofia de la lámina cuadrigémina. Secuencias SAG. IR. 3 D ( Fig. 4). - PSP: 8 casos (2 leves, 3 moderadas y 3 severas). - Control: 1 caso. C) Concavidad de los márgenes laterales de los pedúnculos cerebrales. Secuencias AX. IR. 3 D y FLAIR. (Fig. 5). - PSP: 9 casos. - Control: 1 caso d) Diámetro antero-posterior del mesencéfalo (medido a la altura del colículo superior) menor de 17 mm. Secuencias AX. IR. 3 D y FLAIR. ( Fig. 5). - PSP : 16 pacientes. - Control: 2 casos

5) Atrofia de los pedúnculos cerebelosos superiores. Secuencias COR. y AX. IR 3 D. Diámetro < 3 mm medido en el punto medio de su trayecto ( Fig. 6). - PSP: 12 casos. - Control: 2 casos 6) Hipointensisdad de señal en FLAIR y T 2 EG en el cuerpo estriado (caudado y putámen). Secuencias AX. FLAIR y T 2 EG. (Fig. 7). - PSP: 9 casos en total. De predominio en la zona dorso-lateral putaminal. En dos casos afectando a todo el putámen asociada a hipointensidad en el núcleo caudado. - Control: 8 casos, la mayoría leves, afectando a la zona dorso-lateral del putámen. 7) Hipointensidad en FLAIR y T 2 EG. de la pars compacta de la sustancia negra. Secuencias AX FLAIR y T 2 EG. ( Fig. 8). - PSP: 7 casos. - Control: 0 casos.

b a c d Figura 1. RM AX 3 D IR y reconstrucción SAG. de dos pacientes con PSP (a y b) y de un sujeto control (c y d) Corte axial a la altura del III ventrículo (a) en donde se observa atrofia cerebral de predominio frontoparietal. Corte sagital (b) de otro paciente con PSP con atrofia frontoparietal y del cíngulo anterior (flecha). Cortes axial y sagital de un paciente control (c y d)

a b c Figura 2. Dos pacientes con PSP que muestran atrofia del cuerpo calloso, avanzada (a), moderada (b). Sujeto control normal (c).

a b c Figura 3. RM SAG. IR. 3 D de dos pacientes con PSP ( a y b) y de un paciente control normal (c). En los dos primeros se observa concavidad de la zona superior del mesencéfalo o “signo del pingüino” (flechas). Observamos también atrofia del cuerpo calloso en (a) y del cíngulo anterior en (b). En el sujeto control normal (c), la zona superior del mesencéfalo es convexa.

a b c Figura 4. RM secuencia SAG. 3 D IR. de otros dos pacientes con PSP ( a y b) y de un control ( c). Importante atrofia del mesencéfalo en los pacientes con PSP (a y b) concavidad de la zona superior del mismo (“signo del pingüino”); atrofia de la lámina cuadrigémina ( flechas), y aumento secundario del calibre del acueducto de Silvio. (c) Sujeto control normal.

a b c d Figura 5. Secuencias AX. T 2 EG. (a), AX. IR 3 D (b) y AX. FLAIR (c), de tres pacientes con PSP. Secuencia AX. IR 3 D de un sujeto control (d). Se observa atrofia de los pedúnculos cerebrales, con disminución del diámetro antero-posterior a la altura de los tubérculos cuadrigéminos superiores (< de 17 mm), y concavidad de los contornos laterales (flechas), en los pacientes con PSP (a, b y c), no visibles en el sujeto control (d).

a b c d e f g h Figura 6. RM con secuencia IR 3 D AX. y COR. de tres pacientes con PSP ( a, b, c, d, e y f) y de un control ( g y h) Se hace especial selección de la región anatómica de los pedúnculos cerebelosos. Obsérvese la importante atrofia selectiva de los pedúnculos cerebelosos superiores (flechas) con respecto a los pedúnculos cerebelosos medios (estrellas) e inferiores (círculos) Pedunculos cerebelosos superiores normales en el sujeto control (g y h)

a b c Figura 7. RM de dos pacientes con PSP (secuencia AX FLAIR en a y Axial EG en b) y de un sujeto control ( secuencia AX FLAIR en c). Se observa hipointensidad en el núcleo estriado (caudado y putámen) por depósito de minerales, en los pacientes con PSP (a y b). En el sujeto control el depósito es en el núcleo pálido.

a b c Figura 8. RM de dos pacientes con PSP ( a y b) y de un sujeto control (c). Cortes axiales en secuencia FLAIR a al altura de los pedúnculos cerebrales. Se observa hipointensidad de la pars compacta de la sustancia negra en los pacientes con PSP (flechas), no visibles en el sujeto control.

Resultados comparativos del análisis morfológico.

Resultados del análisis morfológico ► De los hallazgos morfológicos los más específicos de la PSP fueron: a) Atrofia del mesencéfalo - Porción rostral aplanada o cóncava. - Concavidad de los pedúnculos cerebrales. - Diámetro anteroposterior del mesencéfalo < 17 mm. - Atrofia de la lámina cuadrigémina. - Hipointensidad de la pars compacta de la sustancia negra. b) Atrofia de los pedunculos cerebelosos superiores, medidos en el punto medio de su trayecto, estableciendo el límite de grosor normal en 3 mm.

► Encontramos tres falsos negativos: característicos. - En otro caso con PSP hubo discrepancias entre ambos radiólogos, por la existencia de un tegmento mesencefálico aplanado pero no cóncavo (se dio como PSP versus normal). - En un tercer caso se trataba de un paciente de avanzada edad (85 años) con atrofia parenquimatosa difusa infra y supratentorial con importante hipointensidad de los núcleos de la base y se interpretó como atrofia de múltiples sistemas, la forma parkinsoniana (AMS-P). ► Hubo tres falsos positivos: - En un sujeto control existía aplanamiento del mesencéfalo y se dio como PSP. - En otro control había atrofia parenquimatosa difusa avanzada infra y supratentorial con atrofia mesencefálica moderada y se consideró como PSP. - En un tercer caso, la atrofia mesencefálica era moderada y existió discrepancia entre ambos radiólogos (PSP versus atrofia simple).

RM avanzada. Tensor de difusión. DTI. ► Es una nueva técnica de RM que provee información sobre la arquitectura cerebral basándose en las propiedades de orientación de las moléculas de agua en el cerebro. Utiliza una herramienta matemática que consiste en una matriz de 3 x 3 para describir la distribución del movimiento del agua en cada vóxel de forma tridimensional. ► Las fibras de la sustancia blanca del cerebro tienen una orientación preferencial por lo que las moléculas de agua difunden más fácilmente en paralelo a dichas fibras que perpendicular a las mismas. Esto se conoce como difusión anisotrópica. En la difusión isotrópica el movimiento es igual en todas las direcciones del espacio (más típico del LCR y, en menor medida de la sustancia gris cerebral. ► La secuencia tradicional de difusión valora la difusión del agua global en cada tejido. Con esta nueva técnica (DTI) se aplican gradientes en las tres direcciones del espacio. La dirección de la fibra es indicada por el vector principal del tensor

► Los parámetros que obtenemos son: -Imagen isotrópica. Equivalente a la DWI tradicional. Media geométrica de la imágenes en T 2 potenciadas en difusión derivada de los tres gradientes ortogonales (x, y, z). El ADC (coeficiente de difusión aparente) es un postproceso de las imágenes de difusión que evalúa cuantitativamente la difusión de las moléculas del agua. El valor normal es de 700 mm 2/Seg. . - Difusividad media. (figs. 8 y 9). Media de los vectores que cuantifican la difusión en los tres ejes del espacio (difusión en un vóxel. ). El aumento de la difusividad media indica desestructuración del tejido y aumento de la difusión de las moléculas del agua. - Anisotropía. Analiza las diferencias de difusión entre los tres ejes del espacio. Si es alta el tejido es muy anisotrópico (sustancia blanca normal, por ejemplo). Si es baja el tejido es isotrópico (LCR). La fracción de anisotropía (FA) (figs. 8 y 9) es el parámetro más usado por ser el más sensible a los valores bajos de anisotropía. Es una escala que mide la anisotropía en un vóxel dado. Sus valores oscilan entre 0 (máxima isotropía = agua) y 1 (máxima anisotropía). La disminución de la fracción de anisotropía indica desestructuración de las fibras de la sustancia blanca y el aumento de la difusión del agua en todos los planos espaciales. - Los mapas de anisotropía codificados por color (fig. 8) adjudican colores en función de la dirección de la difusión. Azul para superior-inferior (fibras de proyección), verde para anterior- posterior (fibras de asociación) y rojo para izquierda- derecha (fibras comisurales). La tractografía es la representación en 3 D del tensor de difusión, a través de un software y dirigido por dos rois trazados por el usuario.

A DM FA Figura 8. Mapas cerebrales representativos de la anisotropía en color (A), difusividad media (DM) y fracción de anisotropía (FA). Cortes axiales a nivel de la protuberancia (superior) y de los pedúnculos cerebrales (inferior). Paciente con PSP.

A DM FA Figura 8 bis. Mapas de anisotropía en color (A), difusividad media (DM) y fracción de anisotropía (FA) en el mismo paciente. Cortes axiales a nivel de la comisura blanca anterior (superior) y rodilla del cuerpo calloso (inferior).

Fig. 9 Medidas de difusividad media (DM) y fracción de anisotropía (FA), con ROIS en un paciente con PSP (arriba) y un paciente control (abajo) centrados en los pedúnculos cerebelosos superiores. Los valores numéricos medios (Avg. ) muestran aumento de la DM y disminución de la FA en el paciente con PSP con respecto al control, Esto indica mayor degeneración de las fibras (sobre todo de la sust. blanca) en la PSP, lo que permite una mayor difusión del agua en todas las direcciones del espacio. DM FA

Fig. 9 bis. Mismas mediciones en el otro paciente con PSP (arriba) y sujeto control (abajo) a la altura de los pedúnculos cerebrales. También observamos aumento de los valores medios (Avg. ) de la difusividad media (DM) y disminución de los valores medios (Avg. ) de la fracción de anisotropía (FA) en el paciente con PSP con respecto al control. DM FA

a b c d e Fig. 10. Resultado del análisis estadístico (programa MRIcron que superpone el resultado estadístico a una imagen anatómica) para la fracción de anisotropía (FA) entre sujetos controles contra pacientes con PSP. Las zonas en color indican disminución de la FA en los sujetos con PSP en los pedúnculos cerebelosos superiores (a), pedúnculos cerebrales (b), zona dorso-medial de ambos tálamos y cuerpo calloso ( b, c, d y e).

a b c Fig. 10 bis. Resultado del análisis estadístico para la difusividad media (DM) entre los sujetos controles contra los pacientes con PSP. Las zonas en color muestran el aumento de la DM en los pacientes con PSP, muy llamativa en los pedúnculos cerebrales (a), y manifiesta también en los pedúnculos cerebelosos superiores (b), en la región talámica y subtalámica medial y en el cuerpo calloso ( c).

Conclusiones. ► En el estudio morfológico con la RM convencional existen hallazgos representativos y específicos de la PSP, especialmente la atrofia del mesencéfalo (disminución del diámetro anteroposterior, concavidad lateral, aplanamiento o concavidad superior “signo del pingüino”, atrofía cuadrigeminal, etc), y en los pedúnculos cerebelosos superiores (atrofia). ► El estudio con el tensor de difusión, demuestra reducción de la fracción de anisotropía y aumento de la difusividad media en las mismas zonas y en otras asociadas (cuerpo calloso, región medial de ambos tálamos, etc). ► Las aplicaciones del tensor de difusión ( FA y DM), pueden ser útiles en el diagnóstico de los casos de PSP en donde el estudio morfológico no es concluyente, así como para el diagnóstico más precoz de la enfermedad.

Bibliografía ► Osborn. Salzman. Barkovich. Diagnostic Imaging. Brain. Second edition. 2010. Amirsys Publishing, Inc. Pags 104 -107. ► Giovanni Rizzo, Paolo Martinelli, David Manners y cols. Diffusion-weighted brain imaging study of patients with clinical diagnosis of corticobasal degeneration, progresive supranuclear palsy and Parkinson´s disease. Brain (2008), 131, 2690 -2700. ► Aldo Quattrone, Giuseppe Nicoletti Demetrio Messina ycols. Mr imaging index for differentiation of progressive supranuclear palsy from Parkinson disease and the Parkinson variant of multiple system atrophy. Radiology. Vol 246. (1) Jan. 2008. ► Kimihito Arai. MRI of progressive supranuclear palsy, corticobasal degeneration and multiple system atrophy. J Neurol (2006) (Suppl 3) III/25 III/29. ► Oraporn Siburana, William G. Ondo. Brain magnetic resonance imaging (MRI) in parkinsonian disorders. Parkinsonism and related disorders (2009) 165 -174.

► A Padovani, B Borroni, S M Branbati, y cols. Diffusion tensor imaging and voxel based morphometry study in early progressive supranuclear palsy. J neurol Neurosurg Psychiatry (2006); 77: 457 -463. ► A. Erbetta, M. L. Mandelli, M. Savoiardo y cols. Diffusion tensor imaging and voxel based morphometry study in early progressive supranuclear palsy and corticobasal degeneration. AJNR 30. Sep 2009. 1482 -1487. ► Klaus Gröschel, Till-Karsten-Hauser, Andreas Luft, y cols. Magnetic resonance imaging-based volumetry differentiates progressive supranuclear palsy from corticobasal degeneration. Neuroimage 21 (2004) 714 -724. ► Dominic C. MRCP, Paviour Ph. D, John S Thornton, Ph. D, Andrew J. Lees, MD, FRCP y cols. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging differentiates Parkinsonian variant of multiple system atrophy from progressive supranuclear palsy. Movement Disorders. Vol. 22, No 1, 2007, 68 -74. ► Adam L. Boxer, MD, Ph. D, Michael D. Geschwind, MD, Ph. D; Nataliya Belfor, Ph. D y cols. Patterns of brain atrphy that differentiate corticobasal degeneration syndrome from progressive supranuclear palsy. Arch Neurol. Vol. 63. Jan 2006. 81 -86.