Historia de la neuroimagen

La neuroimagen es una técnica médica que permite a médicos e investigadores tomar imágenes de los trabajos internos del cuerpo o cerebro de un paciente. Puede mostrar áreas con mayor actividad, áreas con flujo sanguíneo alto o bajo, la estructura del cerebro/cuerpo de los pacientes, así como ciertas anomalías. La neuroimagen se usa más a menudo para encontrar la ubicación específica de ciertas enfermedades o defectos de nacimiento como tumores, cánceres o arterias obstruidas. La neuroimagen se produjo por primera vez como técnica médica en los años 1880 con la invención del equilibrio de la circulación humana y desde entonces ha llevado a otras invenciones como la radiografía, ventriculografía del aire, angiografía cerebral, escáneres PET/SPECT, magnetoencefalografía y tomografía de xenón.

Técnicas de Neuroimagen

Equilibrio de la circulación humana

El 'equilibrio de la circulación humana' Era una forma no invasiva de medir el flujo sanguíneo al cerebro durante las actividades mentales. Esta técnica funcionó colocando a los pacientes sobre una mesa sostenida por un punto de apoyo, permitiendo que la mesa se balanceara dependiendo de los niveles de actividad. Cuando los pacientes estaban expuestos a estímulos cognitivamente más complejos, la mesa se balanceaba hacia la cabeza. Inventado en 1882 por Angelo Mosso, el 'equilibrio de la circulación humana' Se dice que es la primera técnica de neuroimagen creada y es por lo que Mosso es más conocido.

Radiografía

En el año 1895, Wilhelm Roentgen desarrolló la primera radiografía, más comúnmente conocida como rayos X. En 1901, Roentgen recibió el Premio Nobel de la Paz por su descubrimiento. Inmediatamente después de su lanzamiento, las máquinas de rayos X se fabricaron y utilizaron en medicina en todo el mundo. Sin embargo, este fue sólo el primer paso en el desarrollo de la neuroimagen. El cerebro está compuesto casi en su totalidad por tejido blando que no es radioopaco, lo que significa que permanece esencialmente invisible a los exámenes de rayos X ordinarios o simples. Esto también se aplica a la mayoría de las anomalías cerebrales, aunque existen excepciones. Por ejemplo, un tumor calcificado (p. ej., meningioma, craneofaringioma y algunos tipos de glioma) se puede observar fácilmente.

Ventriculografía aérea

Para combatir esto, en 1918, el neurocirujano Walter Dandy desarrolló una técnica llamada ventriculografía aérea. Este método inyectaba aire filtrado directamente en los ventrículos laterales para tomar mejor imágenes de los sistemas ventrículo del cerebro. Gracias a la anestesia local, esto no fue un procedimiento doloroso, pero fue significativamente arriesgado. La hemorragia, la infección grave y los cambios extremos en la presión intrarenal fueron todas amenazas al procedimiento. A pesar de esto, Dandy no se detuvo allí. En 1919, procedió a descubrir Encefalografía, un procedimiento médico utilizado para registrar la actividad eléctrica del cerebro. Este método implicaba conectar sensores al cerebro que detectan y miden las señales eléctricas del cerebro. Estas señales se traducen entonces en una imagen, mostrando los patrones de actividad del cerebro. Con estos primeros avances, la neuroimagenación estaba empezando a utilizarse para diagnosticar afecciones como epilepsia, lesiones cerebrales y trastornos del sueño. Proporcionar información invaluable sobre la función cerebral que un día se añadiría durante la devolvimiento de la neuroimagen moderna.

Angiografía cerebral

Introducida en 1927, la angiografía cerebral permitió a los médicos detectar y diagnosticar con precisión anomalías en el cerebro, como tumores y oclusiones de la arteria carótida interna. En el transcurso de un año, Egas Moniz, el inventor de la angiografía cerebral, realizó experimentos con varios porcentajes de solución de tinte que se inyectaban en las arterias para ayudar a visualizar mejor los vasos sanguíneos del cerebro antes de descubrir que una solución que consistía en un 25% de yoduro de sodio era el más seguro para los pacientes, así como el más eficaz en la visualización de vasos sanguíneos y arterias dentro del cerebro.

PET/SPECT Escáneos

Una tomografía por emisión de positrones, o exploración PET, es una exploración que muestra áreas de alta actividad en el cuerpo. La forma en que funciona es que al paciente primero se le administra una sustancia radiactiva (llamada trazadora) mediante una inyección en la mano o el brazo. Luego, el marcador circula por el cuerpo y se adhiere a una sustancia específica que el órgano o tejido produce durante el metabolismo, como la glucosa. Como resultado, se crean positrones y la cámara PET los escanea. Después de escanearlos, una computadora produce una imagen en 2D o 3D de la actividad que ocurre dentro del órgano o tejido. La idea del escáner PET fue propuesta originalmente por William Sweet en la década de 1950, pero el primer escáner PET de cuerpo completo no fue desarrollado hasta 1974 por Michael Phelp.

De manera similar, la tomografía computarizada por emisión de fotón único, o exploración SPECT, también funciona escaneando un marcador dentro del paciente. Sin embargo, la diferencia es que la SPECT escanea directamente los rayos gamma desde donde se adhiere el trazador en lugar de los positrones que escanea la PET. Como resultado, las imágenes que crea la exploración SPECT no son tan claras como las imágenes producidas por una exploración PET, pero suele ser un procedimiento más económico de realizar. SPECT fue desarrollado por David Kuhl en la década de 1950. Kuhl también ayudó a sentar las bases que conducirían a la exploración PET.

Magnetoencefalografía

La magnetoencefalografía (MEG) es una técnica que busca regiones de actividad en el cerebro mediante la detección de grandes grupos de iones cargados eléctricamente que se mueven a través de las células. Fue desarrollado originalmente por el físico David Cohen a principios de la década de 1970 como un procedimiento no invasivo. Para que no fuera invasivo, el MEG fue diseñado como un casco gigante en el que el paciente metía la cabeza y, una vez encendido, leía los pulsos electromagnéticos provenientes de su cerebro. Más tarde, en 1972, Cohen inventó el SQUID (dispositivo de interferencia cuántica superconductora), que dio al MEG la capacidad de detectar cambios extremadamente pequeños en los iones y los campos magnéticos del cerebro.

Escaneo CT con xenón

La tomografía computarizada con xenón es una técnica de escaneo moderna que revela el flujo de sangre a las áreas del cerebro. La exploración prueba el flujo sanguíneo constante y suficiente a todas las áreas del cerebro haciendo que los pacientes respiren gas xenón, un agente de contraste, para mostrar las áreas de flujo sanguíneo alto y bajo. Aunque se realizaron muchas exploraciones y pruebas de prueba durante el proceso de desarrollo de la tomografía computarizada, el ingeniero biomédico británico Godfrey Hounsfield es el fundador de la técnica e inventó el primer escáner CT en 1967, por el que ganó el Premio Nobel en 1979. Sin embargo, la adopción La introducción de los escáneres en los Estados Unidos no se produjo hasta seis años después, en 1973. Independientemente, el escáner CT ya estaba ganando una notable reputación y popularidad de antemano.

Imágenes por resonancia magnética

Poco después del desarrollo inicial de la TC, se desarrolló la resonancia magnética (MRI o MR). En lugar de utilizar radiación ionizante o X, la resonancia magnética utiliza la variación de las señales producidas por los protones en el cuerpo cuando la cabeza se coloca en un campo magnético fuerte. Asociados con la aplicación temprana de la técnica básica al cuerpo humano están los nombres de Jackson (en 1968), Damadian (en 1972) y Abe y Paul Lauterbur (en 1973). Lauterbur y Sir Peter Mansfield recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2003 por sus descubrimientos sobre la resonancia magnética. Al principio, las imágenes estructurales se beneficiaron más que las funcionales con la introducción de la resonancia magnética. Durante la década de 1980 se produjo una verdadera explosión de refinamientos técnicos y aplicaciones diagnósticas de la resonancia magnética, que permitieron incluso a principiantes en neurología diagnosticar patologías cerebrales que habrían sido esquivas o imposibles de demostrar en una persona viva sólo una o dos décadas antes.