La MPI en Intervenciones Endovasculares 3D y Sin Radiación
La proyección de partículas magnéticas (MPI) es una técnica de imagen tomográfica sin radiación que utiliza nanopartículas de óxido de hierro superparamagnético (SPIOs) como trazadores. Aprovechando el comportamiento de magnetización de las SPIOs, se pueden utilizar los campos magnéticos para reconstruir imágenes MPI en 3D de las distribuciones espaciales del trazador a altas velocidades.
Basándose en estas propiedades únicas, la MPI ha surgido como una herramienta prometedora en la obtención de imágenes biomédicas. Su capacidad para evaluar cuantitativamente la dinámica del trazador en 3D con alta resolución temporal, hace de la MPI una modalidad del futuro; favorable para la obtención de imágenes vasculares en tiempo real. Además, los potentes campos magnéticos de los escáneres MPI podrían ser utilizados para aplicar torques y fuerzas en catéteres magnéticos.
Actualmente, se utiliza la angiografía de sustracción digital (DSA) con rayos-X de tiempo controlado para la obtención de imágenes vasculares en medicina intervencionista.
Sus principales desventajas son el alto riesgo de la dosis de radiación ionizante y la difícil interpretación espacial de geometrías vasculares complejas. Debido a la insuficiente información de profundidad y a las proyecciones superpuestas de diferentes estructuras.
En cambio, dado que la MPI no emite radiación, la obtención de imágenes puede realizarse de forma continua durante la intervención. Lo que garantiza el monitoreo sin interrupciones de los dispositivos recubiertos de trazador y el éxito de la intervención. Hasta el momento, los escáneres MPI se encuentran todavía en estado preclínico y su aplicación se limita a fantomas y animales pequeños.
Gracias a la experiencia obtenida a lo largo del tiempo, se han reconocido desafíos importantes en las intervenciones endovasculares (IE). Entre ellos la estimación de las distancias espaciales y la navegación en las bifurcaciones de los vasos (especialmente en presencia de vasos superpuestos). A partir de estos desafíos, diversos investigadores han desarrollado nuevas técnicas para llevar la precisión de las IE a otro nivel.
Weller et al, realizaron un estudio de laboratorio en donde se introdujo la representación directa de volúmenes (DVR) como una opción de visualización 3D capaz de representar secuencias de imágenes MPI volumétricas temporales en tiempo real.
Utilizaron tres geometrías vasculares seleccionadas de pacientes reales para demostrar los resultados:
- aneurisma de la arteria carótida interna (ACI),
- arteria cerebral media (ACM)
- arteria hepática propia (AHP).
Su objetivo fue ilustrar las oportunidades que se abren al combinar la información de las imágenes MPI con opciones de visualización avanzadas, en su caso la DVR.
Para los tres casos, los resultados fueron positivos. La forma morfológica del aneurisma ACI y la demarcación entre la arteria madre y el cuello del aneurisma, que desempeña un papel importante en el contexto clínico, fueron claramente visibles. Para la visualización de la ACM, el mapeo 3D permitió caracterizar con precisión la geometría del vaso. Además, tras la optimización, el segmento de interés se visualizó con precisión. A pesar de la complejidad de la imagen de la AHP, su visualización por DVR de las ramas vasculares reveló su curso espacial y se logró ver todos los vasos a pesar de estar superpuestos.
Los autores aseguran que la capacidad de la MPI para proporcionar imágenes volumétricas en tiempo real sin el uso de radiación ionizante la hace prometedora para guiar las intervenciones vasculares. Las opciones avanzadas de visualización rápida en 3D -como la DVR- ayudarán a cumplir esta promesa mediante la visualización inmediata e intuitivamente interpretable de la escena de la intervención en 3D. En el artículo original, Weller et al, ponen a la disposición de los lectores el código fuente y los datos MPI del estudio en código abierto, para que todos puedan formar una opinión propia.
Weller, D., Salamon, J. M., Frölich, A., Möddel, M., Knopp, T., & Werner, R. (2020). Combining Direct 3D Volume Rendering and Magnetic Particle Imaging to Advance Radiation-Free Real-Time 3D Guidance of Vascular Interventions. CardioVascular & Interventional Radiology, 43(2), 322–330.
