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Este site tem por objetivo divulgar o serviço de consultoria especializada no estudo de imagens de Ressonância Magnética (RM) do cérebro, direcionada principalmente para a investigação de Epilepsias. Este serviço visa atender também à Síndromes Demenciais e condições específicas que se beneficiam das informações obtidas.
Entretanto, esta introdução irá focar somente nas Epilepsias. As demais condições mencionadas serão abordadas de forma pormenorizada em breve.
Uma Breve História
A investigação das epilepsias tornou-se objeto de maior interesse a partir de 1880, quando o patologista Wilhelm Sommer 1, observou perda neuronal no hipocampo de pacientes com epilepsia temporal, de modo mais evidente em uma região específica do Corno de Ammon (CA), denominada setor 1, região de alta vulnerabilidade à hipóxia e à excitotoxicidade.
O surgimento do tratamento cirúrgico, no final do século XIX (Horsley 2), ganhou impulso entre as décadas de 1930 e 1950 (Penfield e Jasper, Montreal Neurological Institute). Naquela época, a localização do foco epileptogênico baseava-se inteiramente na semiologia clínica, na eletroencefalografia (EEG), e durante o ato cirúrgico, na eletrocorticografia e estimulação cortical direta.
Em 1971, Taylor publicou o artigo “Focal dysplasia of the cerebral cortex in epilepsy” 3, descrevendo a Displasia Cortical Focal (DCF), uma alteração que envolve a arquitetura cortical e morfologia celular, que viria a ser reconhecida como uma das principais causas de epilepsia refratária. Sem a imagem, contudo, essas lesões permaneciam invisíveis até a ressecção cirúrgica.
Abrindo a “Caixa Preta”
Introduzida na década de 1970, a Tomografia Computadorizada (TC), foi a primeira janela criada para perscrutar visualmente o cérebro. Entretanto, sua baixa resolução e contraste a tornava ineficaz para detectar malformações corticais.
Em 1980, a anatomia cerebral in vivo começou a ser visualizada com mais clareza através da Ressonância Magnética (RM). Estudos de correlação clínico-patológica demonstraram a alta epileptogenicidade intrínseca das displasias corticais, com as primeiras tentativas robustas de classificar e correlacionar as malformações do desenvolvimento cortical (MCD) 4.
Apesar do grande avanço, o equipamento disponível na época fornecia cortes espessos, com resolução restrita, impedindo o delineamento anatômico mais bem definido, limitando a avaliação quantitativa dos hipocampos, e encobrindo lesões displásicas menores – “efeito de volume parcial” e o alinhamento planar da superfície de corte em relação ao córtex (cuja interpretação errônea poderia gerar falsos positivos).
RM de Alta Resolução: “the Building Blocks”
No início dos anos 1990, a RM sofreu um upgrade expressivo, redefinindo uma série de paradigmas. As aquisições 3D de alta resolução (voxel isotrópico 1x1x1mm3 ) permitiram a padronização da volumetria hipocampal 5, quantificando com alta sensibilidade a atrofia mesial temporal in vivo, com repercussão direta na abordagem da Epilepsia do Lobo Temporal (ELT).
Visando eliminar o efeito de volume parcial e alinhamento planar da superfície de corte em relação ao córtex, o Dr. Barkovich (San Diego) em colaboração com o Dr. F. Andermann realizou a inspeção visual individual de cada giro hemisférico nas imagens de alta resolução, de modo simultâneo e interativo, utilizando a recém disponibilizada ferramenta de reconstrução multiplanar (MPR). Esta avaliação proporcionou o diagnóstico de lesões displásicas em pacientes com epilepsias focais, cujos exames prévios foram considerados normais 6.
Dando ensejo à espectativa do Dr. F. Anderman de reproduzir estes resultados no MNI, este autor desenvolveu a reconstrução curvilinear, uma abordagem que minimiza o efeito de volume parcial e do alinhamento equiplanar da superfície de corte em relação ao córtex. A reconstrução curvilinear preserva a simetria dos cortes e a morfologia tridimensional do cérebro, proporcionando um “display” anatômico mais intuitivo, facilitando a identificação da anatomia normal, variações, e alterações estruturais patológicas 7,8.
Imagens, Algoritmos, e Morfometria Cerebral
Nos anos 2000, estimou-se, dentro de uma determinada amostra (levar em conta o viés de referência ou ‘referral bias”) que entre 20% a 30% dos pacientes com epilepsia refratária ainda apresentavam RM estrutural “normal” à inspeção visual. Referidas como epilepsias MRI-negativas, estes pacientes tem motivado o desenvolvimento contínuo de novas técnicas de pós-processamento das imagens estruturais, buscando reduzir este número. utilizando as imagens estruturais.
Aqui, o processamento de imagem transcende a inspeção visual humana. O foco passa a ser a identificação matemática de espessamento cortical, heterotopias, atrofias sutis, e borramento transicional entre substância branca e substância cinzenta nas displasias.
Voxel-Based Morphometry
2000 – Voxel-Based Morphometry / VBM (Ashburner & Friston): Os algoritmos passam a registrar espacialmente o encéfalo em um template normal e a quantificar estatisticamente áreas onde a concentração de SC difere significativamente do normal.
A Morfometria Baseada em Voxel (VBM) foi originalmente desenvolvida inicialmente com direcionamento mais específico para a neurociência da cognição, foi adaptada para a epilepsia. Esta técnica permite para comparar o volume/distribuição de substância cinzenta de um paciente contra uma base de controles saudáveis. Resultados: A VBM identifica áreas de atrofia cerebral (esclerose hipocampal), e concentração anormal de substância cinzenta em situação ectópica (heterotopia nodular ou em banda).
Morfometria Baseada em Superfície (SBM)
A SBM utiliza-se de algoritmos que extraem malhas 3D da superfície pial e reconstrui métricas de espessura cortical, curvatura e profundidade de sulcos, evidenciando o espessamento focal típico das DCFs.
Em vez de deformar o cérebro em um espaço 3D quadrado (MNI), os cérebros são inflados em esferas virtuais e alinhados pelos sulcos e giros primários (ex: Fissura de Sylvius e Sulco Central sempre se alinham perfeitamente). Possibilita mensurar a espessura cortical, de modo mais sensível que na VBM, e avalia o LGI (Local Gyrification Index), identificando Polimicrogiria ou Paquigiria. Proporciona ainda avaliação da profundidade do sulco. O que estamos observando no MAP-MRI:
MAP-MRI (Morphometric Analysis Program)
A Imagem Anatômica Base (Top Row): O algoritmo utiliza uma aquisição volumétrica T1w 3D (como MPRAGE ou SPGR) de alta resolução isotrópica. A olho nu, a lesão pode ser extremamente sutil, apresentando apenas um leve espessamento cortical e indefinição da interface substância cinzenta-branca (SC/SB).
O algoritmo do MAP gera “Mapas de Junção” (que evidenciam o borramento da transição corticos-subcortical) e “Mapas de Extensão” (que apontam a hiperintensidade subcortical transmanto). Desenvolvido especificamente para a epileptologia, foi desenhado para modelar matematicamente as duas principais assinaturas radiológicas e histopatológicas da Displasia Cortical Focal tipo II (DCF II): o borramento da transição corticos-subcortical e o sinal hiperintenso subcortical (transmantle sign).
O Z-Score (Crosshairs): O MAP-MRI compara os gradientes do paciente com um banco de dados normativo de cérebros saudáveis. A região apontada pelas cruzes (crosshairs) acende intensamente porque o borramento (blurring) naquela exata coordenada excedeu significativamente a variância normal (geralmente Z-score > 4 ou 5). Isso guia o neurocirurgião diretamente para o “ninho” displásico que poderia ter passado despercebido na radiologia estrutural pura.
O Mapa Estatístico (Junction Map – Middle Row): Esta é a “mágica” matemática de Huppertz. O algoritmo não está apenas olhando para a cor do pixel. Ele está calculando o gradiente de intensidade na transição entre o córtex e a mielina subjacente. Na displasia tipo II, a presença de células em balão e neurônios displásicos na profundidade do córtex destrói a citoarquitetura laminar normal e reduz a mielinização das fibras em U subcorticais. O resultado é que a transição abrupta de sinal (preto/branco) é perdida.
Referências
Clifford Jack Jr. (1990): Padronizou a volumetria hipocampal baseada em RM, permitindo quantificar in vivo a atrofia mesial temporal com alta sensibilidade.