Bases de la imagen funcional I: técnicas en uso clínico actualmente / Fundamentals of functional imaging I: current clinical techniques

Con las técnicas de imagen se puede establecer un fenotipo estructural, fisiológico y molecular del cáncer, que ayuda a un diagnóstico y un tratamiento preciso y personalizado. En los últimos años se han introducido y establecido en la práctica clínica diaria varias técnicas radiológicas que permiten estudiar características funcionales de los tumores de forma cuantitativa y reproducible. De esta manera, pueden estimarse la microcirculación, la angiogénesis y la permeabilidad tumoral con estudios de perfusión con contraste realizados mediante adquisiciones dinámicas ultrarrápidas con ecografía, tomografía computarizada o resonancia magnética (RM). La difusión forma parte de todos los protocolos actuales de RM para la evaluación de lesiones oncológicas en cualquier localización anatómica. La difusión informa sobre la ocupación de espacio extracelular/extravascular, y estima de manera indirecta la celularidad y la apoptosis de los tumores, habiéndose demostrado su relación con la agresividad biológica en varias estirpes tumorales, y su utilidad en la evaluación de la respuesta temprana a terapias sistémicas, locales y dirigidas. La espectroscopía de protones de hidrógeno es otra herramienta que se utiliza principalmente en el estudio de las características metabólicas de los tumores cerebrales. La complejidad técnica y la falta de reproducibilidad han limitado su uso clínico en otras áreas anatómicas, aunque existe amplia experiencia en la evaluación del cáncer de próstata y de mama, y en lesiones hepáticas. En esta revisión se analizan las técnicas de imagen radiológicas que permiten evaluar las características fisiológicas y moleculares del cáncer, y que se encuentran ya introducidas en el entorno clínico como las técnicas que evalúan la angiogénesis mediante adquisiciones dinámicas tras la administración de contraste, la difusión con RM o la espectroscopía de protones de hidrógeno con RM, así como sus principales aplicaciones en oncología

Imaging techniques can establish a structural, physiological, and molecular phenotype for cancer, which helps enable accurate diagnosis and personalized treatment. In recent years, various imaging techniques that make it possible to study the functional characteristics of tumors quantitatively and reproducibly have been introduced and have become established in routine clinical practice. Perfusion studies enable us to estimate the microcirculation as well as tumor angiogenesis and permeability using ultrafast dynamic acquisitions with ultrasound, computed tomography, or magnetic resonance (MR) imaging. Diffusion-weighted sequences now form part of state-of-the-art MR imaging protocols to evaluate oncologic lesions in any anatomic location. Diffusion-weighted imaging provides information about the occupation of the extracellular and extravascular space and indirectly estimates the cellularity and apoptosis of tumors, having demonstrated its relation with biologic aggressiveness in various tumor lines and its usefulness in the evaluation of the early response to systemic and local targeted therapies. Another tool is hydrogen proton MR spectroscopy, which is used mainly in the study of the metabolic characteristics of brain tumors. However, the complexity of the technique and its lack of reproducibility have limited its clinical use in other anatomic areas, although much experience with the use of this technique in the assessment of prostate and breast cancers as well as liver lesions has also accumulated. This review analyzes the imaging techniques that make it possible to evaluate the physiological and molecular characteristics of cancer that have already been introduced into clinical practice, such as techniques that evaluate angiogenesis through dynamic acquisitions after the administration of contrast material, diffusion-weighted imaging, or hydrogen proton MR spectroscopy, as well as their principal applications in oncology

Bases de la imagen funcional II: técnicas emergentes de resonancia magnética y nuevos métodos de análisis / Fundamentals of functional imaging II: emerging MR techniques and new methods of analysis

La resonancia magnética (RM) integra en los protocolos multiparamétricos clínicos actuales información estructural, fisiológica y metabólica del cáncer. Existen técnicas emergentes, como ASL, BOLD, RM elastografía, CEST e hiperpolarización, que aportan un nuevo tipo de información y que están cerca de su integración en la clínica diaria. Además, existe un gran interés en el estudio de la heterogeneidad tumoral con imagen como factor pronóstico y de resistencia al tratamiento. Para ello, se están aplicando nuevos métodos de análisis de los protocolos multiparamétricos, y a su vez se están desarrollando nuevos biomarcadores oncológicos integrando la información de la RM con los datos clínicos, analíticos, genéticos e histológicos, gracias a la aplicación del big data y la inteligencia artificial. En esta revisión se analizan varias técnicas emergentes de RM que permiten evaluar las características fisiológicas, metabólicas y mecánicas del cáncer, así como sus principales aplicaciones clínicas. Además, se resumen los métodos de análisis más novedosos de la información radiológica funcional en oncología

Current multiparameter MRI protocols integrate structural, physiological, and metabolic information about cancer. Emerging techniques such as arterial spin-labeling (ASL), blood oxygen level dependent (BOLD), MR elastography, chemical exchange saturation transfer (CEST), and hyperpolarization provide new information and will likely be integrated into daily clinical practice in the near future. Furthermore, there is great interest in the study of tumor heterogeneity as a prognostic factor and in relation to resistance to treatment, and this interest is leading to the application of new methods of analysis of multiparametric protocols. In parallel, new oncologic biomarkers that integrate the information from MR with clinical, laboratory, genetic, and histologic findings are being developed, thanks to the application of big data and artificial intelligence. This review analyzes different emerging MR techniques that are able to evaluate the physiological, metabolic, and mechanical characteristics of cancer, as well as the main clinical applications of these techniques. In addition, it summarizes the most novel methods of analysis of functional radiologic information in oncology