Képalkotó vizsgálatok csecsemı- és gyermekkorban SE I. Gyermekklinika, 2010. április 22-23 Új MR módszerek Dr. Barsi Péter SE MR Kutatóközpont SE Ér- és Szívsebészeti Klinika Radiológia Nemzetközi Egészségügyi Központ PTE Idegsebészeti Klinika Neuroradiológiai Tanszék
A NEURORADIOLÓGIA ÁLTALÁNOS FELADATAI 1. A kóros elváltozás kimutatása 2. Az elváltozás természetének lehetséges tisztázása 3. A pontos lokalizáció és kiterjedés felderítése 4. A kóros elváltozás érellátásának felmérése 5. Szomszédos csontokra gyakorolt hatás felmérése
A NEURORADIOLÓGIA SPECIÁLIS FELADATAI 1. A biokémiai összetétel meghatározása MR spektroszkópia 2. A funkciók strukturális alapjainak meghatározása funkcionális MR 3. A fehérállományi összeköttetések, pályarendszerek feltérképezése diffúziós tenzor képalkotás 4. Az agyi vérátáramlás mérése CT vagy MR perfúzió 5. Az érrendszer non-invazív ábrázolása UH, CTA, MRA 6. Prognosztikai következtetésekre alkalmas vizsgálatok akut stroke, posztoperatív vizsgálatok, protokollok 7. Terápiás beavatkozások intervenciós neuroradiológia
MÓDSZERTANI ALAPKÉRDÉSEK 1. Diagnosztikus algoritmusok 1. Legkisebb biológiai és financiális áron elérni a legnagyobb diagnosztikus (és terápiás) hasznot 2. Bizonyítékon alapuló orvoslás 2. Vizsgálati protokollok: 1. Megfelelı ábrázolás 2. Utánkövetés
AZ MR VIZSGÁLAT ELİNYEI ÉS HÁTRÁNYAI
MÁGNESES REZONANCIA (MR) Elınyök 1. Egészségre ártalmatlan (terhesség, kontrák!) 2. KIR közvetlen ábrázolása 3. Nincs csontos mőtermék 4. Hosszú gerincszakasz 5. Tetszıleges képsík 6. Anatómiai képek 7. Nagy felbontás 8. Szenzitivitás 9. DDG kapacitás Elınyök 10. Érrendszer 11. Áramlásmérés 12. Kémiai összetétel 13. Funkció 14. FÁ pályarendszerek
MÁGNESES REZONANCIA (MR) Hátrányok 1. Elérhetıség (térerı, felszereltség) 2. Költség (készülék ára, segédeszközök ára, vizsgálat ára, finanszírozás) 3. Vizsgálati idı (kompromisszumok) 4. Abszolút (pacemaker) és relatív kontraindikációk (fém idegentest), problémás betegek (gyermek, klausztrofóbia, rossz állapot) 5. Specificitás gyakori hiánya 6. Az érrendszerben áramlás, nem anatómia 7. A mész és tömör csont rosszul ábrázolható
MÁGNESES REZONANCIA (MR) Az emberi test nagy erejő homogén mágneses térbe kerül.
AZ ALAP MR KÉPEK A B C A. T1 anatómia, kontrasztanyag B. T2 víztartalom, érzékenység C. FLAIR érzékenység, liquor-közeli terek D. GRE T2 - hemosziderin D
KIEGÉSZÍTİ MR MÓDSZEREK 1. Kontrasztanyag 2. MR angiográfia 3. Zsírelnyomásos szekvencia
1. KONTRASZTANYAG Sturge-Weber szindróma Glioblastoma Bronchus carcinoma metastasisok
2. MR ANGIOGRÁFIA Bal a. cerebri media oszlás aneurysma axiális T2 és 3D-TOF MRA képei
2. MR ANGIOGRÁFIA Aortaív és carotis bifurcatio kontrasztanyag bólus követéses MRA képei
3. ZSÍRSZUPPRESSZIÓ Corpus callosum lipoma szagittális T1 és zsírszuppressziós képeken
ÚJ MR MÓDSZEREK 1. Nagy felbontás, 3D rekonstrukciók (felszín, képfúzió volumetria) 2. Diffúziós és diffúziós tenzor képalkotás 3. Perfúziós vizsgálat 4. Funkcionális MR 5. MR spektroszkópia
1. 3D felszín, képfúzió, volumetria, nagy felbontás
VOLUMETRIA, SZUBTRAKCIÓ
Hippcampus fej 1 Tesla T1 T2
Ép hippocampus: T2 és FLAIR, 3 Tesla
Ép hippocampus: T2, 3 Tesla
2. DIFFÚZIÓ, DIFFÚZIÓS TENZOR, TRAKTOGRÁFIA
DIFFÚZIÓS KÉPALKOTÁS Legalább három térirányú diffúziós gradienssel a víz (=hidrogén atommagok, azaz protonok) agyszöveten belüli mozgása láthatóvá tehetı.
MIT ÁBRÁZOL A DIFFÚZIÓS MR? Az extracelluláris folyadéktér szabadabb, mint az intracellularis, magasabb diffúziót tesz lehetıvé a víz két folyadéktér közötti megoszlását akut stroke. Az agyszövet anizotrópiája FÁ pályákat A vízmolekulák idegen szövetben való mozgását. ÉS MINDEZT MAX. 3 PERC ALATT!!! CHAKERES & SCHMALBROCK: FUNDAMENTALS OF MRI 1992
ANIZOTRÓPIA TRACE KÉP fel-le trace
ADC: apparens diffúziós koefficiens b=0 (T2) b=1000 ADC map Az ADC számított érték, független a diffúzió irányától és kvantifikálható. Kiküszöböli az erıs T2 súlyozás miatt kialakuló shine through jelenséget. ADC térképen: világos pixel fokozott DIFF, sötét pixel gátolt DIFF.
1. EXTRA- ÉS INTRACELLULÁRIS TÉR Az intracellularis folyadéktér szőkebb és több a határhártya, ezért ott gátolt a víz diffúziója az extracelluláris folyadéktérhez képest.
PÉLDA: ACUT ISCHAEMIA Ischaemia (agyi vérellátás < 20%) ATP szint a Na-K pumpa nem mőködik intracellularis citotoxikus oedema csökken az extracelluláris folyadéktér frakció csökken az általános diffúziós készség. Az ischaemiát percekkel a kialakulása után mutatja, és kb. 12 napig fennmarad.
AKUT ISCHAEMIA DW ADC T2 FLAIR DW DW ADC 3-4 ÓRÁS ISCHAEMIÁS STROKE Stadnik et al, RadioGraphics 2003, 23:7e
AKUT ÉS KRÓNIKUS ISCHAEMIA DW ADC RÉGI BAL FÉLTEKEI ISCHAEMIÁS STROKE, 3 NAPJA ÚJ TÜNETEK Stadnik et al, RadioGraphics 2003, 23:7e
ISCHAEMIA? 11 éves leány, Schönlein- Henoch purpura miatt kezelés, vírusinfekció, több GM roham
ISCHAEMIA? PRES! 11 éves leány, Schönlein-Henoch purpura miatt kezelés, vírusinfekció, több GM roham
Ultragyors MR képalkotás akut stroke-ban A két protokol mérési idı különbsége: 12,7 perc és 1.9 min.! U-King-Im JM et al, JNNP 2005, 76: 1002-1005
2. DIFFÚZIÓS TENZOR (DTI), TRAKTOGRÁFIA Legalább 6 irányú gradienst alkalmazunk. M. Jackowski, Yale Dept. Radiology
DTI, TRAKTOGRÁFIA Ha legalább 6 irányban alkalmazott gradienssel mérünk, az ADC értékekbıl kialakul, hogy a tér melyik irányában a legkifejezettebb a diffúzió = diffúziós tenzor A fehérállomány nagy anizotrópiáját a rostrendszer adja A tenzor megegyezik a pályák lefutásával A pályarendszerek ábrázolhatók
DIFFÚZIÓS TENZOR KÉPALKOTÁS Hullámél futtatása a rostrendszer mentén: a hullámél terjedés sebessége arányos az adott irányban való diffúziós készséggel, képes áthaladni a keresztezıdéseken, a legkönnyebb diffúziós irányok vsz. valós pályákat jelölnek. M. Jackowski, Yale Dept. Radiology
Diffusion Tensor and Functional MRI Fusion with Anatomical MRI for Image-guided Neurosurgery. IF Talos et al., Harvard Medical School, Boston, MA Jobb F anaplasticus astrocytoma: Bal: piros nyilak corticospinalis pálya, fekete nyílhegyek fasciculus arcuatus. Jobb: motoros rostok (sárga) és f. arcuatus (kék) áthaladnak a halmozó tumoron.
8 éves leány, TR KP rohamok. Frontalis, talán bal oldali indulás.
8 éves leány, TR KP rohamok. Frontalis, talán bal oldali indulás.
A Meyer-hurok ábrázolása temporalis lobectomia elıtt Taoka T et al, AJNR 2008, 29: 1329-34
3. Idegen szövetek jellegzetességei térfoglaló folyamatok differenciál diagnosztikája Epidermoid és arachnoidealis cysta Stadnik et al, RadioGraphics 2003, 23:7e
NECROTICUS TUMOR ÉS ABSCESSUS DW ADC ABSCESSUS DW ADC DW ADC TUMOR Desprechins et al, AJNR 1999, 20:1252-1257
DAGANATOK ADC ÉRTÉKE Szignifikáns különbség az alacsony és magas malignitású gliomák között DNT-ben magasabb az ADC, mint alacsony malignitású gliomában - 100% specificitás PNET-ben alacsonyabb az ADC, mint ependymomában - 100% specificitás Craniopharyngeomában magasabb az ADC, mint hypophysis adenomában Epidermoidban alacsonyabb az ADC, mint chordomában Yamasaki et al, Radiology 2005, 235: 985-991
Grade II (A), grade III (B) és grade IV (C) astrocytoma kontrasztos T1, FLAIR és ADC képe. Az ACD érték csökken a malignitás növekedésével. Cha, AJNR 2006, 27: 475-87
DNT fiatal epilepsziás betegnél Cho/NAA=0,44 ADC=2,4±0,2
LGG fiatal epilepsziás betegnél Cho/NAA=0,73 ADC=1,9±0,1
Rec. malignus tumor 2 éves gyermeknél ADC=0,5 / 0,72 Cho/NAA=6,3
GBL preoperatív (A), postoperatív (B) kontrasztos T1 képe. A C képen kiterjedt postop. diffúziós gátlás van. Egy hónap múlva a kontrasztos T1 recidívát utánoz (D), de kisebb a korai diffúziós zavarnál, és két hónap múlva látható, hogy postop. barrierzavar okozta a halmozást. Cha, AJNR 2006, 27: 475-87
A diffúziós képalkotás jellegzetességei a. Rövid mérési idıvel és feldolgozással hasznos információt nyújt pl. akut strokeban és agyi térfoglaló folyamatokban. b. Ritkán alkalmazzuk, mert hosszú a mérési idı. c. Csak különlegesen felszerelt, minimum 7 Teslás MR készüléken mőködik. d. Az agyat ellátó artériákat ábrázolja.???
3. MIT ÁBRÁZOL A PERFÚZIÓS MR? A kontrasztanyag haladását az érpályában, az agyszövetben vagy idegen szövetben. A paramágneses kontrasztanyag jelcsökkenést okoz, keringészavarban a jelcsökkenés elmarad, kóros erezettségnél növekszik. Különbözı feldolgozási lehetıségek
DWI-PWI mismatch a terápia tervezésben DEFUSE vizsgálat A DEFUSE azt is igazolja, hogy az iv. thrombolysis idıablaka 6 órára kinyújtható azoknál, akiknél kicsi az elváltozás és van mismatch. Albers GW et al, Ann Neurol 2006, 60: 508-517
Grade II (A), grade III (B) és grade IV (C) astrocytoma kontrasztos T1 és rcbv térképe. A malignitással párhuzamosan növekszik a kóros rcbv emelkedés, pedig a B képen kontrasztanyag halmozás nem is észlelhetı. Cha, AJNR 2006, 27: 475-87
Sclerosis multiplex Tumefaktív góc Cha, AJNR 2006, 27: 475-87 1. Kifejezett KA halmozás (hasonló a FLAIR-hez) 2. Magas Cho, alacsony Cr és NAA 3. Normális vérátáramlás
Tályog 1.Győrőszerő KA halmozás 2.ADC = 0,94 3.Alacsony Cho, Cr és NAA, magas Lac és aminosavak 4.Perfúzió nem magasabb, mint ellenoldali FÁ
47 éves férfi: SM és akut ischaemia
A perfúziós képalkotás jellegzetességei a. Csak CT készülékkel végezhetı b. Csak MR készülékkel végezhetı. c. Csak különleges és ritka fehérállományi betegségekben nyújt hasznos információt. d. CT vagy MR készüléken végezhetı, az agy vagy az agyi elváltozás vérátáramlásával kapcsolatos információ nagyon hasznos pl. akut stroke-ban és agyi térfoglaló folyamatokban.???
5. Funkcionális MR
Funkcionális MR: a térerı jelentısége
Funkcionális MR Beszéd, memória lateralizációja Elokvens agyi területek viszonyának meghatározása az eltávolítandó elváltozáshoz Spike-hoz kapcsolt funkcionális MR Temporalis lebeny epilepszia lateralizációja Posztoperatív értékelés
Funkcionális MR: Elokvens területek
Funkcionális MR: A TLE lateralizációja Felsı sor: Bal HS jobb AMY és parahippocampalis aktivációval. Alsó sor: Jobb HS bal AMY és parahippocampalis aktivációval (Schacher et al. Neurology 2006)
Valószínőleg polymicrogyriának megfelelı megvastagodott cortex és szabálytalan gyrificatio
A kóros területen sokkal kevesebb pálya Ábrázolható.
fmri occipitalis polustérkép a látómezık határaival V3dV2d V1 V1 V2d A malformatio közel van a magasabbrendő és a mozgásfeldolgozást végzı látómezıkhöz Dr. Kozák LR szívességébıl
A 1 H MRS mérıvolumenek a T lebenyben In: Kantarci K et al. Neurology 2002 Az NAA/Cr alacsonyabb a jobb TL-ben jobb TLE betegeknél In: Kantarci K et al. Neurology 2002 6. MR spektroszkópia
Mérési módszerek Single voxel Chemical shift imaging Cho Cr NAA Cho/Cr
4. MR SPEKTROSZKÓPIA A KIMUTATHATÓ ANYAGOK: 1. N-ACETIL-ASZPARTÁT: csökkenése neuron pusztulást mutat 2. KREATIN-FOSZFOKREATIN: a gliában nagyobb mennyiségben van, viszonylag állandó, így jó alap hányadosokhoz 3. KOLIN-TARTALMÚ ANYAGOK: membrán-jelzı, fokozott membrán szintézis vagy lebomlás növeli (pl. tumorok) 4. LAKTÁT: oxigénhiány, sejtpusztulás 5. MIOINOZITOL: megnı pl. Alzheimerben, hepaticus encephalopathiában 6. LIPIDEK: necrosisra utalhatnak. 7. GLUTAMIN, GLUTAMÁT: magasak a legtöbb májbetegben 8. AMINOSAVAK: tályogban
Hypoxiás-ischaemiás encephalopathia (minden más szekvencia normális!) 6000 2000 Normális HIE Dr. Rudas Gábor szívességébıl
Alacsony malignitásúnak diagnosztizált astrocytomában a SV MRS magas Cho és Lac mellett alacsony NAA-t mutatott, a Lac jelenlétét a 3D MRS is igazolta. A szövettan mitózisokat és érújdonképzıdést talált, ami malignitásra utal. 9 hónappal a mőtét után kontraszthalmozás, majd GBL. Cha, AJNR 2006, 27: 475-87
Tályog Agytályog cysticus része Legkésıbb a 3. napig Az AB megváltoztatja a spektrumot A vérzés nagy mőtermékeket okoz, de az aminosavak látszanak A 7. napi görbe akár egy metastasis is lehetne
MRS SM-ben Az akut tumefaktív SM-es gócban (balra) és a kevert típusú malignus gliomában (jobbra) gyakorlatilag megegyezı MRS görbe mérhetı. Saindane et al. AJNR 2002; 1378-86
Sclerosis multiplex: Akut és gyógyuló plakk Akut plakk 1. NAA csökkenés 2. Cr csökkenés (nagy plakkokban) 3. Cho csökkenés 4. Lac növekedés 5. mi növekedés 6. Lip növekedés Gyógyuló plakk 1. NAA rendezıdik vagy alacsony 2. Cr gyorsan N 3. Cho hónapok alatt N 4. Lac gyorsan N 5. mi lassan N 6. Lip hónapok alatt N Hasonló a tumorokhoz!
CANAVAN-BETEGSÉG 3 hetes csecsemı Magas jel a pallidumban és thalamusban U-rostok érintettsége enyhe FÁ oedema Csecsemı Felnıtt
SZUBAKUT TRAUMA: PROGNÓZIS - MRS Lac Lip NAA Cr Cho Glx Kedvezıtlen prognózisra utal:
Jobb oldali hippocampalis sclerosis Jobb Bal TE=288 ms SV TE=35 ms SV MRS A kóros jobb oldalon NAA csökkenés és mi növekedés látható.
MR spektroszkópia Jobb F fókusz parciális status epilepticusban TLE Epileptogén góc NAA Lac (régóta fennálló rohamoknál ritkán látni) Cho vagy (az utóbbi gliosis)
A MR spektroszkópia jellegzetességei a. Kis térerın (0,3 Tesla) is könnyen végezhetı vizsgálat. b. Teljesen automatikus, egyszerően értékelhetı. c. Csak 7 Teslás készüléken ad értékelhetı információt. d. Ritkán nyújt 100% biztonsággal diagnózist, de az eredménye haszonnal alkalmazható pl. a térfoglaló folyamatok differenciál diagnosztikájában.???
Térfoglaló folyamat differenciál diagnosztikája Szoliter, széli részén halmozó, oedemával körülvett agyi elváltozás DIFFÚZIÓ: Kifejezett diffúziós gátlás: vsz. tályog Liquorhoz hasonló diffúzió: vsz. cystás-necroticus tumor (primer vagy met.) PERFÚZIÓ Kórosan magas perfúzió: vsz. tumor Szokványos perfúzió: tályog vagy tumefactiv SM-góc MRS: Aminosavak tályog, Kóros görbe a halmozó kontúron kívül vsz. infiltratív primer tumor Csak enyhe NAA csökkenés a halmozó kontúron kívül - vsz. met. A tumorhoz hasonló görbe gyorsan normalizálódik vsz. tumefactiv SM-góc
Egy lehetséges neuroradiológiai alapú algoritmus a 6 órásnál frisebb akut carotis-stroke kezelésére FLAIR day 1 DWI day 7 Muir KW et al, Lancet Neurol 2006
Epilepszia 1. Az epileptogén fókusz lateralizációját segíti a DIFF, MRS, iktális fmri 2. A fókusz lokalizációját segíti az invazív elektródák 3D MR megjelenítése 3. Egyéb bevont területek kimutatásában segít a DIFF, DTI, MRS 4. Az elokvens területek kimutatása mőtét elıtt: fmri
Összefoglalás A gyermekkori központi idegrendszeri betegségek képalkotó diagnosztikájában az MR az elsı választandó módszer az akut trauma és a kontraindikációk kivételével. Az újabb MR módszerek a differenciál diagnosztikában értékes segítséget nyújtanak. Egy részük szinte minden készüléken elérhetı és alkalmazásuk könnyen elsajátítható. A funkcionális MR, az MR spektroszkópia és a traktográfia idıigényes, speciális tudást és gyakorlatot igényel, elsısorban kiemelt központokban alkalmazandó, de a rájuk fordított energia egyes esetekben sorsdöntı információt nyújt. Mindezek együttesen sem érnek semmit klinikai-radiológiai együttmőködés nélkül.
Az MR módszerek úgy világítják meg az agy morfológiai és funkcionális rendellenességeit, ahogy a felkelı nap felszívja a párát Toszkána varázslatos völgyeibıl. De vigyáznunk kell, hogy ez a ragyogás ne vakítsa el a tisztánlátásunkat.
KÖSZÖNÖM A FIGYELMÜKET!