26.04.2014
Sunu akışı
• MRS
RA DYOLOJİ A NA BİLİM DA LI
Beyin tümörlerinde
MRS ve perfüzyon MRG
–
–
–
–
–
Tanım
Metabolitler
MRS’de sınırlamalar
MRS’de kontrast kullanımı
Beyin tümörlerinde MRS
• Perfüzyon MRG
Dr Alpay ALKAN
Bezmialem Vakıf Üniversitesi
Radyoloji Anabilim Dalı
– Beyin tümörlerinde perfüzyon MRG
• Tümör derecelendirilmesinde MRS ve pMRG
• Olgu örnekleri
mI
Metabolitler
MRS:
• Noninvaziv biokimyasal görüntüleme yöntemi
• Su ve yağ arasında rezonans yapan görüntüye
katkısı bulunmayan az miktardaki metabolitlerin
sinyalleri ölçülmektedir
• NAA azalması; Nöronal yıkım
• Cr; Gnl stabil (yüksek grade tm azalır)
• Cho artışı; Hücresel membran turnover
– Sellüler-glial proliferasyon
– Artmış membran ve/veya hücre sentezi
– Sellülariteyi yansıtan malignite derecesi
• Laktat; Anaerobik
NAA
Cho
mI
glikolizis, tümör hipoksi,
malignite
Cho
• Myo-inositol (mI); Artmış ozmolalite,
• Lipid; Hücre membran yıkımı ve nekroz
MRS’de sınırlamalar
• ROI yerleşimi veya voksel kontaminasyonu
–
–
–
–
–
–
–
Perifokal ödem
kalsifikasyon
kist
kanama
komşu kemik yapı
tümörün non-viabl kısmı
Solid-kistik komponent ayrımı
Laktat-lipid
NAA
gliozis, glial proliferasyon
mI
MRS’de kontrast verilimi
• Doğru voksel yerleştirme için kontrast
– Solid komponent (biopsi için)
• Kontrast sonrası 0-5 dk
– Cho değişmez
• Kontrast sonrası 5-10.dk
– Cho’de %12-15 azalma
• Ekstrasellüler Cho havuzunda azalma
Alkan A et al. Med Hypotheses, 2012;79(2):129-31
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
1
26.04.2014
Beyin tümörleri; MRS
• Tümör histolojisi
• Tümör derecelendirilmesi
– Kısa-uzun TE MRS
• Daha fazla metabolit değerlendirme
• Peritümöral uzanım
• İdeal biopsi yerinin belirlenmesi
– Metabolit haritalama (Cho, Cho/Cr, Cho/NAA)
• Tedaviye yanıtın belirlenmesi
– Nüks-rezidü
Alkan A et al. Med Hypotheses 2012;79(2):129-31
Beyin tümörleri; MRS
• Glial tümörler:
– NAA belirgin düşer
– Cho artar
– Cr azalır (yüksek grade tm)
– Düşük grade’li tümörlerde mI artar
– Laktat
– Lipid
• Kötü prognoz göstergesi
MRS
• Düşük grade glial tm
–
–
–
–
NAA (hafif azalma)
Hafif yüksek Cho
Yüksek mI
Laktat-lipid yokluğu
• Progresyon:
– NAA ve mI’de progressif azalma
– Cr’de azalma
– Cho’de belirgin yükselme
Glioblastoma multiforme
(grade IV)
MRS
• Malign agresif tümör (yüksek grade)
• hücre turnover ve yoğunluğu artar
• Cho artışı
TE:136 ms
Cho
TE:31 ms
Laktat-lipid
Cr
NAA
Cho
NAA
• Nekrotik alanlarda Cho azalabilir
• Örneklenen yer önemli (Voksel yerleştirme)
Cho
– Kistik-solid
– Tümör içinde farklı evrelerde komponentler
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
2
26.04.2014
İdeal biopsi yerinin belirlenmesi
Perfüzyon MRG
• Serebral perfüzyon; kapiller düzeyde kan ile doku
arasında oksijen ve metabolit alışverişi
Metabolit haritalama
Cho
Cho/Cr
Cho/NAA
rCBV
Dinamik duyarlılık kontrast (DSC) tekniği
• T2 yada T2* suseptibilite etkisi
• Gadolinyum geçişi esnasında T2* etkisinde azalma
– beyaz cevherde sinyal kaybı
– manyetik alan distorsiyon etkisi
• Paramanyetik kontrast ajanın beyin dokusu yatağı
içerisindeki ilk geçişi sırasında sinyalin düşmesi
– Dokunun kan akımı ve vaskülarizasyon
• serebral dokudaki hasar
• yer kaplayan lezyonlara bağlı hemodinamik degişiklikler
MRP Parametreleri
• TTP (pik zamanı)
• MTT (ortalama geçis zamanı)
• rCBF (beyin kan akımı) :
• rCBF: rCBV/MTT
• rCBV (beyin kan hacmi); tümörlerde en önemli parametre
– her voksel için konsantrasyon-zaman eğrisi
MRP; sınırlamalar
• Karşı taraf normalizasyonu
– Gri-beyaz cevher tutulumu
• Manyetik alanda güçlü inhomojenite
– Kanama, kalsifikasyon, metal, melanin, kemik-doku-hava
parsiyel volüm etkisi
• Küçük-subkortikal-artere yakın lezyon
• Lezyon komponentleri
– Nekroz (hipoperfüze)
– Vasküler yapıya yakınlığı veya içinde olması
• (aşırı artmış rCBV)
Yüksek vasküler permeabilite
• Kan beyin bariyerinde bozulma
– Gadolinyumun dokudaki T1 relaksasyon etkisi
– Dipol-dipol etkileşimi
– T2 sinyal intensitesinde azalmayı dengelemek için rCBV‘de
azalma
• Bolus enjeksiyondan 5-10 dk önce
• 0.025–0.05 mmol/kg gadolinyum kontrast (1-2 ml)
– Yüksek vasküler permeabilite ve kontrast ekstravasyon
etkisini azaltmak için
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
3
26.04.2014
Permeabilite MRP
Permeabilite MRP
• Parametreler;
– K trans:
• damar permeabilitesi
• doku kan akımıperfüzyonu
Ve= Ktrans/ kep
d c t (t )
 K trans  c p (t ) - k ep  c t (t )
dt
IV Injection of
Gd-DTPA
– Ve:
Ktrans
Plasma
• hücresel dansite
• Ekstravaskülerekstrasellüler volüm
Interstitium (Ve)
kep
Renale Excretion
Ktrans : transfer constant
Kep : reflux constant
Ve : extra-vascular extracellular volume fraction
(Interstitium)
– İAUC
(intertisyel area under
curve):
• fraksiyonel blood
volume
AdenoCa metastazı
Akc Ca
metastazı
IAUC
Ktrans
IAUC
Ktrans
IAUC
Ve
IAUC
Ve
Beyin tümör-pMRG
ASL: arterial spin labeling
• Eksojen kontrast gerekmez
• Noninvaziv
• Arteriyal kandaki hidrojen
atomları spinlerinin bir
manyetik alan oluşturması
• TOF MR anjiyografi
prensipleri
• rCBF
• Hipoperfüze
– Düşük grade
– Kanama, kist,
kalsifikasyon,nekroz
• Hiperperfüze
– Yüksek grade
•
•
•
•
•
Neovaskülarizasyon
Mikrovaskülarite
Tümör evrelemesi
Tümör rekürrensi
Kemo/radyoterapiye bağlı değişiklikler
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
4
26.04.2014
rCBV
rCBV
• Tümör evrelemesi
– Ortalama rCBV (en yüksek-ortalama)
• Artmış tümör neovaskülarite-mikrovaskülarite
– Damar oluşumu sürecindeki yapıların sadece perfüze olan
kısımlarına duyarlı
• Tümör vaskülarite derecesi ile en yüksek rCBV değeri
arasında korelasyon
– Kontrastlanmayan tümörlerin içerisinde yüksek rCBV
değerlerinin görülmesi; yüksek evre tm
• Yüksek grade; 3,6-7,3
• Düşük grade; 1,1-2,3
• Düşük-yüksek grade geçiş (cutoff değeri)
– rCBV: 1.5, 1,75, 2
• Enfeksiyöz lezyonlar; (ortalama; 0,6-0,7)
– rCBV1.3 +
J Magn Reson Imaging 2006; 24: 817–824
Svolos et al. Magnetic Resonance Imaging 31 (2013) 1567–1577
• Düşük grade tm içinde yüksek rCBV
–
–
–
–
Neoangiogenesisin başladığını
Progresyon
Potansiyel grade yükselmesinin ön göstergesi
Tm’de kontrastlanma başlamadan 12 ay önce rCBV
değerleri yükselmeye başlar
Düşük grade glial tm
Radiol med (2012) 117:445–460
Patoloji
• Düşük grade glial tm;
Beyin tümörlerinin
derecelendirilmesinde
MRS-MRP
– Artmış sellülarite ve atipi
• Yüksek grade glial tm;
• Mitotik aktivite
• Endotelyal proliferasyon (anjiogenesis)
–
–
(yüksek Ki-67 proteini)
Yüksek Cho seviyeleri ile korele
• Nekroz
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
5
26.04.2014
Grade 2 tümör
Pilositik astrositoma
• Gnl infiltratif
• Kontrastlanma olmaz
– Kontrastlanma: neoanjiogenesis
• Düşük proliferatif aktivite-çevre dokuya diffuz
infiltrasyon
– grade 1
– Yüksek mI
– yüksek Cho/NAA, Cho/Cr
• Maligniteyi yansıtmaz
• Gliserofosfokolin içeriği dominant
• Fosfokolin düşük
– tam kür edilemez
• %70 yüksek grade glial tm’e dönüşüm
– Nadiren laktat (gnl nekroz yok)
– 5-10 yıl
Grade 2: MRS
• NAA’da azalma
• Cho’de yükselme
– Tm hücresi proliferasyonu-artmış hücresel dansite
• Belirgin yükselmiş mI
71 y, E
– Düşük mitotik indeks
• Grade 2 tm: prognostik metabolit Cr
– Azalmış Cr: tm progresyonu-malign transformasyon
göstergesi
Bulik et al. Clinical Neurology and Neurosurgery 115 (2013) 146– 153
mI
mI
NAA
NAA
mI
NAA
rCBV: 0,99-1,13
mI
NAA
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
6
26.04.2014
29 y, K
rCBV;
0,79- 1,31
Grade 2
Oligodendroglioma
rCBV
rCBV;
0,79-1,21
36 y, E
Grade 2
oligoastrositom
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
7
26.04.2014
Oligodendroglioma
• Yüksek Cho ve mI
– Artmış hücresel dansite-membran sentezi
• Endotelyal proliferasyon ve nekroz yok
– Astrositomalara göre daha yüksek mI
• Yüksek rCBV
47 y, E
• Korteks yerleşimli (zengin vaskülarizasyon)
• Artmış metabolik aktivite-gelişmiş vaskülarite
• Zengin mikrovaskülarite
– Vasküler endotelyal growth faktör
– Uyarılabilir hipoksik faktör
• Dens kapiller network
• 1p19q mutasyonu
Chawla et al. J Neuroimaging 2010;20:1-8
Grade 2
oligodendrogliom
rCBV: 0,25-1,18:
rCBV: 1,99-3,48:
rCBV
5 y, E
MTT
Grade3
Anaplastik oligodendroglioma
rCBF
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
8
26.04.2014
Grade 3 glioma
• Düşük-yüksek grade dönüşüm (MRS)
– Yüksek Cho, düşük mI
– Azalmış Cr
• Cho/NAA 2.2 üzeri
• Cho/Cr: 2-2.5 üzeri
• Anaplastik astrositoma
• Hipersellülarite ve hücresel dansitede artma
– belirgin Cho artışı
• Azalmış Cr: tm progresyonu-malign transformasyon
• NAA’da azalma
• Artmış mobil lipidler
– Yetersiz kan desteği- tm hücrelerinde hipoksik stress
– Nekroz öncesi malign transformasyonun erken göstergesi
• Azalmış mI
Cho/Cr
35y, K
rCBV 2,2-3,8
Cho
Laktat-lipid
Laktat-lipid
TE: 30
grade 3
Anaplastik
astrositom
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
9
26.04.2014
58y K
Tümör santrali
rCBV; 3,45-8,73
Peritümöral
rCBV;1,9-3,6
rCBF
Grade 3
Anaplastik
oligoastrositom
Grade 3
Anaplastik
oligoastrositom
73 y, K
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
10
26.04.2014
grade 3
Anaplastik oligoastrositom
Grade 3-4 glioma dönüşüm: MRS
• Nekroz gelişimi
– Dönüşümde Cho/Cr ve Cho/NAA 
Tümöral rCBV; 2,79-9,46
Peritümöral rCBV; 1,31-1,81
• Kötü prognoz:
– Cho/NAA 2’den yüksek olması
– Laktat-lipid yükselmesi
rCBF
• Glioma progresyon: mI ve Cr’de azalma
– En düşük mI: GBM
GBM
Laktat-lipid
Grade 4 glioma (GBM)
Laktat-lipid
•
•
•
•
düşük mI
düşük Cho,mI
Kontrolsüz hücre proliferasyonu, diffuz infiltrasyon
Mikrovaskuler proliferasyon
Peritümöral infiltrasyon
Artmış tm volümüne bağlı sınırlı kan desteği
– Hipoksik stress
• Anaerobik glikolizis-angiogenezis
• Apopitozis-nekroz
• Santral yerleşimli nekroz: hipersellüler zon ile çevrelenmesi
– Grade 3-4 ayrımı
66 y, E
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
11
26.04.2014
GBM
63 y, E
rCBV;3,59-6,04
GBM
rCBV (3,13-5,6)
Laktat-lipid
düşük Cho, mI
GBM
Peritümöral infiltrasyon (MRS)
• Peritümöral Cho/Cr: 1.35 üzeri
• Yüksek grade tm
– Cho/Cr: 1.83 ± 0.83
– Cho/NAA: 1.92 ± 0.70
• Düşük grade tm
– Cho/Cr: 1.30 ± 0.46
– Cho/NAA: 1.21 ± 0.48
Server et al. EJR;80 (2011) 462–470
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
12
26.04.2014
GBM
GBM Peritümöral rCBV (1,76-4,12)
Grade 3
Anaplastik
oligoastrositom
GBM-metastaz ayrımı: MRP
GBM Peritümöral rCBV (1,76-4,12)
• GBM-metastaz rCBV değerleri yaklaşık aynı
– Çok yüksek rCBV
• GBM: peritümoral artmış rCBV
– Tümör infiltrasyonu ve neoanjiogenezis
– Beyaz cevher traktları boyunca yayılım
– Tümör hücrelerinin dilate vasküler yapıları infiltre etmesi
• Metastaz: peritümöral invazyon yok (düşük rCBV)
–
–
–
–
kapiller permeabilite değişikliklerine bağlı vazojenik ödem
Mikrosirkülasyonun komprese edilmesi
Neogenezis yok
peritümöral kan akımında azalma
Lee et al. Clinical Radiology 68 (2013); 689-697
Calli et al. EJR 58 (2006) 394–403
Tsolaki et al. Int J CARS (2013) 8:751–761
Metastaz (MRS)
• Primer tümör: peritümöral infiltrasyon
– Peritümöral ödem alanında
– Peritümöral infiltrasyon Cho/NAA >1.1
– Peritümöral infiltrasyon Cho/Cr > 1,24
• Metastaz
– Sınırlı
– peritümöral infiltrasyon izlenmez
Acta Radiol 2010 Apr;51(3):316-25
Clin Radiol 2013 Aug 19. pii: S0009-9260(13)00351-6
rCBV: 4,38-8,67
67 y ,K
Akc CA metastazı
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
13
26.04.2014
Adenokarsinom
Metastazı
rCBV
rCBV: 8, 69- 14,1
Peritümöral ödem alanı
rCBV; 0,36-0,53
Peritümöral
rCBV; 0,31-0,49
rCBV; 3,28-3,87
Adenokarsinom
Metastazı
Adenokarsinom
Metastazı
Lenfoma
• Neovaskülarizasyon yok
• Yüksek sellülarite-KBB’de bozulma
– Vasküler endotelyal growth faktör ekspresyonu (prognoz)
• Monofokal-multifokal
(kelebek görünümü)
– Frontal lob, basal ganglion, korpus kallozum, talamus
•
•
•
•
Hafif artmış permeabilite
Düşük ADC
MRS; laktat-lipid
Düşük rCBV
69 y, K
– rCBV<2.3 (ort: 1.16-1.68)
Romano A et al. Radiol med (2012) 117:445–460
Toh CH et al. AJNR Am J Neuroradiol (2013) 34:1145–49
Calli et al. EJR 58 (2006) 394–403
Lee et al. EJR; 76 (2010) 48–51
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
14
26.04.2014
TE:135
rCBF
rCBV:0,66-0,98
rCBV
rCBF
rCBV
TE:30
lenfoma
lenfoma
64 y, E
64 y, E
lenfoma
rCBV : 0,63-1,19
rCBF
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
15
26.04.2014
Lenfoma
rCBV : 5,09-8,85
Özetle !!!!
• yüksek (grade 3-4)
–
–
–
–
• Biopsi;
– Yüksek rCBV ve metabolit haritalama
• (Cho, Cho/Cr, Cho/NAA)
yüksek Cho, düşük Cr ve mI
yüksek rCBV ve permeabilite
Peritümöral infiltrasyon
Yüksek Cho ve rCBV
• Metastaz
• Düşük grade
– NAA hafif , Cho hafif , yüksek mI,
– düşük rCBV
– permeabilite artışı yok veya hafif yükselme
– Oligodendroglioma: yüksek rCBV
Prof Dr Alpay ALKAN
Prof Dr Hüseyin ÖZDEMİR
Doç Dr Ayşe ARALAŞMAK
Menengiom
– Peritümöral infiltrasyon yok (düşük rCBV ve Cho)
– Tümöral yüksek rCBV
– Lenfoma
– Düşük ADC
– düşük rCBV
– Hafif yükselmiş permeabilite
TEŞEKKÜRLER
Bu sunumda kullanılan materyallerin tüm hakları saklıdır, sahibinin izni olmadan kullanılamaz, çoğaltılamaz ve dağıtılamaz.
16
Download

Beyin tümörlerinde MRS ve perfüzyon MRG