Dr. Barsi PéterSE MR Kutatóközpont

SE Ér- és Szívsebészeti Klinika RadiológiaNemzetközi Egészségügyi Központ

PTE Idegsebészeti Klinika Neuroradiológiai Tanszék

Új MR módszerek

Képalkotó vizsgálatok csecsemı- és gyermekkorbanSE I. Gyermekklinika, 2010. április 22-23

A NEURORADIOLÓGIA ÁLTALÁNOS FELADATAI

1. A kóros elváltozás kimutatása2. Az elváltozás természetének lehetséges

tisztázása3. A pontos lokalizáció és kiterjedés

felderítése4. A kóros elváltozás érellátásának

felmérése5. 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 perfúzió5. Az érrendszer non-invazív ábrázolása – UH, CTA,

MRA6. Prognosztikai következtetésekre alkalmas vizsgálatok

– akut stroke, posztoperatív vizsgálatok, protokollok7. Terápiás beavatkozások – intervenciós

neuroradiológia

MÓDSZERTANI ALAPKÉRDÉSEK

1. Diagnosztikus algoritmusok1. Legkisebb biológiai és financiális áron

elérni a legnagyobb diagnosztikus (és terápiás) hasznot

2. Bizonyítékon alapuló orvoslás

2. Vizsgálati protokollok:1. Megfelelı ábrázolás2. Utánkövetés

AZ MR VIZSGÁLAT ELİNYEI ÉS HÁTRÁNYAI

Elınyök1. Egészségre ártalmatlan

(terhesség, kontrák!)2. KIR közvetlen ábrázolása3. Nincs csontos mőtermék4. Hosszú gerincszakasz5. Tetszıleges képsík6. Anatómiai képek7. Nagy felbontás8. Szenzitivitás 9. DDG kapacitás

MÁGNESES REZONANCIA (MR)

Elınyök10. Érrendszer11. Áramlásmérés12. Kémiai összetétel13. Funkció14. FÁ pályarendszerek

MÁGNESES REZONANCIA (MR)

Hátrányok1. 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 hiánya6. Az érrendszerben áramlás, nem anatómia7. A mész és tömör csont rosszul ábrázolható

MÁGNESES REZONANCIA (MR)

Az emberi test nagy erejő homogén mágneses térbe kerül.

AZ ALAP MR KÉPEK

A. T1 – anatómia, kontrasztanyagB. T2 – víztartalom, érzékenységC. FLAIR – érzékenység,

liquor-közeli terekD. GRE T2 - hemosziderin

A B C

D

KIEGÉSZÍT İ MR MÓDSZEREK

1. Kontrasztanyag2. MR angiográfia3. Zsírelnyomásos szekvencia

1. KONTRASZTANYAG

Sturge-Weber szindróma

Bronchus carcinoma metastasisok

Glioblastoma

2. MR ANGIOGRÁFIA

Bal a. cerebri mediaoszlás aneurysma

axiális T2 és 3D-TOF MRA képei

2. MR ANGIOGRÁFIA

Aortaív és carotis bifurcatio kontraszt-anyag bólus követéses MRA képei

3. ZSÍRSZUPPRESSZIÓ

Corpus callosum lipomaszagittális T1 és zsírszuppressziós képeken

„ÚJ” MR MÓDSZEREK

1. Nagy felbontás, 3D rekonstrukciók (felszín, képfúzió volumetria)

2. Diffúziós és diffúziós tenzorképalkotás

3. Perfúziós vizsgálat 4. Funkcionális MR5. MR spektroszkópia

1. 3D felszín, képfúzió, volumetria, nagy felbontás

VOLUMETRIA, SZUBTRAKCIÓVOLUMETRIA, 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 láthatóvátehetı.

MIT ÁBRÁZOL A DIFFÚZIÓS MR?

� Az extracellulárisfolyadéktér szabadabb, mint az intracellularis , magasabb diffúziót tesz lehetıvé – a víz két folyadéktér közötti megoszlását –akut stroke.

� Az agyszövet anizotrópiája – FÁ pályákat

� A vízmolekulák idegen szövetbenvaló mozgását.

CHAKERES & SCHMALBROCK:FUNDAMENTALS OF MRI 1992

CHAKERES & SCHMALBROCK:FUNDAMENTALS OF MRI 1992

ÉS MINDEZT MAX.3 PERC ALATT!!!

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.

3-4 ÓRÁS ISCHAEMIÁS STROKE

ADCDW

AKUT ISCHAEMIA

Stadnik et al, RadioGraphics 2003, 23:7e

ADCDW

DWT2 FLAIR

RÉGI BAL FÉLTEKEI ISCHAEMIÁS STROKE, 3 NAPJA ÚJ TÜNETEK

AKUT ÉS KRÓNIKUS ISCHAEMIA

Stadnik et al, RadioGraphics 2003, 23:7e

ADCDW

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-banUltragyors MR képalkotás akut stroke-ban

U-King-Im JM et al, JNNP 2005, 76: 1002-1005

A két protokol mérési idı különbsége: 12,7 perc és 1.9min.!

2. DIFFÚZIÓS TENZOR (DTI), TRAKTOGRÁFIA

M. Jackowski, Yale Dept. RadiologyLegalább 6 irányú gradienst alkalmazunk.

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 withAnatomical MRI for Image-guided Neurosurgery. IF Taloset

al., Harvard Medical School, Boston, MA

Jobb F anaplasticus astrocytoma: Bal: piros nyilak – cortico-spinalis 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 temporalislobectomia elıtt

Taoka T et al, AJNR 2008, 29: 1329-34

Epidermoid és arachnoidealis cysta Stadnik et al, RadioGraphics 2003, 23:7e

3. Idegen szövetek jellegzetességei –térfoglaló folyamatok differenciál

diagnosztikája

DW ADC

ADCDW

NECROTICUS TUMOR ÉS ABSCESSUS

ABSCESSUS

TUMOR Desprechins et al, AJNR 1999, 20:1252-1257

ADCDW

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=0,44ADC=2,4±0,2

LGG fiatal epilepsziás betegnél

Cho/NAA=0,73ADC=1,9±0,1

Rec. malignus tumor 2 éves gyermeknél

Cho/NAA=6,3

ADC=0,5 / 0,72

GBL preoperatív (A), postoperatív (B) kontrasztos T1 képe. A C képen ki-terjedt 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 jellegzetességeiA diffúziós képalkotás jellegzetességei

???

a. Rövid mérési idıvel és feldolgozássalhasznos információt nyújt pl. akut stroke-ban és agyi térfoglaló folyamatokban.

b. Ritkán alkalmazzuk, mert hosszú a mérésiidı.

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

DWI-PWI mismatch a terápia tervezésben –DEFUSE vizsgálat

Albers GW et al, Ann Neurol 2006, 60: 508-517

A DEFUSE azt is igazolja, hogy az iv. thrombolysis idıablaka 6 órára kinyújtható azoknál, akiknél kicsi az elváltozás és van mismatch.

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 multiplexTumefaktív góc

1. Kifejezett KA halmozás (hasonló a FLAIR-hez)

2. Magas Cho, alacsony Cr és NAA

3. Normális vérátáramlás

Cha, AJNR 2006, 27: 475-87

Tályog

1.Győrőszerő KAhalmozás2.ADC = 0,943.Alacsony Cho, Cr és NAA, magasLac és aminosavak4.Perfúzió nemmagasabb, mintellenoldali FÁ

47 éves férfi: SM és akut ischaemia

A perfúziós képalkotás jellegzetességeiA perfúziós képalkotás jellegzetességei

???

a. Csak CT készülékkel végezhetı

b. Csak MR készülékkel végezhetı.

c. Csak különleges és ritka fehérállományibetegségekben nyújt hasznos információt.

d. CT vagy MR készüléken végezhetı, az agyvagy az agyi elváltozás vérátáramlásávalkapcsolatos információ nagyon hasznos pl. akut stroke-ban és agyi térfoglalófolyamatokban.

5. Funkcionális MR

Funkcionális MR: a térerıjelentısége

�Beszéd, memória lateralizációja�Elokvens agyi területek viszonyának

meghatározása az eltávolítandóelváltozáshoz

�Spike-hoz kapcsolt funkcionális MR�Temporalis lebeny epilepszia lateralizációja �Posztoperatív értékelés

Funkcionális MR

Funkcionális MR:Elokvens területek

Felsı sor: Bal HS jobb AMY és parahippocampalis aktivációval. Alsó sor: Jobb HS bal AMY és parahippocampalis aktivációval

(Schacher et al. Neurology 2006)

Funkcionális MR: A TLE lateralizációja

Valószínőleg polymicrogyriának megfelelımegvastagodott cortex és szabálytalan gyrificatio

A kóros területen sokkal kevesebb pályaÁbrázolható.

fMRI occipitalis polustérkép a látómezık határaival

V1

V2dV3d

V1

V2d

A malformatio közel van a magasabbrendő és a mozgásfeldolgozást végzılátómezıkhöz Dr. Kozák LR szívességébıl

6. MR spektroszkópia

A 1H MRS mérıvolumenek a T lebenybenIn: Kantarci K et al. Neurology 2002

Az NAA/Cr alacsonyabb a jobb TL-ben jobb TLE betegeknél In: Kantarci K et al. Neurology 2002

Mérési módszerek

Single voxel Chemical shift imaging

Cho Cr NAA Cho/Cr

A KIMUTATHATÓ ANYAGOK:1. N-ACETIL-ASZPARTÁT: csökkenése neuron pusztulást

mutat2. 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, sejtpusztulás5. MIOINOZITOL: megnı pl. Alzheimerben, hepaticus

encephalopathiában6. LIPIDEK: necrosisra utalhatnak.7. GLUTAMIN, GLUTAMÁT: magasak a legtöbb májbetegben8. AMINOSAVAK: tályogban

4. MR SPEKTROSZKÓPIA

Hypoxiás-ischaemiás encephalopathia(minden más szekvencia normális!)

Normális HIE

6000 2000

Dr. Rudas Gábor szívességébıl

Alacsony malignitásúnak diagnosztizált astrocytomában a SV MRS magasCho és Lac mellett alacsony NAA-t mutatott, a Lac jelenlétét a 3D MRS is

igazolta. A szövettan mitózisokat és érújdonképzıdést talált, ami malignitásrautal. 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

Saindane et al. AJNR 2002; 1378-86

Az akut tumefaktív SM-es gócban (balra) és a kevert típusú malignus gliomában (jobbra) gyakorlatilag megegyezı MRS görbe mérhetı.

Sclerosis multiplex: Akut és gyógyuló plakk

Akut plakk1. NAA csökkenés

2. Cr csökkenés (nagy plakkokban)

3. Cho csökkenés

4. Lac növekedés5. mI növekedés6. Lip növekedés

Hasonló a tumorokhoz!

Gyógyuló plakk1. NAA rendezıdik

vagy alacsony2. Cr gyorsan N

3. Cho hónapok alatt N

4. Lac gyorsanN5. mI lassan N6. Lip hónapok alatt N

� Magas jel a pallidumban és thalamusban

� U-rostok érintettsége� enyhe FÁ oedema

CANAVAN-BETEGSÉG 3 hetes csecsemı

CANAVAN-BETEGSÉG 3 hetes csecsemı

Csecsemı Felnıtt

SZUBAKUT TRAUMA: PROGNÓZIS - MRS

Kedvezıtlen prognózisra utal:

� Lac ↑↑↑↑� Lip ↑↑↑↑� NAA ↓↓↓↓↓↓↓↓� Cr ↓↓↓↓� Cho ↑↑↑↑� Glx ↑↑↑↑

Jobb oldali hippocampalis sclerosis

TE=35 ms SV MRSA kóros jobb oldalon NAA csökkenés és mI növekedés látható.

TE=288 ms SV

Jobb Bal

MR spektroszkópia

� Epileptogén góc� NAA ↓↓↓↓� Lac ↑↑↑↑ (régóta

fennálló rohamoknál ritkán látni)

� Cho ↓↓↓↓ vagy ↑↑↑↑ (az utóbbi gliosis)

Jobb F fókusz parciális status epilepticusban

TLE

A MR spektroszkópia jellegzetességeiA MR spektroszkópia jellegzetességei

???

a. Kis térerın (0,3 Tesla) is könnyen végezhetıvizsgálat.

b. Teljesen automatikus, egyszerőenértékelhetı.

c. Csak 7 Teslás készüléken ad értékelhetıinformációt.

d. Ritkán nyújt 100% biztonsággal diagnózist, de az eredménye haszonnal alkalmazhatópl. a térfoglaló folyamatok differenciáldiagnosztikájában.

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

Muir KW et al, Lancet Neurol 2006

FLAIR day 1

DWI day 7

Egy lehetséges neuroradiológiai alapú algoritmus a 6 órásnál frisebb akut carotis-stroke

kezelésére

Epilepszia

1. Az epileptogén fókusz lateralizációjátsegíti 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

� A gyermekkori központi idegrendszeri betegségek képalkotódiagnosztikájában 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.

Összefoglalás

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!