Espectroscopía rm 2013
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Bases de Espectroscopía
Dr. Orlando Morales BallesterosResidente de Imagenología diagnóstica y terapéutica
Espectroscopía Espectroscopia por resonancia
magnético… Química Análisis In Vivo de procesos
metabólicos Protón▪ Frecuencia de precesión… ▪ B= Bext + Blocal…
Espectroscopía
Desplazamiento químico; ppm… Radical A v.s. radical de
referencia (3-trimetilsilil[2,2,3,3-2H]propionato sódico (TSP)
0 ppm
Metabolitos detectables en el cerebro normalMetabolito Abreviat
uraLocalización (ppm)
Multiplicidad
Lactato Lact 1,35 Doblete
Alanina Ala 1,47 Doblete
Acetato Ac 1,97 Singlete
N-acetil aspartato
NAA 2,02 Singlete
Glutamato Glx 2,10 Multiplete
Glutamina Glx 2,14 Multiplete
Glutamato Glx 2,35 Triplete
Succinato Succ 2,42 Singlete
Glutamina Glx 2,46 Triplete
N-acetil aspartato
NAA 2,50 Doblete de dobletes
Creatina Cr 3,03 Singlete
Metabolito Abreviatura
Localización (ppm)
Multiplicidad
Colina Cho 3,20 Singlete
Scyllo-inositol sI 3,35 Singlete
Taurina Tau 3,43 Triplete
Colina Cho 3,52 Triplete
Myo-inositol mI 3,55 Doblete de dobletes
Glicina Gly 3,56 Singlete
Glutamato Glx 3,77 Triplete
Glutamina Glx 3,78 Triplete
Alanina Ala 3,79 Cuadriplete
Creatina Cr 3,93 Singlete
Técnica
PRESS (Point Resolved Spectroscopy)
TE: 18-45 ms (corto) 120-288 ms (largo)
Selección del área a estudiar Homogenizar campo magnético
(gradientes)… Cambios en FP solo dependientes de la constante de apantallamiento
TécnicaSupresión de la señal del agua
Agua… concentración 10,000 a 100,000 veces mayor que el resto
Tiempo de Eco (TE)
Optimizar la adquisición del espectro Apariencia del espectro Información obtenida
TE: 18-45 ms (corto) 120-288 ms (largo)
Tiempo de Eco (TE)
TE Largo; número reducido de metabolitos con menor distorsión de la línea base 136ms; Alanina y lactato invertidos; mejor
diferenciación de lípidos TE de corto; visibles mayor número de
resonancias Lípidos, myo-inositol, glutamina o glutamato
Voxel único vs MultivoxelMultivoxel
Características metabólicas de múltiples voxels pero…▪ Mayor dificultad para obtener registro de calidad
(señal/ruido, homogeneidad del campo, definición de picos)▪ Tiempo de adquisición mayor▪ Menor precisión que secuencias de voxel único;
contaminación de voxels vecinos
Voxel único vs MultivoxelVoxel único
Región a estudiar definida (Tumores)Multivoxel
Valorar diferentes regiones El área no está claramente definida
(seguimiento de tumores post-Tx, Biopsia estereotáctica)
Metabolitos
Lípidos (0,9 y 1.3 ppm) Lip Resonancias anchas debidas a los
grupos metil y metileno de los ácidos grasos
Señales menores entre 2-2,5 y 5-6 ppm
Necrosis; criterio de malignidad mas su aparecen en TE largo
Lactato (1,35 ppm) Lact
Metabolismo aerobio-anaerobio de la región
NO en parénquima normal Lesiones altamente celulares;
sobrepasan aporte vascular Lesiones quísticas o necróticas; dificultad
para el lavado del lactato Grado tumoral alto*
Alanina (1,47 ppm) Ala
Aminoácido no esencial Meningiomas
N-Acetil Aspartato (2,02 ppm) NAA Resonancia mas intensa en parénquima sano Marcador neuronal Disminución en pérdida de neuronas o axones
(demencia, placas antiguas de EM, isquemia, esclerosis mesial, tumores – origen extraaxial-)
N-Acetil Aspartato (2,02 ppm) NAA
Segunda resonancia a 2,50 ppm Especificidad… cierto componente
de Glx en el espectro Tomar en cuenta la presencia de
resonancia a 2,02 ppm, no confundir con presencia de NAA (proliferación glial)
Glutamina y glutamato(2,1-2,4 ppm) Glx
Señal secundaría 3,6-3,8 ppm Mejor valoración con TE cortoDifícil separación en campo de 1,5 T Relacionados con componente neuronal
y glialGlutamina, mayor correlación con
procesos patológico (meningiomas)
Creatina y fosfocreatina(3,03 ppm) Cr
Segunda resonancia 3,90 ppm Relación con capacidad energética
cerebral Resonancia con menor variabilidad en
cerebro (Referencia interna) Normalizando valores (NAA/Cr, Cho/Cr)
Baja en tumores cerebrales Bajo nivel energético o secundarios…
Derivados de la colina(3,20 ppm) Cho
Diferentes metabolitos; colina libre, fosforilcolina, glicerofosforilcolina y fosfatidilcolina
Metabolismo de recambio celular; hipercelularidad Metabolitos; Productos de degradación de
destrucción de la mielina Varía en procesos locales y sistémicos
Hepatico… Potencial de prolifereción tumoral (gliomas)
Myo-inositol (3,55 ppm) mI Azucar forma parte de lípidos, fosfatidilinositol y de
un grupo de mensajeros (inositol polifosfatos) Marcador de astrocitos
Aumentado en astrocitomas de bajo grado Disminuido o ausente en tumores no gliales Característico de los hemangiopericitomas V.S.
Meningiomas Alto: Alzheimer, Down, Gliosis, Leucoencefalopatía
multifocal progresiva. Bajo: Encefalopatía hepática
Glicina (3,56 ppm) Gly
Sobrepuesta al mI; aumentado en glioblastomas multiformes…
Tumores gliales, Meningiomas, Mets, PNET
Tumores cerebrales
Tumores cerebrales
Manejo óptimo; Dx lo mas exacto posible IRM, exactitud Dx 30-90% dep. tipo del
tumor Anatomía patológica “Gold Standard”
Biopsias, Mortalidad 1.7%; 8% inflamación o abscesos
ERM correlación con AP
Correlación
Limitaciones Tumores muy heterogéneos Diferente grado tumoral en la misma
lesión Muestra puede no ser representativa
del tumor (no liminación de ERM)▪ Lo mismo puede ocurrir con el voxel (V.
único) Discrepancia entre patólogos…
Parénquima normal VS Tumor Tumores: NAA (2,02) bajo, Cr (3,03) bajo,
Cho (3,20) alto, Gly/mI* (3,55-3,56) alto, presensia de lactato (1,35), Glx (2,1-2,4) alto
Falsos positivos Gliosis reactiva severa Lesiones isquémicas de mas de 1 semana Pseudotumores en EM
Falso positivo
Tumores Gliales
Tumores gliales
Astrocitomas: NAA bajo, moderada reducción de Cr Elevación de Cho
Diversos parámetros para distinguir grado tumoral Niveles de colina Lactato Lípidos myo-Inositol
Grado tumoral
Niveles de colina
Múltiples trabajos; correlación directa entre Cho y grado tumoral en tumores gliales
No demostrado siempre un incremento lineal.
Cho mayor en astrocitoma anaplásico que en bajo grado Niveles de Cho en glioblastoma menores que
en AA*
Lactato
Indicador de alto grado tumoral Aumento de actividad metabólica
con desplazamiento a vía anaerobia Depósito de lactato
Capacidad de lavado… Acumulación en áreas quísticas
Lípidos
Áreas de necrosisTumores de alto grado GBM
Con lípidos Sin lípidos
Menor medida AA
myo-Inositol y glicina
Desceso del mI con el grado tumoral Aumento de glicina en el GBM* Significativa sobreposición entre
grados tumorales
TE corto
TE largo
Meningiomas
Meningiomas
Hallazgos característicos NAA Cho Cr Lac – Ala Glx
NAA y productos N-acetilados En teoría no deberían contener NAA Frecuente resonancia a 2,02 ppm
Contaminación por posicionamiento del voxel Otros compuestos N-Acetilados, diferentes al
NAAMarcada reducción del pico de NAA
en meningiomas
Colina y creatina-fosfocreatina
Cho marcadamente aumentada
Marcada reducción de Cr Confirmado “in vitro”
Lactato y alanina
Lact y ala; pueden estar elevados en algunos meningiomas
Ala elevada; sin explicación pero característico
Glutamina y glutamato
Glx; aumento Glutatión; característico (2,36; 2,9; 3,4;
3,78 ppm) Hallazgo prevalentes y reproducibles;
falta análisis a profundidad
Metástasis
Metástasos
Lesión única?; primario o secundario? Diferenciación dificil, sino imposible sin
histología METS: moderada a marcada reducción de NAA;
Reducción de Cr, Cho elevada Idéntico a algunos astrocitomas
A veces Lip y Lact (GBM) No diferencias significativas en patrones según
origen
METS vs GMB Aumento de Glx en mets Aumento de la relación Lip 1,3/Lip 0,9 Ausencia de Cr NAA muy bajo o ausente* (baja
reproducibilidad)
METS TE: Corto vs TE: Largo
METS vs GBM
Tumor Neuroectodérmico Primitivo (PNET)
PNET
Tumores frecuentes en niños Incremento en Cho; superiores que
astrocitomas y ependimomas Patrones de mI, taurina, Glx
Interpretación incierta
Conclusiones
Tumores en adultos Lip 1,3 superiores en GBM y Mets Ala superiores en meningiomas Cho superiores en AA que Astrocitomas de
bajo grado; Aun mayor en meningiomas Cr inferiores en AA que en ABG; aun
menores en meningiomas
Conclusiones
84% clasificaciones correctas (meningiomas, Astrocitoma de bajo grado, AA, GMB-METS)
PNET; Cho superior al resto; escasa Cr y NAA Ausencia o escasos Lip Ala, inferior a meningiomas pero superior que
astrocitomas de bajo grado, AA y Mets 78% clasificación correcta, 9% no clasificable, 13%
incorrectas
Conclusiones
Meningioma – No meningioma; 94% clasificaciones correctas
Meningiomas atípicos; 83% clasificación correcta
Majós 2005; Espectroscopia por resonancia magnética de protón en el diagnóstico de tumores cerebrales; Universidad de Barcelona