TÉCNICAS RM AVANZADAS

Transcripción

1 ESTUDIO PREQUIRÚRGICO DE TUMORES DE SNC PEDIÁTRICOS TÉCNICAS RM AVANZADAS Sección de Neurorradiología S.Radiodiagnóstico Inés Pecharromán de las Heras

2 Introducción Masa cerebral Lo primero es determinar si se trata de un tumor o una lesión pseudotumoral. En pacientes pediátricos es importante diseñar el estudio individualmente para evitar tiempo de exploración y anestesia innecesario.

3 Masas cerebrales en edad infantil Tumores del SNC son la causa más frecuente de neoplasia sólida en niños, y una causa significativa de muerte en edad pediátrica. La mayoría de tumores del SNC son primarios (al contrario que en adultos). Existe amplia variedad histológica. Fosa posterior es la localización más frecuente ente 1 y 11 años. Compartimento supratentorial en niños menores de 1 año y mayores de 12 años.

4 Introducción Ventajas de RM convencional Resolución espacial y tisular, y de contraste IV Sensibilidad para caracterizar tumores Especialmente en edad pediátrica: No produce radiación ionizante

5 Introducción Limitaciones de RM convencional Carece de especificidad, precisión Medida bi-dimensional Para medir? ipt2 incluye edema, ipt1-civ Gliomas tienen bordes mal delimitados (dificulta reproducibilidad de mediciones) Y se extienden a tejido circundante sin representación morfológica en imagen No para diferenciar progresión o recurrencia tumoral de respuesta a tratamiento. DDf entre radionecrosis y necrosis tumoral con progresión Efecto de corticosteroides y antiangiogénicos influye en patrón de captación aun sin cambios en tamaño o grado tumoral (además influenciado por alteración o no de BHE) Edema citotóxico vs vasogénico Tiempo transcurrido desde inicio de respuesta a tto y disminución de tamaño tumoral puede ser elevado y retrasar toma de decisiones terapéuticas Para superarlas

6 Introducción Las modalidades avanzadas de RM: 1. información referida a parámetros funcionales como celularidad, hemodinámica o metabolismo (secuencias convencionales no aportan). 2. han mejorado significativamente la comprensión de la fisiopatología de tumores cerebrales 3. proporcionan información complementaria para planificar tratamiento. 4. deben ser complementarias a la RM convencional.

7 Técnicas RM Avanzadas 1. Difusión (ipd) con RM a. Difusión anisotrópica y CDA. b. Imagen de tensor de difusión y tractografía. 2. Perfusión (ipp) con RM 3. Espectroscopia (ERM) con RM 4. Funcional

8 Introducción Aspectos clave Técnicas no invasivas Útiles en la discriminación entre tumor y lesión pseudotumoral en el manejo, sobre todo, de lesiones sólidas. Frente a la imagen diagnóstica clásica: basada en el análisis cualitativo. Permiten la cuantificación de parámetros: coeficiente de difusión aparente (CDA), volumen y flujo sanguíneo cerebral, relación NAA/Cr (entre otros), Necesario que proceso de adquisición y cuantificación sea fácil y rápido, esto último especialmente en estudios pediátricos con anestesia.

9 1.- Difusión en RM. Información sobre la difusión (movilidad) de moléculas de agua, a partir de valor cuantitativo llamado coeficiente de difusión aparente (CDA). Relacionada con la celularidad: la difusión de agua es inversamente proporcional a la densidad o número de células. (A mayor densidad de estructuras impidiendo la movilidad de agua, mayor restricción de la difusión). A mayor difusión, menor celularidad, menor grado tumoral. Y viceversa.

10 Difusión en RM (ipd). Aplicaciones DDf masas con captación en anillo: absceso bacteriano (dif restringida) tumor necrótico (dif no restringida). también entre absceso y hematoma. DDf quistes aracnoideo (no restringe) y epidermoide (difusión restringida). Grado tumoral: los valores de CDA son inversamente proporcionales al mismo. No obstante existe solapamiento entre tipos tumorales.

11 Glioma de bajo grado Mapa CDA de paciente con glioma de bajo grado. La hiperintensidad es signo de difusión no restringida. Cancer Biology & Therapy (2009) Vol. 8:20, K. E.Warren

12 Difusión en RM (ipd). Particularidades Los valores de CDA pretratamiento en pacientes con astrocitomas malignos supratentoriales pueden tener valor pronóstico. La baja señal en CDA es característica de tumores embrionarios de alto grado (como el meduloblastoma). Respuesta a tratamiento: elevación progresiva del CDA. Recurrencia tumoral: menor CDA que en radionecrosis.

13 Absceso cerebral PNET-TTR hemático CIV

14 DTI y Tractografía. Imagen de tensor de difusión (DTI en inglés) y tractografía de fibras: traducen la difusión anisotrópica de moléculas de agua en la dirección longitudinal de los axones (distintas orientaciones), restringida en el eje perpendicular. Son representaciones 3D de la difusión. Permiten localizar, in vivo, tractos de axones. Utilidad: tumores supratentoriales con localización profunda o lesiones en tronco encefálico.

15 DTI y Tractografía. Supone un tiempo de exploración adicional de 5-10 minutos. Aplicaciones (1) Mapeo prequirúrgico de relación anatómica del tumor con áreas funcionales del cerebro. Permite valorar integridad, desplazamiento y localización de axones principales. Ayudar a decidir la indicación quirúrgica y su planificación. Junto con una imagen anatómica 3D, esta información se envía a neuronavegadores en quirófano. (Facilita que el neurocirujano pueda preservar con mayor precisión el parénquima sano adyacente al tumor, maximizando su resección quirúrgica).

16 RM BASADA EN EL TENSOR DE DIFUSION (DTI)

17 RM BASADA EN EL TENSOR DE DIFUSION (DTI) Haz corticoespinal. Fascículo longitudinal medial (importante en el lenguaje). Radiaciones ópticas. Evitar daño quirúrgico en el campo visual. Tracto piramidal: definirlo en centros semiovales durante la cirugía.

18 DTI y Tractografía. Aplicaciones (2) En casos de discordancia clínico-radiológica. Existen tumores de protuberancia expansivos con señal heterogénea y aparente carácter infiltrativo en imagen, sin datos clínicos de alteración de vías motoras ni sensitivas. Otros casos de tumores exofíticos, que sí tienen signos clínicos de patrón infiltrativo. Los gliomas de protuberancia en niños son difíciles de tratar, por su carácter infiltrativo difuso, y tienen baja supervivencia. Hay casos atípicos no infiltrantes, en los que se demuestra preservación de tractos. Estos casos deben ser identificados para dar la posibilidad de tratamiento neuroquirúrgico y aumentar la superviviencia. Esta técnica permite identificar estos casos y planificar la cirugía (para preservar vías neuronales principales y evitar déficits por yatrogenia). Surgical Neurology (2007) 67: H. Kashimura

19 Tractografía postquirúrgica. Tumor de tronco encefálico. IpT2 prequirúrgica: haces motores y sensitivos desplazados (infiltrados). Tractografía postquirúrgica: cavidad residual con integridad de fibras desplazadas. Neurosurg Pediatrics (2008) 1: K. J. Helton

20 DTI y Tractografía. Limitaciones: Postproceso es operador dependiente. Infraestima, a veces, los haces axonales por reconstrucción incompleta de los mismos. Edema disminuye anisotropía y el análisis es más complejo. El cruce de fibras no puede ser resuelto con las técnicas actuales y da lugar a falsas disminuciones de anisotropía. La más importante: no está completamente validada.

21 Neuroanatomía Color maps of motor and sensory ROIs. Left: A color map used to demonstrate the direction of fiber tracts. Note the anterior position of the motor and posterior position of the sensory ROIs in the posterior limb of the internal capsule (circles). Right: Precise locations of white matter tracts were identified using Talairach s atlas. Fractional anisotropy, ADC, and eigenvector maps were calculated. Reprinted by permission of Talairach J, Tournoux P: Co-Planar Stereotaxic Atlas of the Human Brain. New York: Thieme Publishers, Neurosurg Pediatrics (2008) 1: K. J. Helton

22 2.- Perfusión en RM. Técnica para medir MICROvascularización Con medios de contraste paramagnéticos midiendo cambios de señal Sin medios de contraste a- realce dinámico b- susceptibilidad dinámica a- arterial spin labelling (marcado de espines arteriales) b- dependientes del nivel de oxigenación sanguínea.

23 Perfusión en RM. En el estudio de neoplasias cerebrales el parámetro más empleado es el volumen sanguíneo cerebral - CBV. (Definido como el volumen de sangre en un área de tejido, expresado en ml/100 g). Se evalúa de forma relativa: en relación a sustancia gris o blanca sana (rcbv). Tanto el rcbv como CBF (flujo sanguíneo cerebral) y MMT (tiempo medio de tránsito) se correlacionan con angiogénesis, índice mitótico, grado tumoral, y respuesta a terapia antiangiogénica. Pero no hay estudios concluyentes en población pediátrica sobre la relación entre flujo (rcbf) y grado tumoral: rcbv. Cancer Biology & Therapy (2009) Vol. 8:20, K. E.Warren

24 Perfusión en RM. Técnica: como en adultos. administración rápida de bolo de contraste intravenoso con alto flujo adquisición rápida de imágenes Dificultades técnicas: en recién nacidos y niños pequeños no siempre es posible obtener una vía venosa que permita la infusión de contraste con alto flujo. Al menos conseguir una con el calibre necesario. En niños se evita la doble dosis de contraste. Disminuir administración de fármaco Evitar artefacto: los vasos leptomeníngeos normales contrastados simulando captación meníngea y falsa impresión de diseminación tumoral.

25 Perfusión en RM. Aplicaciones: 1. Evaluar grado tumoral. 2. Dirigir biopsia. 3. Evaluar respuesta al tratamiento. 1. Progresión. 2. Radionecrosis vs tumor residual-recidivado necrótico.

26 Perfusión en RM. Aplicaciones (1) Evaluación prequirúrgica de grado tumoral. El rcbv es mayor a mayor grado tumoral. Función directa de neovascularización, independientemente de la integridad de BHE, a diferencia de RM convencional en la que el realce con contraste depende de la misma. La BHE se puede alterar por destrucción de capilares o por neovasos anómalos. Por este motivo: tumores de bajo grado pueden captar contraste intensamente (astrocitoma pilocítico) y tumores de alto grado poco (meduloblastomas). Dirigir biopsia estereotáctica a zonas de tumor con mayor grado (mayor rcbv) para reducir número de falsos negativos.

27 Perfusión en RM. Aplicaciones (2) Identificar progresión de la enfermedad vs respuesta a tratamiento o enfermedad estable: elevación o disminución de rcbv respectivamente. Diagnóstico diferencial durante el seguimiento: en zonas de radionecrosis hay bajo rcbv por isquemia y daño vascular con hipoperfusión, a diferencia de tumor residual/recurrente.

28 Progresión y necrosis por radioterapia IpT1 pre y post CIV, ipp.- Paciente 1 con glioma pontino difuso. Perfusión aumentada (rojo), que representa zonas de tumor activo. Paciente 2: zona residual hemorrágica por radionecrosis. Cancer Biology & Therapy (2009) Vol. 8:20, K. E.Warren

29 Perfusión en RM. Particularidades Gliomas de bajo grado: bajo rcbv respecto a gliomas de alto grado Excepción: Astrocitoma pilocítico juvenil. A pesar de ser de bajo grado tienen rcbv elevado y realza de forma intensa en RM convencional. Meduloblastoma puede no realzar de forma intensa en RM convencional pero tener perfusión elevada con aumento de rcbv. Cancer Biology & Therapy (2009) Vol. 8:20, K. E.Warren

30 Astrocitoma anaplásico La pérdida de señal en ipt2* es proporcional a la concentración de medio de contraste. Cortesía de J. Álvarez-Linera Hospital Ruber Intnal.

31 Perfusión en RM. Avances: Nuevos medios de contraste de distribución intravascular, no influenciados por la permeabilidad de la BHE. Incorporación de técnicas de marcado de protones mediante pulsos de radiofrecuencia (ASL o Arterial Spin Labelling) o dependientes de oxigenación, que no necesitan administración de medio de contraste I.V., ya que utilizan la propia sangre circulante. Ventajas: es posible utilizarla en niños y en pacientes con insuficiencia renal. no produce artefactos de recirculación de contraste o de rotura de BHE permite una estimación más exacta de la perfusión tumoral. más útil en patología no tumoral.

32 3.- Espectroscopia en RM. Fundamentos (1) Medición in vivo de la concentración de metabolitos, normales y de significado patológico, en un tejido. Basada en las distintas frecuencias de resonancia de moléculas del tejido nervioso. Permite representar gráficamente la concentración de metabolitos en un espectro (gráfico) en forma de picos, con localización característica en la línea base (eje x). El área bajo la curva del espectro representa la concentración de dicho metabolito. La ERM de protón (ERM H 1 ) puede realizarse con técnica: Vóxel único: es rápida y fácilmente evaluable, más utilizada. Produce los espectros más robustos y con mejor resolución de picos que la técnica multivóxel. Multivóxel: permite además evaluar VOI (volúmenes de interés) más pequeños y una mejor evaluación de tumores heterogéneos (sólido-necróticos), y evita errores de muestra (biopsia).

33 Espectroscopia en RM. NAA Marcador neuronal sano Disminuye: tumor glial, hipoxia, ictus Choline Marcador de membrana y mielina Aumento celularidad (proliferación) y recambio de membrana Creatine Metabolismo cerebral normal Tumor, hipoxia, necrosis, traumatismo mins Marcador glial. Lactate Ausente en cerebro normal Metabolismo anaerobio e hipoxia Lipids Necrosis y rotura celular Cancer Biology & Therapy (2009) Vol. 8:20, K. E.Warren

34 Lesión pseudotumoral ERM v.u. Cortesía de J. Álvarez-Linera Hospital Ruber Intnal.

35 Absceso Espectro inespecífico: esta lesión con captación en anillo fino y homogéneo puede ser igual que tumor necrótico Am J Neuroradiol (2010) 31: D. Pal

36 Espectroscopia en RM. Fundamentos (2) y Particularidades Valoramos cambios relativos en forma de relación entre concentración de metabolitos. Cho/Cr. Gliomas de bajo grado pueden presentar una relación normal, presumiblemente debido a un aumento en el pico de Cr. NAA/Cr. La creatina (Cr) puede disminuir o aumentar en tumores cerebrales por alteración del metabolismo normal. No obstante su concentración es muy estable. Cho/NAA. De forma excepcional es normal en gliomas, incluso de bajo grado. NAA: Disminuye en tumores de estirpe glial, aunque es marcador neuronal. La detección de picos disminuidos en estos tumores puede ser por volumen parcial con tejido sano o por infiltración de tejido circundante. Peculiaridades en edad pediátrica: La disminución de NAA en tumores pediátricos puede ser debido a oligodendroglia inmadura.

37 Displasia cortical: Relación Cho/NAA similar al parénquima normal. Escaso aumento de Cho,relativa, y conservación del pico de NAA. Cortesía de J. Álvarez-Linera Hospital Ruber Intnal.

38 Espectroscopia en RM. Aplicaciones Evaluar grado tumoral. Dirigir biopsia. Evaluar respuesta al tratamiento. Determinar invasión de tejido peritumoral.

39 Espectroscopia en RM. Aplicaciones (1) Grado tumoral.- Elevación de Colina: debida a aumento del recambio celular (indicador de mitosis y proliferación celular). Alto grado: mayor ratio Cho/Cr y menor NAA/Cr. elevación de Lactato + Lípidos: anaerobiosis y necrosis. En todos los tipos tumorales: elevación de ratio Cho/ NAA y Cho/ Cr, excepto en los gliomas de alto grado con necrosis, en los que incluso disminuye. No obstante: no se ha demostrado una exacta correlación entre grado tumoral y concentración de Cho. Taurina: concentraciones elevadas en meduloblastoma, significativamente mayores que en otros tumores. Indicativa de aumento de proliferación y desdiferenciación celular. No se encuentra en astrocitoma cerebeloso.

40 Espectroscopia en RM. Grado tumoral.- mins: evaluado en ERM v.u. de TE corto, es más discriminativo puesto que aumenta en astrocitomas de bajo grado, incluso aunque no esté alterado significativamente el ratio Cho/ Cr. Majós y col proponen como criterio evaluar los siguientes ratios: mins/ NAA > 0 90 en TE corto 30 ms (S y E 0 88) Cho/ NAA > 1 90 en TE largo 136 ms (S 0 83, E 0 88) Am J Neuroradiol (2009) 30: C. Majós

41 ipdifusión ERM RM convencional Meduloblastoma Restricción significativa Taurina (+) Lípidos (+) Gd + Línea media Homogéneo PNET Taurina (+) Lípidos (+) Astrocitoma pilocítico Restricción sólo de nódulo sólido Taurina (-) Lactato (+) Gd ++ Localización lateral Meningioma Restricción, variable. Alanina Gd +/ ++ Tumor teratoide rabdoide atípico Restricción significativa Lípidos (+) Localización lateral (APC) Menor edad Heterogéneo Componente quístico Restricción (-) Cho y NAA disminuidas Lip/Lac (-)

42 Grado tumoral: oligodendroglioma II vs III Cortesía de J. Álvarez-Linera Hospital Ruber Intnal.

43 Espectroscopia en RM. Aplicaciones (2) Dirigir biopsia.- ERM m.v. ayuda a determinar regiones de alto grado, en tumores heterogéneos (sólido-necróticos, con áreas hemorrágicas o calcificación focal). Invasión de tejido peritumoral.- Más allá del edema en ipt2 y de área de captación en ipt1. Respuesta al tratamiento.- Diferencia necrosis de recurrencia. Radionecrosis.- Ausencia de todo tipo de metabolitos.

44 Respuesta a radioterapia: Glioma Cortesía de J. Álvarez-Linera Hospital Ruber Intnal.

45 Astrocitoma pilocítico con radionecrosis Cortesía de J. Álvarez-Linera Hospital Ruber Intnal.

46 4.- Imanes 3T Aunque se puede obtener valor b alto ( ) en imanes de 1 5 T, en los de 3T se obtiene mayor relación señal/ruido. Mejora la eficacia de la ipd porque obtiene más contraste en mapa CDA (lesiones con reducción moderada de la difusión -muchos gliomasel CDA es similar a la SB normal). Aumenta la escasa relación señal/ruido (RSR). Disminuye tiempo de exploración (importante en pacientes anestesiados, con situación clínica crítica, etc). Aumenta la capacidad de resolución de picos en ERM. Permite analizar metabolitos como taurina, glutamato o GABA, imperceptibles en equipos de 1 5 T.

47 Conclusiones (1) Aplicaciones 1. Evaluar grado tumoral. 2. Determinar invasión de tejido peritumoral. 3. Dirigir biopsia a zona de más alto grado. 4. Permitir una intervención quirúrgica lo más funcional y conservadora, o menos lesiva, posible. 5. Evaluar respuesta al tratamiento.

48 Conclusiones (2) La ERM y la ipp mejoran la precisión diagnóstica y el nivel de confianza para diferenciar tumores gliales y lesiones pseudotumorales. La Tractografía y DTI: avance en la indicación quirúrgica de tumores supratentoriales profundos y lesiones de tronco. La perfusión valora la vascularización tumoral mejor que RM convencional. Aunque es inespecífica para diferenciar distintos tipos histológicos tumorales. Son técnicas no invasivas y complementarias entre sí. La asociación con otras secuencias de RM mejora la especificidad y aumenta la eficacia global diagnóstica. Mejora de la supervivencia. Disminución de efectos secundarios neurotóxicos.

49 Técnicas complementarias: ganglioglioma. Cortesía de J. Álvarez-Linera Hospital Ruber Intnal.

50 Gracias!

51 Bibliografía 1.- Pediatr Radiol (2010) 40: A. Rossi. 2.- Am J Neuroradiol (2009) 30: C. Majós. 3.- Am J Neuroradiol (2010) 31: D. Pal. 4.- Radiología (2010) 52 (Supplement): J. Álvarez-Linera. 5.- Neuroradiología Diagnóstica (1996). Anne G. Osborn. Ed. Mosby. 6.- Magn Reson Med Sci (2009) Vol. 8:4, K. Yamada. 7.- Cancer Biology & Therapy (2009) Vol. 8:20, K. E.Warren. 8.- Neurosurg Pediatrics (2008) 1: K. J. Helton. 9.- Surgical Neurology (2007) 67: H. Kashimura Radiología (2011) 53 (2): M. I. Martínez León AJNR Am J Neuroradiol (1997) 18: A. Aria Tzika.