UTILIDAD DEL MAPA ADC EN LA CARACTERIZACIÓN DE TUMORES ENCEFÁLICOS

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1 VOL 68, 2004 S.E. DE LUCA ET AL REV. ARGENT. RADIOL. 2004; 68: 103 Artículo original UTILIDAD DEL MAPA ADC EN LA CARACTERIZACIÓN DE TUMORES ENCEFÁLICOS Dres. Silvina De Luca, Daniela Stoisa, Eduardo Mondello, Julio Vietti, Gabriel Casas, Néstor Florenzano, Eduardo Eyheremendy, Macarena Martínez Boero RESUMEN Propósito. Determinar la utilidad de los valores del Coeficiente Aparente de Difusión (ADC), en el diagnóstico de tumores encefálicos. Material y método. Se realizaron RM convencionales, difusión y ADC a 40 pacientes con masas encefálicas confirmadas histológicamente. Se midieron las intensidades en el ADC del sector sólido tumoral y sustancia blanca normal, obteniéndose los radios correspondientes y se correlacionó en 13 pacientes con los índices de celularidad. Resultados. Diecisiete correspondieron a tumores gliales, presentando menor valor de ADC a mayor grado de malignidad. En 12 pacientes se diagnosticó secundarismo, obteniéndose los valores más bajos de ADC. Esta característica la compartió el quiste epidermoideo. Los hamartomas, neurinomas, oligodendrogliomas y ependimomas demostraron valores intermedios de ADC. Conclusión. El mapa ADC es un complemento de la RM convencional que provee información adicional para el diagnóstico de los tumores encefálicos. Los valores bajos de dicho mapa se correlacionaron con mayor grado de malignidad tumoral. Palabras clave: SNC, neoplasia, RM, Coeficiente Aparente Difusión SUMMARY Purpose. To determine the utility of ADC values for the diagnosis of encephalic tumors. Material and method. Forty patients with encephalic tumors histopathologically confirmed, have been studied by conventional MR, diffusion and ADC maps. The intensities were measured in the solid tumor portion and the normal white matter, ratios were obtained and correlated in 13 patients with their respective cellularity indexes. Results. Seventeen were glial tumors, with lower ADC values in cases of greater malignancy. In 12 patients the diagnosis was secondary lesions in which the lowest ADC values were obtained. This feature was shared by the epidermoid cyst. The hamartomas, neurinoma, oligodendroglioma and ependymoma have shown intermediate ADC values. Conclusion. The ADC map is a complement of conventional MR which provides additional information for the diagnosis of encephalic tumors. Low ADC values correlated with high grade malignant tumors. Key words: CNS, neoplasm, MR, ADC INTRODUCCIÓN El desarrollo de técnicas capaces de demostrar con eficacia los distintos grados tumorales en vivo, es importante para la determinación de un tratamiento más apropiado. La RM por difusión (DWI) ha sido ampliamente utilizada en el estudio no sólo del encéfalo normal sino también de varias enfermedades, incluyendo la patología tumoral. Nuestra hipótesis es que tanto la DWI como los valores del coeficiente aparente de difusión (ADC) pueden proveer información adicional útil en el diagnóstico de tumores cerebrales, especialmente para el análisis de los diferentes grados de los mismos. MATERIAL Y MÉTODOS Se realizaron RM encefálicas con secuencias convencionales contrastadas, DWI y mapa ADC a 40 pacientes de 7 a 75 años de edad (media: 51,7 años), con masas encefálicas confirmadas histológicamente (1,5T Magneton Symphony, Siemens, Erlangen, Alemania), de los cuales 26 fueron intervenidos quirúrgicamente y en los 14 restantes el diagnóstico se realizó mediante biopsia. De los 40 pacientes, 17 correspondieron a tumores de la estirpe glial (8 glioblastomas multiformes, 2 gliosarcomas, 1 glioma infiltrante, 1 glioma multifocal, 1 gliomatosis cerebri, 1 astrocitoma fibrilar grado I/II, 1 astrocitoma grado III, Hospital Alemán, Pueyrredón 1640 (118) Buenos Aires, Argentina. Correspondencia (corresponding author): Dra. S. De Luca- sideluca@hotmail.com Recibido: 25 Agosto 2003; revisado: 17 Noviembre 2003; aceptado: 24 Noviembre 2003 Received: 25 August 2003; revised: 17 November 2003; accepted: 24 November 2003 SAR FAARDYT 2004

2 104 MAPA DE ADC EN TUMORES ENCEFÁLICOS REV. ARGENT. RADIOL. 1 ependimoma y 1 oligodendroglioma). En 13 pacientes se diagnosticó secundarismo (6 carcinomas pulmonares, 3 carcinomas mamarios, 2 melanomas, 1 adenocarcinoma de colon y 1 carcinoma de células renales), 6 pacientes presentaron meningiomas, 1 quiste epidermoideo, 2 hamartomas y 1 neurinoma. Las secuencias de estudio realizadas fueron: T1 axial (TR/TE: 450,0/14,0, espesor de corte: 6 mm, Gap: 35%, FoV: x , Matriz: 256); T2 axial (TR/ TE: 5430,0/103,0, espesor de corte: 6 mm, Gap: 35%, FoV: x , Matriz: 256), FLAIR axial (TR/ TE: 9000,0/114,0, espesor de corte: 6mm, Gap:35, FoV: x , Matriz: 256), DWIs (TR/TE: 27/188, espesor de corte: 5 mm, Gap: 45%, FoV: , Matriz: 128 interpolado, Bandwith: 1346, Duración: 1,53 minutos, separación de los ecos: 0,86/Rad/seg). En las tres direcciones ortogonales, DW1S Trace (TR/TE: 170/ 94, espesor de corte: 5 mm, Gap: 30%, FoV: , Matriz 128 interpolada, Bandwith:1346, Duración:1,18 minutos, separación de los ecos: 0,83/Rad/seg). La DWI se adquirió usando secuencias ecoplanares (EPI) (valores de b=0, 500, 1000 y 3000). Se adquirieron secuencias T1 en los 3 planos luego de la administración del contraste endovenoso (15 ml de Gadopentetato de dimeglumina, Magnevist, Schering). Se midieron las intensidades en el mapa ADC obtenido de las DWIs ortogonal y trace, colocando los ROIs en el sector sólido tumoral y sustancia blanca normal. Se obtuvieron los radios correspondientes. El material histológico fue analizado por un anatomopatólogo. En 13 de los 40 pacientes se calculó la celularidad tumoral midiendo las áreas celular, nuclear y citoplasmática y el índice núcleo-citoplasma. Para realizar las diferentes mediciones se utilizó un analizador de imágenes CAS 200 Becton Dickinson. Se emplearon cortes coloreados con HE, utilizándose el Micrometer Program, versión 1,0, con una magnificación de 40X, usando como unidad de medida los micrones y las funciones de Draw Area y de Point and Click Area, obteniendo así el área nuclear y citoplasmática de cada célula seleccionada para la medición. Con estos valores se calculó la relación núcleo/citoplasma, analizándose en cada caso la relación en por lo menos 23 células, realizándose las mediciones en las áreas sólidas del tumor. ADC tumoral RESULTADOS Se obtuvo el valor de ADC (tumor/sustancia blanca) en las tres dimensiones ortogonales de 13 gliomas de alto grado (glioblastoma multiforme 8, glioma infiltrante 1, gliosarcoma 2, glioma multifocal 1, astrocitoma grado III 1) en un rango de 0,48 a 1,85 (media 1,22), tres gliomas de bajo grado de 0,91 a 1,98 (media 1,50), una gliomatosis cerebri que arrojó un valor de 2,10 (Fig. 1 y 2). El rango de las 13 lesiones metastásicas fue de 0 a 1,66 (media 1,06) (Fig. 3). Los 6 meningiomas mostraron un rango de 1,20 a 1,75 (media 1,43) (Fig. 4). En cuanto a los 2 Fig. 1. Glioblastoma multiforme del esplenio del cuerpo calloso. Secuencias axiales T2 (A), Flair (B) y T1 con gadolinio (C): formación heterogénea que compromete el sector lateral derecho del esplenio del cuerpo calloso con importante edema vasogénico y refuerzo periférico postcontraste. Es hiperintensa en DWI trace (D) y francamente hipointensa tanto en ADC trace (E) como en ADC ortogonal (F). Los valores de ADC arrojaron índices de 0,39 en (E) y 0,48 en (F). Fig. 2. Ependimoma del IV ventrículo. Secuencias axiales T2 (A), Flair (B) y T1 con gadolinio (C): formación intraventricular hiperintensa en (A) y (B) con refuerzo heterogéneo postcontraste. Es isointensa en DWI trace (D) e hiperintensa tanto en ADC trace (E) como en ADC ortogonal (F). Los valores del ADC arrojaron índices de 1,73 en (E) y 1,63 en (F).

3 VOL 68, 2004 S.E. DE LUCA ET AL 105 Fig. 3 Metástasis de Melanoma. Secuencias axiales T2 (A), Flair (B) y T1 con gadolinio (C): múltiples lesiones en la unión córtico-subcortical en hemisferio encefálico derecho, con edema vasogénico y refuerzo heterogéneo postcontraste. Son hipointensas en DWI trace (D) y ADC (E) ortogonales. Los valores de ADC arrojaron un índice de 0,35 (F). Fig. 4. Meningioma de la convexidad. Secuencias axiales T2 (A) y Flair (B) y sagital T1 con gadolinio (C): lesión isointensa en (A), hiperintensa en (B) que refuerza en forma homogénea postcontraste; asociada a fenómenos reactivos en calota y partes blandas adyacentes. Es hiperintensa en DWI trace (D) e iso/hipointensa tanto en ADC trace (E) como en el ortogonal (F). Los valores de ADC arrojaron índices de 0,99 en (E) y 1,02 en (F). hamartomas, los valores fueron de 1,81 y 1,90 (media 1,85), el neurinoma 1,82 y el quiste epidermoide 0,91 (Fig. 5 y 6). En 28 de los 40 pacientes se midieron, además los valores de ADC en secuencias de difusión trace. Dichos valores fueron en 7 gliomas de alto grado (glioblastoma multiforme 4, gliosarcoma 1, glioma multifocal 1, astrocitoma grado III 1) de 0,39 a 1,14 (media 0,86), en 2 gliomas de bajo grado 1,73 y 0,90 (media 1,31), en 5 meningiomas de 0,99 a 1,70 (media 1,24), 12 metástasis de 0 a 1,56 (media 1,02), 1 neurinoma de 1,80 y un tumor epidermoide de 1,23 (Figs. 7 a 10). Entre los pacientes con tumores gliales, aquellos con gliomas de alto grado tuvieron valores de ADC más bajos que los pacientes con gliomas de bajo gra-

4 106 MAPA DE ADC EN TUMORES ENCEFÁLICOS REV. ARGENT. RADIOL. Fig. 5 Neurinoma del VIIIº par derecho. Secuencias axiales T2 (A), Flair (B) y T1 con gadolinio (C): formación que compromete el ángulo pontocerebeloso derecho sin extensión al conducto auditivo interno, con realce homogéneo postcontraste. Es isointensa en DWI trace (D) e hiperintensa heterogénea en ADC trace (E). Los valores de ADC arrojaron un índice de 1,80 (F). Fig. 6. Quiste epidermoideo de la cisterna supravermiana.. Secuencias axiales T2 (A), Flair (B) y T1 con gadolinio (C): lesión extraaxial que ocupa la cisterna supravermiana y perimesencefálica izquierda, con señal similar al LCR (A) sin realce postcontraste (C). Es francamente hiperintensa en DWI trace (D) e hipointensa en ADC tanto trace (E) como ortogonal (F). Los valores de ADC arrojaron índices de 1,23 en (E) y 0,91 en (F). do. A su vez, los pacientes con lesiones metastásicas presentaron valores aún más bajos que los obtenidos en los gliomas de bajo grado, al igual que el tumor epidermoide. Los meningiomas demostraron valores similares a los gliomas de bajo grado. Los hamartomas y el neurinoma arrojaron los valores más altos de la muestra. Comparativamente los valores que obtuvimos de la secuencia de ADC trace fueron menores en todos los casos, salvo en el tumor epidermoide. Correlación entre celularidad tumoral y valores de ADC El índice de celularidad para los tumores gliales de alto grado 6 osciló entre 0,259-0,896 (media 0,58), el glioma de bajo grado presentó un ín-

5 VOL 68, 2004 S.E. DE LUCA ET AL 107 A B C D Fig. 7. Gliosarcoma. Secuencias axiales T1 con gadolinio (A) y Flair (B): lesión frontoparietal derecha de señal heterogénea con refuerzo periférico irregular postcontraste, con importante edema vasogénico perilesional con efecto de masa asociado. Presenta áreas francamente hipointensas en ADC trace con un índice de 0,96 (C). HE (20X) (D): Grupos y cordones de células anaplásicas y estructuras vasculares de pequeño calibre. Fig. 9. Meningioma Microquístico. Secuencias axiales T1 con gadolinio (A) y Flair (B): lesión redondeada extraaxial parietal derecha hiperintensa en (B) con refuerzo homogéneo postcontraste (A) e importante edema vasogénico perilesional con efecto de masa asociado. Es hipointensa en ADC ortogonal con un índice de 1,36 (C). HE (20X) (D): Células epitelioides de tamaño intermedio dispuestas en grupos. A B A B C Fig. 8. Astrocitoma fibrilar grado I/II del esplenio del cuerpo calloso. Secuencias axiales T1 con gadolinio (A) y Flair (B): lesión difusa hiperintensa en (B) que expande el esplenio del cuerpo calloso sin realce postcontraste (A). Es isointensa en ADC trace con un índice de 1,09 (C). HE (20X) (D): Parénquima cerebral con incremento de células gliales con núcleos algo irregulares. D C Fig. 10. Metástasis de Adenocarcinoma de Colon. Secuencias axiales T1 con gadolinio (A) y Flair (B): formación redondeada a nivel de la sustancia blanca subcortical frontal derecha con realce heterogéneo postcontraste (A) e importante edema vasogénico perilesional. Es heterogénea en ADC ortogonal con un índice de 0,98 (C) en su porción sólida. HE (20X) (D): Células neoplásicas cilíndricas que se disponen conformando estructuras glandulares. D

6 108 MAPA DE ADC EN TUMORES ENCEFÁLICOS REV. ARGENT. RADIOL. dice de 0,061. El rango obtenido para los meningiomas 3 fue de 0,259-0,370 (media 0,30). Las 2 metástasis analizadas arrojaron valores de 0,360 y 0,553 (media 0,45), mientras que el neurinoma demostró un valor de 0,11. Tanto los gliomas de alto grado como las metástasis presentaron los índices de celularidad más altos, lo cual se correlaciona en forma inversamente proporcional con los valores de ADC ya descriptos. Los índices de celularidad obtenidos en los tumores gliales de bajo grado (0,06) y benignos (neurinoma), demostraron ser bajos y asociarse a valores altos de ADC. DISCUSIÓN Dentro de las utilidades de la DWI mencionamos el estudio de la motilidad del H 2 0 en el tejido encefálico normal, en los infartos cerebrales, esclerosis múltiple, abscesos, gliomas y la diferenciación de quistes epidermoideos de aracnoideos 2. Los gliomas son los tumores encefálicos primarios más comunes. Para diferenciar los de bajo grado de los de alto grado se pueden utilizar imágenes convencionales a través de la evaluación del refuerzo post-contraste EV y la presencia de edema peritumoral. No obstante esta diferenciación puede ser dificultosa. Es en estos casos donde los valores de ADC sumados a la información obtenida mediante RM convencional, adquieren importancia en la caracterización tumoral. Nuestros resultados indicarían que los valores bajos de ADC sugieren gliomas de alto grado, mientras que los valores altos sugieren astrocitomas de bajo grado 1,6, 7. Lo anteriormente descripto, se correlaciona con los reportes previos 3. Los valores de ADC de los meningiomas fueron similares a los obtenidos en los gliomas de bajo grado. En este trabajo no hemos evaluado el comportamiento del ADC en los diferentes tipos de meningiomas. Reportes previos refieren que esta herramienta no es útil para diferenciarlos 3. Los valores de ADC llamativamente bajos fueron de gran utilidad para el diagnóstico de metástasis, siendo en todos los casos aún más reducidos que los obtenidos en los gliomas de alto grado. Dentro de las lesiones benignas la única que compartió esta característica fue el tumor epidermoide. No obstante los hallazgos en RM convencional aportan la información necesaria para su diagnóstico diferencial. Dado que otros reportes han demostrado que tanto la difusión como el mapa de ADC no son útiles en la detección de infiltración celular neoplásica en el edema peritumoral, dichos valores no fueron analizados en el presente trabajo 3,5. Como fuera descripto, la celularidad tumoral es uno de los factores más importantes en la determinación de la malignidad tumoral. De los datos obtenidos de la correlación entre el índice de celularidad tumoral y los valores de ADC observamos, que al igual que en otras publicaciones 1,4,7, a mayor índice de celularidad (mayor grado de malignidad), menor valor de ADC. Por lo cual inferimos que la celularidad tumoral es un determinante mayor en el valor de ADC. CONCLUSIÓN Creemos que tanto la DWI como los valores de ADC pueden proveer información útil para el diagnóstico de tumores encefálicos que no pueden ser obtenidos de manera categórica mediante la RM convencional. Es importante tener en cuenta que dichos valores en forma individual no pueden ser utilizados de manera confiable para este diagnóstico. En nuestro estudio la totalidad de las lesiones secundarias mostró valores de ADC significativamente bajos, seguidas por los gliomas de alto grado. El alto índice de celularidad tumoral contribuye a una gran restricción de la difusión de H 2 O lo cual se manifiesta a través de valores bajos en el mapa de ADC. Bibliografía 1. Guo A., Cummings T., Dash R., Provenzale J. Lymphomas and High-Grade Astrocytomas: Comparison of water Diffusibility and Histologic Characteristics. Radiology 2002; 224: Stadnik T., Demaerel P., Luypaert R. Imaging Tutorial: Differential diagnosis of bright lesions on Diffusion-weighted MR images. Radiographics 2003; 23: e7-e7, online only. 3. Kono K., Inoue Y., Nakayama K. The role of Diffusion-weighted imaging in patients with brain tumors.. AJNR Am J Neuroradiol 2001; 22: Sugahara T., Korogi Y., Kochi M. et al. Usefulness of diffusion-weighted MRI with echo-planar technique in the evaluation of cellularity in gliomas. J Magn Reson Imaging 1999; 9: Ebisu T., Naruse S., Horikawa Y. et al. Discrimination between different types of white matter edema with diffusionweighted MR imaging. J Magn Reson Imaging 1993; 3: Krabbe K., Gideon P., Wagn P. et al. MR diffusion imaging of human intracranial tumors. Neuroradiology 1997; 39: Castillo M., Smith J.K., Kwock L. et al. Apparent diffusion coefficients in the evaluation of high-grade cerebral gliomas. AJNR Am J Neuroradiol 2001; 22: Tsuruda J.S., Chew W.M., Moseley M.E. et al. Diffusionweighted MR imaging of the brain: Value of differentiating between extraaxial cyst and epidermoid tumors. AJNR Am J Neuroradiol 1990; 11: