Investigații neuroimagistice speciale – aplicații în patologia neurologică

I. PWI (PERFUSION WEIGHTED IMAGING)
Perfuzia IRM (PWI) aduce indicii asupra funcției cerebrale prin măsurarea unor parametri hemodinamici. Este o tehnică imagistică care permite măsurarea volumului (CBV) și a debitului sangvin (CBF – raportul volum de sânge/timp), a timpului de încărcare maximă (TPP) și a timpului mediu de tranzit (MTT) la nivelul microcirculației cerebrale și a altor organe parenchimatoase.

Aplicații ale PWI:
În stroke:
• delimitează zona de „penumbră” de țesutul infarctat (core) evidențiat prin DWI;
• „mismatch-ul” între PWI și DWI este un indicator important pentru inițierea tratamentului trombolitic în managementul stroke-ului acut.

În tumori cerebrale:
• face diagnosticul diferențial rest/recidivă tumorală versus necroză postiradiere, când secvențele convenționale IRM sunt echivoce;
• evaluează neovascularizația intratumorală, care se corelează cu gradul tumoral (diferențiere glioame “low grade” de glioame “high grade”);
• evaluează noninvaziv tumorile: prin combinarea mai multor parametri de difuzie și perfuzie (ADCmin, rCBV max) se pot diferenția tumori maligne intracerebrale gadolinofile;
• utilă în planningul preterapeutic, pentru optimizarea managementului pacientului (chimioterapie, radioterapie, chirurgie);
• evaluează precoce eficiența agenților terapeutici, în special a celor care suprimă creșterea vaselor de sânge intratumorale.
Alte aplicații:
• boli inflamatorii și demielinizante;
• în evaluarea bolilor neurodegenerative precum Alzheimer – rCBV redus în regiunile temporale și parietale;
• în cefaleea migrenoasă – s-a observat scăderea volumului și fluxului sangvin cerebral în timpul aurei față de statusul post-aura.

II. ANGIOGRAFIA prin tomografie computerizată (CTA) și cea prin rezonanță magnetică (MRA) sunt un set de tehnici imagistice neinvazive, capabile să pună în evidență circulația extra- și intracraniană.
Aceste tehnici angiografice se folosesc pentru evaluarea:
• anevrismelor și malformațiilor arterio-venoase la nivel cerebral;
• boala aterosclerotică în arterele carotide de la nivel cervical;
• disecțiilor vasculare;
• stenozelor sau obstrucțiilor de artere carotide;
• vascularizării tumorilor pentru pregatirea chirurgicală sau pentru tratamente precum chimio-embolizarea sau radioterapia selectivă internă.

III. SWI ( SUSCEPTIBILITY WEIGHTED IMAGING)
Este o tehnică recentă în neuroimagistică medicală, care folosește diferențele de susceptibilitate magnetică dintre țesuturi și oferă un contrast net superior față de imaginile PD, T1, T2 și T2* 2D GRE. SWI este cea mai bună metodă de vizualizare a sistemului venos cerebral. SWI detectează depozitele de fier din țesuturi, microcalcificările și microhemoragiile intraparenchimatoase.

Aplicații clinice ale SWI:

Malformații vasculare: în detectarea cavernoamelor și malformațiilor arteriovenoase, bolii Sturge-Weber, telangiectaziilor;
Traumatisme craniocerebrale:
• în detectarea microhemoragiilor și monitorizarea acestora;
• în vizualizarea leziunilor axonale difuze;
• în detectarea hematoamelor intraparenchimatoase sau pericerebrale.
Stroke (infarct cerebral):
• în detectarea componentelor hemoragice din regiunile infarctizate (ischemie-hemoragie);
• în monitorizarea tratamentului trombolitic, pentru estimarea eventualelor transformări hemoragice post tromboliză.
Tromboza venoasă cerebrală: utilă în diagnosticul trombozelor venoase corticale;
Patologia tumorală:
• în detectarea hemoragiilor intratumorale;
• în delimitarea și caracterizarea tumorilor;
• în evidențierea venelor de drenaj.
Encefalopatia hipertensivă:
• evidențiază microhemoragiile în stadiu cronic de la nivelul nucleilor bazali, trunchiului cerebral, emisferelor cerebeloase, corticale – nedecelabile cusecvențele convenționale RM.
Angiopatia cerebrală amiloidă:
• detectează microhemoragiile în angiopatia amiloidă, care poate precede demența vasculară;
• SWI permite, mai bine decât secvențele T2 EG 2D, vizualizarea leziunilor subcorticale cu semnal scăzut, deoarece imaginile de fază accentuează efectul dat de hemosiderină.
Boli neurodegenerative
• sindromul Hallervorden-Spatz, scleroza laterală amiotrofică, Parkinson, Huntington, Alzheimer; diferențiaza demența vasculară de boala Alzheimer.

IV. DWI (DIFFUSION WEIGHTED IMAGING)
DWI investighează difuzia apei la nivel celular, oferind informații funcționale esențiale despre țesuturi. DWI caracterizează leziunile infracentimetrice și modificările intraparenchimatoase, înainte ca acestea să fie vizibile în secvențele convenționale (morfologice). Măsurătorile DWI sunt rapide (1–5 minute) și nu necesită administrarea de substanță de contrast. Difuzia oferă evaluări calitative și cantitative – coeficientul aparent de difuzie (ADC) este util în diagnosticul diferențial al leziunilor intraparenchimatoase.
Recent, difuzia s-a dezvoltat dincolo de patologia cerebrală și are azi diverse aplicații extracraniene.

Aplicații clinice ale DWI:
Patologia cerebrală:
• în diagnosticul precoce al ischemiei cerebrale, cu impact major în managementul pacientului (restricția de difuzie apare în teritoriul ischemiat în prima oră, mult înainte ca modificările să devină vizibile pe secvențele IRM convenționale sau CT);
• diagnosticul epilepsiei;
• detectarea leziunilor active de scleroză multiplă;
• caracterizarea tumorilor și ghidarea biopsiei;
• urmărirea evoluției tumorilor postradioterapie/chimioterapie;
• detectarea leziunilor subtile posttraumatice nevizualizate cu tehnici convenționale;
• în alte patologii cu restricție de difuzie (abcces vs tumoră necrozată, limfom, Creutzfeld-Jacobs etc.)
Patologia vertebrală:
• diagnostic diferențial al fracturilor acute benigne vs maligne;
• în patologia medulară: diagnostic diferențial tumori versus infarct medular, leziuni demielinizante, contuzii medulare etc.
Patologia oncologică:
• detectarea și caracterizarea formațiunilor tumorale primare și secundare;
• diagnosticul diferențial benign vs malign.
„Whole Body Diffusion MRI”
• Screening al întregului corp pentru depistarea focarelor tumorale la distanță (ganglionare, hepatice, osoase etc.); studii recente au demonstrat o sensibilitate și specificitate similare cu ale imaginilor PET;
• caracterizarea în detaliu a tumorilor primare/secundare;
• monitorizarea evoluției în cursul radio- și chimioterapiei.

V. SPECTROSCOPIA IRM (MRS)
Oferă, non-invaziv, informații despre metabolismul și structura biochimică a unor organe și țesuturi. MRS pune în evidență metaboliți al căror dezechilibru poate indica diverse afecțiuni.
Principalii metaboliți detectați de 1H MRS:
• N-acetil aspartat (NAA) – metabolit observat doar în țesutul nervos.
• Cholina (Cho) este un marker membranar cu concentrație crescută în multiplicarea/distrucția membranelor celulare.
• Creatina (Cr) este un marker pentru status-ul energetic al celulelor. Este un metabolit cu o concentrație relativ constantă, folosit ca referință pentru evaluarea celorlalți metaboliți.
• Lactatul este un marker specific hipoxiei celulare.
• Mio-inozitolul (mI) este deseori crescut în cazul bolii Alzheimer și al tumorilor maligne.
• complexul glutamat (Glu) și glutamină (Gln) apare ca o combinație de peak-uri care ajută la monitorizarea metabolismului (pentru activitățile epileptice cronice).

MRS este o tehnică de diagnosticare pentru afecțiuni precum: tumori, accidente vasculare cerebrale, boli de substanță albă și neurodegenerative, afecțiuni metabolice, epilepsie, inflamații, infecții.

Aplicații ale spectroscopiei în patologia cerebrală:
• caracterizează și diferențiază leziunile focale intraparenchimatoase cerebrale: tumori (stadializarea gradului de malignitate), metastaze, abcese, leziuni demielinizante, limfom, encefalite;
• este utilă în monitorizarea postterapeutică a tumorilor cerebrale (diferențiază restul/recidiva tumorală de modificările posttratament);
• depistează modificările metabolice care apar în cazul bolilor neurodegenerative, precum boala Alzheimer sau demența vasculară;
• este utilă în evaluarea accidentelor vasculare cerebrale și a encefalopatiei hipoxic-ischemice, prin urmărirea evoluției lactatului în teritoriul cerebral afectat;
• în diagnosticul epilepsiei.

VI. DTI (DIFFUSION TENSOR IMAGING)
Este o tehnică neuroimagistică de măsurare a difuziei anizotrope, care permite vizualizare in vivo a tracturilor de substanță albă. Aduce informații importante privind organizarea geometrică și microstructurală a substanței albe. Este eficientă în depistarea bolilor care provoacă deteriorare sau deplasare axonală.
Permite vizualizarea tracturilor de substanță albă și localizarea modificărilor subtile asociate unor maladii precum scleroza multiplă, epilepsie, schizofrenie, boala Alzheimer, AVC.

Aplicații clinice ale DTI:
În tumorile cerebrale:
• permite delimitarea tumorilor și evaluarea țesutului peritumoral (infiltrația, devierea și distrucția tracturilor);
• este utilă în distingerea gliomului de metastazele solitare;
• este utilă în stabilirea protocolului preoperator, a tratamentului radioterapeutic și în evaluarea răspunsului la terapie.
În scleroza multiplă:
• detectează precoce procesele de demielinizare (creștere a difuzivității și descreștere a valorilor FA);
• servește la diagnosticarea și monitorizarea leziunilor;
• detectează anomaliile din substanța albă perilezională.
În epilepsie:
• detectează anomalii inaparente pe secvențele RM convenționale;
• detectează modificări structurale subtile precum scleroza mezială temporală și malformații în dezvoltarea corticală;
• ajută la definirea patologiei și la optimizarea planurilor preoperative.
În stroke:
• DTI și DWI sunt esențiale în detectarea și clasificarea AVC ischemic, în stabilirea și în monitorizarea tratamentului (în faza acută, ADC crescut și FA scăzut, în faza cronică: ADC crescut, difuzia anizotropă scăzută);
• DTI are o senzitivitate superioară față de T2 în detectarea degenerescenței valeriene;
• poate detecta și cuantifica degenerarea tracturilor corticospinale (integritatea și orientarea);
• are potențial în monitorizarea schimbărilor structurale datorate infarctului cerebral și degenerării asociate.
• aduce informații suplimentare în înțelegerea pattern-ului evoluției clinice post-stroke.
În maladiile neurodegenerative:
Mecanismele neuropatologice aflate la baza modificărilor de substanță albă în cazul bolii Alzheimer pot fi evaluate in vivo prin utilizarea tehnicii IRM DTI:
• pacienții cu Alzheimer prezintă o creștere semnificativă a difuzibilității axiale (paralelă cu fibrele axonale) și a celei radiale (perpendiculară pe fibrele axonale);
• în cazul pacienților cu boala Alzheimer, s-au raportat creșterea valorii difuzibilității medii în tracturile cortico-subcortical, limbic, interemisferic și cortico-spinal și reducerea anizotropiei fracționale în tractul parahipocampal, în fornix și în mici regiuni parietale inferioare
În procese inflamatorii (encefalită, abces cerebral) și în malformațiile cerebrale.