Dr. Orlando Morales Ballesteros
Residente de Imagenología diagnóstica y terapéutica
Espectroscopia por resonancia magnético…
Química
Análisis In Vivo de procesos metabólicos
 Protón
▪ Frecuencia de precesi...
Desplazamiento químico;
ppm… Radical A v.s. radical de
referencia (3-trimetilsilil[2,2,3,3-
2H]propionato sódico (TSP)
0 p...
Metabolito Abreviatura Localización
(ppm)
Multiplicidad
Lactato Lact 1,35 Doblete
Alanina Ala 1,47 Doblete
Acetato Ac 1,97...
Metabolito Abreviatura Localización
(ppm)
Multiplicidad
Colina Cho 3,20 Singlete
Scyllo-inositol sI 3,35 Singlete
Taurina ...
PRESS (Point Resolved
Spectroscopy)
TE: 18-45 ms (corto) 120-288 ms
(largo)
Selección del área a estudiar
Homogenizar camp...
Supresión de la señal del agua
 Agua… concentración 10,000 a 100,000 veces
mayor que el resto
Optimizar la adquisición del espectro
 Apariencia del espectro
 Información obtenida
TE: 18-45 ms (corto) 120-288 ms (la...
TE Largo; número reducido de metabolitos con
menor distorsión de la línea base
 136ms; Alanina y lactato invertidos; mejo...
Multivoxel
 Características metabólicas de múltiples voxels
pero…
▪ Mayor dificultad para obtener registro de calidad
(se...
Voxel único
 Región a estudiar definida (Tumores)
Multivoxel
 Valorar diferentes regiones
 El área no está claramente d...
Resonancias anchas debidas a los grupos
metil y metileno de los ácidos grasos
Señales menores entre 2-2,5 y 5-6 ppm
Necros...
Metabolismo aerobio-anaerobio de la región
NO en parénquima normal
Lesiones altamente celulares; sobrepasan
aporte vascula...
 Aminoácido no esencial
 Meningiomas
N-Acetil Aspartato (2,02 ppm) NAA
 Resonancia mas intensa en parénquima sano
 Mar...
Segunda resonancia a 2,50 ppm
Especificidad… cierto componente de Glx
en el espectro
 Tomar en cuenta la presencia de res...
Señal secundaría 3,6-3,8 ppm
Mejor valoración con TE corto
Difícil separación en campo de 1,5 T
Relacionados con component...
Segunda resonancia 3,90 ppm
Relación con capacidad energética cerebral
Resonancia con menor variabilidad en cerebro
(Refer...
Diferentes metabolitos; colina libre, fosforilcolina,
glicerofosforilcolina y fosfatidilcolina
Metabolismo de recambio cel...
Azucar forma parte de lípidos, fosfatidilinositol y de
un grupo de mensajeros (inositol polifosfatos)
Marcador de astrocit...
Sobrepuesta al mI; aumentado en
glioblastomas multiformes…
Tumores gliales, Meningiomas, Mets, PNET
Manejo óptimo; Dx lo mas exacto posible
IRM, exactitud Dx 30-90% dep. tipo del
tumor
Anatomía patológica “Gold Standard”
...
Limitaciones
 Tumores muy heterogéneos
 Diferente grado tumoral en la misma
lesión
 Muestra puede no ser representativa...
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...
 Falso positivo
Astrocitomas:
 NAA bajo, moderada reducción de Cr
 Elevación de Cho
Diversos parámetros para distinguir grado tumoral
 ...
Múltiples trabajos; correlación directa entre
Cho y grado tumoral en tumores gliales
No demostrado siempre un incremento l...
Indicador de alto grado tumoral
Aumento de actividad metabólica con
desplazamiento a vía anaerobia
 Depósito de lactato
C...
Áreas de necrosis
Tumores de alto grado
GBM
 Con lípidos
 Sin lípidos
Menor medida AA
Desceso del mI con el grado tumoral
Aumento de glicina en el GBM*
Significativa sobreposición entre grados
tumorales
TE corto
TE largo
Hallazgos característicos
 NAA
 Cho
 Cr
 Lac – Ala
 Glx
En teoría no deberían contener NAA
Frecuente resonancia a 2,02 ppm
 Contaminación por posicionamiento del voxel
 Otros c...
Cho marcadamente aumentada
Marcada reducción de Cr
Confirmado “in vitro”
Lact y ala; pueden estar elevados en algunos
meningiomas
Ala elevada; sin explicación pero
característico
Glx; aumento
 Glutatión; característico (2,36; 2,9; 3,4; 3,78 ppm)
 Hallazgo prevalentes y reproducibles; falta
análisis...
Lesión única?; primario o secundario?
Diferenciación dificil, sino imposible sin
histología
METS: moderada a marcada reduc...
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* (...
Tumores frecuentes en niños
Incremento en Cho; superiores que
astrocitomas y ependimomas
Patrones de mI, taurina, Glx
 In...
Tumores en adultos
 Lip 1,3 superiores en GBM y Mets
 Ala superiores en meningiomas
 Cho superiores en AA que Astrocito...
84% clasificaciones correctas (meningiomas,
Astrocitoma de bajo grado, AA, GMB-METS)
PNET; Cho superior al resto; escasa C...
Meningioma – No meningioma; 94%
clasificaciones correctas
Meningiomas atípicos; 83% clasificación
correcta
Majós 2005; Esp...
Espectroscopía rm 2013
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Espectroscopía principios y tumores cerebrales

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  • B=Campo magnético efectivo…
    Constante de apantallamiento…
  • FP frecuencia de precesión
  • Espectro obtenido en parénquima normal sin (a) y con (b) supresión de agua. Ampliada se muestra el área comprendida ente 4 y 2 ppm. Nótese una mejor resolución de los picos en el espectro con supresión de agua, así como mejor relación señal/ruido y menor
    repercusión de la cola del pico de agua sobre el área de interés.
  • Parte de las viaminas B, formación de neurotransmisores, mensajeros de membrana, impide la acumulación de lípidos en el hígado
  • Los resultados del ERM se correlacionan con la anatomía patológica
  • Figura 9. El espectro proporciona una valoración promediada del
    contenido total del voxel. En el caso ilustrado el espectro será propio de
    astrocitoma de bajo grado (ABG), infravalorando el grado del tumor
    (limitación 2). AA, astrocitoma anaplásico

    Figura 10. La muestra obtenida por estereotaxia puede no dar una
    valoración exacta del grado tumoral. Enel caso ilustrado el espectro será
    de astrocitoma anaplásico (AA), mientras el diagnóstico de la biopsia será
    de astrocitoma de bajo grado (ABG) (limitación 3). El diagnóstico por ERM
    1
    H será considerado incorrecto al no coincidir con la anatomía patológica.
  • NAA bajo: reducción o ausencia de neuronas y axones en la mayoría de los tumores, mas marcada en tumores extraaxiales
    Cr bajo: hallazgo inconstante en tumores, asociado a status de baja energía, o al origen celular de tumores metastásicos en células que no contienen creatina.
    Cho: hallazgos prevalente en tumores; justificado por la proliferación de membranas celulares.
    Lactato: acumulación en áreas quísticas y necróticas; a partir de sobreproducción en tumores con una alta ratio de glicólisis y activación de la vía anaeróbia; por lo general hay una distribución heterogénea. Lípidos asociados a necrosis (0,9-1,3)
    Glx (glutamina glutamato) 2,1-2,4: meningiomas

    2.5% ERM con patron tumoral correspondieron con astrogliosis reactiva; a pesar de que en la gliosis se espera una moderada elevación de Gly/mI, con moderada reducción de NAA, una gliosis reactiva severa puede ser confundida con tumor glial de bajo grado.
  • Figura 12. La figura muestra dos imágenes de aspecto tumoral (a y c) y los espectros
    respectivos obtenidos a TE de 136 ms (b y d). En el primer espectro (b) se aprecia discreta
    reducción de la resonancia de NACC con mínimo aumento de la ratio Cho/Cr. Este patrón no
    permite sugerir un origen tumoral. En el segundo caso el espectro (d) es más claramente
    tumoral, con marcada reducción de NACC y marcado aumento de la ratio Cho/Cr. En el primer
    caso la anatomía patológica no detectó tumor, y la evolución de las imágenes confirmó una
    lesión pseudotumoral. En el segundo caso el estudio histológico confirmó la presencia de un
    astrocitoma de bajo grado.
  • Figura 13. Falso positivo de la ERM
    1
    H para tumor de bajo grado en un caso de Esclerosis
    Múltiple. La figura (a) muestra una lesión focal temporal izquierda de aspecto tumoral en la
    secuencia potenciada en T2. El espectro obtenido con TE de 136 ms muestra un significativo
    aumento de la ratio Cho/Cr y Cho/NACC (superior a 2) que sugiere una tumoración de bajo
    grado. El diagnóstico definitivo fue Esclerosis Múltiple.
  • *Puede ser debido a predominio
    en el voxel de áreas necróticas sobre áreas celulares proliferativas. Esto
    explicaría también la variabilidad presente entre estudios, dependiendo de la
    estrategia utilizada para posicionar elvoxel sobre el tumor, y cierta
    discordancia entre estudios practicados“in vitro” e “in vivo”, dado que los
    primeros sólo consideran áreas de tumor viable no necrótico.
  • Figure 1. Right frontal anaplastic oligoastrocytoma (World Health Organization [WHO] grade
    III) in a 39-year-old man. The diagnosis was proved
    at biopsy.(a)Axial postcontrast T1-weighted MR
    image demonstrates a nonenhancing right frontal
    mass.(b)On an axial relative cerebral blood volume
    (rCBV) map, there is elevated rTBV compared with
    contralateral normal brain tissue, especially at the
    posterior periphery of the lesion.(c)Intermediateecho MR spectrum shows a decrease in the NAA (at
    2.02 ppm) and creatine(Cr)(at 3.0 ppm) peaks and
    elevation of the choline(Cho)peak (at 3.2 ppm)
  • Right frontal anaplastic oligoastrocytoma (World Health Organization [WHO] grade
    III) in a 39-year-old man.
    NAA/creatine(d)
    and choline/creatine

    RG October 2006 Volume 26● Special Issue
  • Clasificación con y sin lípidos
  • Registro
    promedio a TE corto a partir
    de 12 astrocitomas de bajo
    grado (a), 16 astrocitomas
    anaplásicos (b) y 54
    glioblastomas (c).
  • Figura 17. Espectro promedio de meningioma (n=37) a TE corto (a) y TE
    largo (b). Destaca la presencia de resonancia de Ala con abundante cantidad
    de Glx, marcado aumento de la ratio Cho/Cr y una resonancia a 3,8 ppm
    que puede tener componente tanto de Glx como de Ala.
  • Figura 18. Espectro promedio obtenido a partir de 32 metástasis a TE corto
    (a) y TE largo (b). Destaca la presencia de abundante cantidad de lípidos en las
    posiciones de 0,9 y 1,3 ppm.
  • Figura 19. Gráfico comparativo de espectros promedio de metástasis
    (negro) y glioblastoma (rojo) a TE corto (a) y largo (b).
    Los registros son muy similares y únicamente difieren en mayor cantidad
    de lípidos en metástasis y de Cr en glioblastoma. No se objetivaron diferencias
    significativas en el estudio estadístico.
  • Espectro promedio obtenido a partir de 12 TNEP a TE corto (a) y
    TE largo (b). Destaca un aumento muy marcado de Cho, superior al del resto de
    tipos tumorales, presencia de Gly/mI y trazas de Ala.
  • Tumores mas frecuentes en adultos presentan diversas características propias
    Mas frecuentes (Meningioma, astrocitoma de bajo grado, AA, GBM y mets)
  • Espectroscopía rm 2013

    1. 1. Dr. Orlando Morales Ballesteros Residente de Imagenología diagnóstica y terapéutica
    2. 2. Espectroscopia por resonancia magnético… Química Análisis In Vivo de procesos metabólicos  Protón ▪ Frecuencia de precesión… ▪ B= Bext + Blocal…
    3. 3. Desplazamiento químico; ppm… Radical A v.s. radical de referencia (3-trimetilsilil[2,2,3,3- 2H]propionato sódico (TSP) 0 ppm
    4. 4. Metabolito Abreviatura Localización (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
    5. 5. 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
    6. 6. 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
    7. 7. Supresión de la señal del agua  Agua… concentración 10,000 a 100,000 veces mayor que el resto
    8. 8. Optimizar la adquisición del espectro  Apariencia del espectro  Información obtenida TE: 18-45 ms (corto) 120-288 ms (largo)
    9. 9. 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
    10. 10. Multivoxel  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
    11. 11. Voxel único  Región a estudiar definida (Tumores) Multivoxel  Valorar diferentes regiones  El área no está claramente definida (seguimiento de tumores post-Tx, Biopsia estereotáctica)
    12. 12. 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
    13. 13. 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*
    14. 14.  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-)
    15. 15. 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)
    16. 16. Señal secundaría 3,6-3,8 ppm Mejor valoración con TE corto Difícil separación en campo de 1,5 T Relacionados con componente neuronal y glial Glutamina, mayor correlación con procesos patológico (meningiomas)
    17. 17. 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…
    18. 18. 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)
    19. 19. 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
    20. 20. Sobrepuesta al mI; aumentado en glioblastomas multiformes…
    21. 21. Tumores gliales, Meningiomas, Mets, PNET
    22. 22. 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
    23. 23. 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…
    24. 24. 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
    25. 25.  Falso positivo
    26. 26. Astrocitomas:  NAA bajo, moderada reducción de Cr  Elevación de Cho Diversos parámetros para distinguir grado tumoral  Niveles de colina  Lactato  Lípidos  myo-Inositol
    27. 27. 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*
    28. 28. Indicador de alto grado tumoral Aumento de actividad metabólica con desplazamiento a vía anaerobia  Depósito de lactato Capacidad de lavado…  Acumulación en áreas quísticas
    29. 29. Áreas de necrosis Tumores de alto grado GBM  Con lípidos  Sin lípidos Menor medida AA
    30. 30. Desceso del mI con el grado tumoral Aumento de glicina en el GBM* Significativa sobreposición entre grados tumorales
    31. 31. TE corto
    32. 32. TE largo
    33. 33. Hallazgos característicos  NAA  Cho  Cr  Lac – Ala  Glx
    34. 34. En teoría no deberían contener NAA Frecuente resonancia a 2,02 ppm  Contaminación por posicionamiento del voxel  Otros compuestos N-Acetilados, diferentes al NAA Marcada reducción del pico de NAA en meningiomas
    35. 35. Cho marcadamente aumentada Marcada reducción de Cr Confirmado “in vitro”
    36. 36. Lact y ala; pueden estar elevados en algunos meningiomas Ala elevada; sin explicación pero característico
    37. 37. Glx; aumento  Glutatión; característico (2,36; 2,9; 3,4; 3,78 ppm)  Hallazgo prevalentes y reproducibles; falta análisis a profundidad
    38. 38. 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
    39. 39. 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)
    40. 40. Tumores frecuentes en niños Incremento en Cho; superiores que astrocitomas y ependimomas Patrones de mI, taurina, Glx  Interpretación incierta
    41. 41. 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
    42. 42. 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
    43. 43. 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

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