Slov. Radiol. 14 (2), 2008, Mištinová, J., 1 Fabčin, J. 2 1 I. rádiologická klinika LFUK a FNsP Bratislava Prednosta: prof. MUDr. Jozef Bilic

Prepis

1 Slov. Radiol. 14 (2), 2008, Mištinová, J., 1 Fabčin, J. 2 1 I. rádiologická klinika LFUK a FNsP Bratislava Prednosta: prof. MUDr. Jozef Bilický, CSc 2 ÚVN Ružomberok Primár: MUDr. Jaroslav Fabčin Využitie magnetickej susceptibility v magnetickej rezonancii Súhrn Autori vo svojej práci sumarizujú hlavné výhody sekvencie SWI, ktorá umožňuje rozlíšenie medzi oxyhemoglobínom a deoxyhemoglobínom v cievnom riečisku. Tento jav sa dá využiť aj v diagnostike derivátov hemoglobínu pri prestupe krvi mimo cievneho riečiska. Kľúčové slová: magnetická susceptibilita, susceptibility weighted imaging (SWI), magnetická rezonancia, T1 a T2 vážené obrazy. Summary Authors in their reports summarize main advantages of the SWI, which could show us difference between oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin in vascular system. This phenomenon is also useful in diagnostic imaging of the hemoglobin derivates, which occurs when the blood transer out of the vasculary system. Key words: magnetic susceptibility, susceptibility weighted imaging (SWI), Magnetic Resonance Imaging, T1 and T2 weighted images. Úvod Susceptibility Weighted Imaging (SWI, susceptibilitou vážené obrazy) je nová MR technika, ktorá zobrazuje magnetickú susceptibilitu paramagnetických substancií ako deoxyhemoglobín, ktorý je produktom degradácie krvného farbiva, feritínu a železa neviazaného v hemoglobíne. Susceptibilita je schopnosť látky alebo substancie stať sa magnetickou. Fyzikálny jav magnetickej susceptibility viedol k vytvoreniu novej zobrazovacej sekvencie v MR, ktorá je principiálne odlišná od T1 a T2 vážených obrazov (Pinker et al. 2007). SWI je 3D gradientná echo technika s vysokým rozlíšením, s kompletnou kompenzáciou toku vo všetkých troch rovinách za využitia tenkých vrstiev. Umožňuje zobrazovať venóznu krv pri jej odlíšení od okolitého parenchýmu. SWI technika sa zatiaľ využíva predovšetkým v oblasti intrakraniálnych štruktúr (Higer et al 1989, Jansen 1998). Podstatným mechanizmom kontrastu medzi venóznou a arteriálnou krvou je rozdiel magnetickej susceptibility medzi oxyhemoglobínom a deoxyhemoglobínom v cievnom riečisku. Atóm železa viazaný v oxyhemoglobíne je diamagnetický, pričom atóm železa viazaný v deoxyhemoblobíne vzhľadom k tomu, že má 4 nespárené elektróny, je paramagnetický. Zmeny v oxygenácii arteriálnej a venóznej krvi sa prejavujú ako rozdiel rozsahu magnetickej susceptibility krvi. Okrem SWI techniky tento fenomén využíva pri BOLD technike (Blood Oxygenation Level Dependent). Zmeny v MR signále venóznej krvi sú spôsobené BOLD efektom na základe prítomnosti deoxyhemoglobínu, ktorý znižuje intenzitu MR signálu vo venóznych štruktúrach, v dôsledku zníženia magnetizácie v porovnaní s okolitým mozgovým tkanivom (Pinker et al 2008). Okrem zobrazenia deoxyhemoglobínu ako fyziologického javu sa prejavuje magnetická susceptibilita aj v iných štruktúrach, ktoré majú rozdielnu citlivosť k magnetizácii. Tento jav sa využíva na diagnostiku derivátov hemoglobínu pri prestupe krvi mimo cievneho riečiska. Princípom stále zostáva magnetická susceptibilita dvoch susediacich tkanív (napr. venózna krv, krvácanie), pričom tieto rozdiely sa zvýraznia najmä pri dostatočne dlhých TE, kde sa tieto zmeny dostanú mimo fázy s priľahlým tkanivom. Susceptibility efekt pri magnetickej rezonancii ovplyvňuje prítomnosť kontrastných látok, čo vedie k zvýrazneniu rozdielu signálu a zároveň k možnosti skráteniu skenovacieho času pri zachovaní dostatočnej obrazovej kvality. Využitie SWI techniky Cievne ochorenia kavernóm, DVA (Development Venous Anomaly), teleangiektázie, AV ( atrerio-venózne)

2 28 Mištinová, J., Fabčin, J.: Využitie magnetickej susceptibility v magnetickej rezonancii malformácie, aneuryzmy, možnosť zobrazenia atypickej drenujúcich vén spôsobujúce zmeny vaskularity ischémie. SWI sekvencie zobrazujú aj minimálne mikrohemorágie v ischemických léziách, ktorými je doprevádzané veľké percentom ischemických zmien. Trauma detekcia mikrohemorágií a difúzneho axonálneho poškodenia na rozhraní bielej a šedej hmoty mozgovej, kde sú SWI extrémne senzitívne (Thulborn 1991). Tumory možnosť zobrazenia derivátov hemoglobínu v primárnych ako aj v sekundárnych tumoroch. Nálezy najmä u metastáz sú až prekvapivé v množstve drobných zakrvácaní. Podobné zmeny sú sledovateľné aj u rýchlo rastúcich tumoroch. Zmeny mineralizácie, obsahu železa v bazálnych gangliách a v nucleus dentatus. Najnovšie práce referujú o možnosti zobrazenia motorickej kôry s vyšším obsahom železa pri Alzheimerovej chorobe (Shrinivas 2006). Záver V predloženom prehľade sme sa pokúsili stručne sumarizovať hlavné výhody novej zobrazovacej technike SWI, ktorá umožňuje skvalitniť diagnostiku pomaloprietokových cievnych malformácií, spresniť diagnostiku hemorágií a zároveň identifikovať zmeny spôsobené prítomnosťou susceptibility efektu v tkanivách mozgu. Použitá literatúra 1. Pinker K, Noebauer-Huhmann I.M., Stavrou I., Hoeftberger R, Szomolanyi P., Weber M., Stadlbauer A., Grabner G., Knosp E., Trattnig S. High-field, high-resolution, susceptibility weighted magnetic resonance imaging: improved image quality by addition of contrast agent and higher filed strenght in patients with brain tumors. Neuroradiology. 2008, 50: Higer HP, Pedrosa P, Shaeben W, Bielke G, Meindl S. Intracranial hemorrhage in MRT. Radiology. 1989,29: Jansen O, Heiland S, Shellinger P. Neuroradiological diagnosis in acute ischemic stroke: value of modern techniques. Nervenarzt. 1998,69: Thulborn KR, Atlas SW. Intracranial Hemorrhage. In: Atlas SW, ed Magnetic Resonance Imaging of the Brain and Spine. New York, NY: Raven Press, 1991: Shrinivas BD, SWI, A New MRI Sequence- How Useful it is?. Ind J Radiol Imag 2006, 16:1: www. wikipedia.com, www. wikipedia.sk (

3 Mištinová, J., Fabčin, J.: Využitie magnetickej susceptibility v magnetickej rezonancii 29 Obrazová príloha (a) T2 vážený obraz (b) T1 vážený obraz po podaní kontrastnej látky (c) SWI (d) 3D TOF MRA Obr. 1. Na T2 váženenom obraze (a) sa zobrazuje nehomogénny signál temporálneho laloku vpravo s postihnutím šedej a bielej hmoty mozgovej. Na T1 váženom obraze po aplikácii kontrastnej látky obraz luxusnej perfúzie (b) minimálny efekt zo strany ischemickej lézie. V SWI prítomné deriváty hemoglobínu v ischemickej lézii (c), na 3D TOF angiografii uzáver arteria cerebri media vpravo (d).

4 30 Mištinová, J., Fabčin, J.: Využitie magnetickej susceptibility v magnetickej rezonancii (a) T2 vážený obraz v axiálnej rovine (b) T1 vážený obraz v koronárnej rovine (c) T1 vážený obraz postkontrastne (d) SWI Obr. 2. Vývojová venózna anomália DVA (Development Venous Anomaly). Na T2 váženom obraze (a) vľavo v parietálnej oblasti hypointenzívna prúžkovitá zóna, ktorá sa nechová voči okoliu expanzívne, bez okolitých ischemických zmien. Na T1 váženom obraze po aplikácii kontrastnej látky (b, d) zvyšovanie intenzity signálu vo venóznej štruktúre, ktorá je drenovaná do povrchového venózneho systému. V SWI dobre sledovateľná venózna štruktúra, bez známok hemorágie v okolí.

5 Mištinová, J., Fabčin, J.: Využitie magnetickej susceptibility v magnetickej rezonancii 31 (a) T2 vážený obraz (b) hemo sekvencia (c) SWI (d) 3D TOF MRA Obr. 3. Aneuryzma arteria communicans anterior na T2 váženom obraze (a). Hypointenzívne, ostro ohraničené ložisko strednej čiary suprasellárne aneuryzma s pomalým prietokom, dobre viditeľná aj na 3D TOF sekvencii(d). V hemo sekvenciách veľmi diskrétne známky hemosiderínu v okcipitálnom rohu ľavej postrannej komory (b), na SWI (c) dobre sledovateľná aneuryzma s hypointenzívnym signálom pomalý prietok a prítomnosťou subarachnoidálneho krvácania s depozitmi hemosiderínu okcipitálne rohy oboch postranných komôr.

6 32 Mištinová, J., Fabčin, J.: Využitie magnetickej susceptibility v magnetickej rezonancii (a) T2 vážený obraz (b) T2 vážený obraz (c) T1 vážený obraz (d) SWI Obr. 4. Stav po kraniocerebrálnej traume s fraktúrou bázy lebečnej a pyramídy vpravo T2 vážený obraz (a). Veľmi diskrétne bodkovitá hyperintenzívna lézia frontálne vpravo bez známok expanzie (b). Na T1 váženom obraze (c) prakticky normálny nález, vzhľadom k nezlepšujúcemu sa stavu pacienta doplnené MR, kde na SWI (d) známky difúzneho axonálneho poškodenia s mikrohemorágiou na rozhraní bielej a šedej hmoty mozgovej vpravo frontálne.

7 Mištinová, J., Fabčin, J.: Využitie magnetickej susceptibility v magnetickej rezonancii 33 (a) T2 vážený obraz (b) T1 vážený obraz (c) T1 vážený obraz postkontrastne (d) SWI Obr. 5. Metastáza pri bronchogénnom karcinóme do pravej mozgovej hemisféry s perifokálnym edémom v T2, T1 vážené obrazy natívne (a,b). Na T1váženom obraze po aplikácii kontrastnej látky mierne zvyšovanie intenzity signálu centrálnej časti mts (c). Na SWI hemorágia s depozitmi hemosiderínu do okrajov solitárnej mts (d).