I tumori del Sistema Nervoso Centrale: imaging a fini diagnostici e interpretazione
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1 XV Corso di aggiornamento per operatori dei registri tumori Modena, 6-8 ottobre 2015 I tumori del Sistema Nervoso Centrale: imaging a fini diagnostici e interpretazione Rosario Pascarella Neuroradiologia- Dip. Immagini ASMN Reggio Emilia
2 STUDIO NEURORADIOLOGICO DEI TUMORI CEREBRALI Strumenti di studio TC-RM-RM avanzata Diagnosi di lesione espansiva Il contrast enhancement Diagnosi differenziale OBIETTIVI Il grading Assessment della risposta terapeutica Valutazione prognostica Definizione di target della biopsia stereotassica
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4 La scelta diagnostica iniziale - RM La Risonanza Magnetica è allo stato dell arte la tecnica di diagnostica per immagini più accurata per visualizzare e caratterizzare le lesioni espansive del SNC con superiore sensibilità rispetto ad altre metodiche. SCHELLINGER PD, MEINCK HM, THRON A. DIAGNOSTIC ACCURACY OF MRI COMPARED TO CCT IN PATIENTS WITH BRAIN METASTASES. J Neurooncol 1999 ESSIG M, WEBER MA, TENGG-KOBLIGK H, ET AL. CONTRAST-ENHANCED MAGNETIC RESONANCE IMAGING OF CENTRAL NERVOUS SYSTEM TUMORS: AGENTS, MECHANISMS, AND APPLICATIONS. Top Magn Reson Imaging 2006
5 La scelta diagnostica iniziale - TC La TC conserva un ruolo nell ambito della diagnostica eseguita in regime d urgenza per l ampia disponibilità territoriale e temporale, per la rapidità di esecuzione e la possibilità di poter portare a termine indagine preliminare in paziente in condizioni critiche o di instabilità. Eventuale utilizzo a definizione ed interpretazione di quadro RM (Calcificazioni, Emorragie)
6 La scelta diagnostica iniziale applicazioni dello studio RM
7 La scelta diagnostica iniziale RM "convenzionale" La diagnosi ed il planning del trattamento sono basate sull imaging RM convenzionale: T2-weighted imaging, FLAIR, DWI T1 s MdC (TSE/FSE o GRE). Dopo contrasto (Gadolinio): Sequenze T1-WI, (3D GRE o 2D TSE/FSE)
8 La diagnosi neuroradiologica di processo espansivo T 1 T 2 FLAIR TC 1) identificazione 2) localizzazione 3) modalità crescita 4) caratterizzazione T 1 T 2 FLAIR TC
9 La diagnosi neuroradiologica di processo espansivo caratteristiche di segnale cellularità elevata basso segnale in T 2 atipie, mitosi - necrosi elevato segnale in T 2 componente vascolare vuoto di segnale FLAIR T 2 C+
10 La diagnosi neuroradiologica di processo espansivo pattern di accrescimento maggio 2012 novembre 2012 aprile 2013
11 L utilizzo del Mezzo di Contrasto
12 Studio RM "convenzionale " - la scelta del mezzo di contrasto Chelati del Gadolinio (elemento Terre Rare dotato di effetto paramagnetico): Lineari Macrociclici Alta Relassività vs Standard Concentrazione -> 0.5 mmol/l vs 1 mmol/l
13 Studio RM "convenzionale " - la scelta del mezzo di contrasto
14 Studio RM "convenzionale " - la dose del mezzo di contrasto
15 Studio RM "convenzionale " l enhancement contrastografica La somministrazione del MdC permette di incrementare la sensibilità nella: Detezione e delineazione della numerosità Attribuzione della sede topografica Morfologia/infiltrazione Analisi dell architettura intrinseca della lesione C+ C+ C+ C+
16 Studio RM "convenzionale " l enhancement contrastografico T 2 T 1 C+ C+ C+ T 2 according to the literature, 20% of low-grade gliomas (LGG) enhance after the administration of Gd-based contrast agent, but approximately one-third of nonenhancing gliomas are malignant Scott JM et al: How often are nonenhancing supratentorial gliomas malignant? A population study. Neurology 59: , 2002
17 GIUGNO 2013 BG, 26 aa
18 GIUGNO 2013 BG, 26 aa
19 GIUGNO 2013 SETTEMBRE 2015 BG, 26 aa
20 SETTEMBRE 2015 BG, 26 aa
21 Studio RM "convenzionale " l enhancement contrastografico T 2 FLAIR C+ Gliomi di grado II (diagnosi neuropatologica) : impregnazione in circa il 16% dei casi (soprattutto a margini sfumati, meno comunemente nodulare, mai ad anello ) Pallud J, et Al: Prognostic significance of imaging contrast enhancement for WHO grade II gliomas. Neuro-Oncology 2008
22 Studio RM "convenzionale " l enhancement contrastografico l enhancement contrastografico non è indice assoluto di proliferazione vascolare (neoangiogenesi) ma risulta indicativo unicamente di una incompetenza della Barriera Emato-Encefalica alterazione di barriera neoangiogenesi BARRIERA-EMATO-ENCEFALICA
23 Studio RM "convenzionale " protocollo d esame RM Additional advanced MR imaging techniques can be selected according to the clinical scenario.
24 Approfondimento diagnostico studio RM funzionale R M T E C N I C H E A V A N Z A T E RM DIFFUSIONE RM PERFUSIONE RM SPETTROSCOPIA
25 Approfondimento diagnostico studio RM funzionale DIFFUSIONE cellularità TENSORE PERFUSIONE SPETTROSCOPIA FUNZIONALE rapporto fasci di fibre angiogenesi metaboliti tissutali rapporto aree eloquenti
26 Criteri neuropatologici di malignità cellularità elevata basso segnale in T 2 atipie, mitosi - restrizione diffusività necrosi elevato segnale in T 2 presenza Lat e Lip neoangiogenesi elevato rcbv FLAIR T 2 C+
27 Diffusion Weighted Imaging DWI
28 Studio RM funzionale DWI SE mdc DWI (b=1000)
29 ADC Studio RM funzionale DWI
30 Studio RM funzionale DWI T2 T2 alto grado ADC Basso valore di ADC in rapporto alla elevata cellularità della lesione
31 Studio RM funzionale DWI T2 M.D.C. DWI ADC basso grado Alto valore di ADC in rapporto alla scarsa cellularità
32 La valutazione della componente microvascolare La Perfusione Perfusion-Weighted Imaging Dynamic Susceptibility Contrast
33 Neoangiogenesi arm T 1 T 2 FLAIR C+ T 2* T 2* Christoforidis GA, et Al: Susceptibility-based imaging of glioblastoma microvascularity at 8 T: correlation of MR imaging and postmortem pathology. AJNR 25: , 2004
34 Studio RM funzionale PWI DSC Osservazione della cinetica di un tracciante: 1. iniezione di un bolo di mezzo di contrasto (gadolinio) (5-10 ml/s) 2. il passaggio del mezzo di contrasto provoca un attenuazione del segnale RM 3. facendo più acquisizioni RM nel tempo si studia la cinetica del mezzo di contrasto 4. dalla cinetica si calcolano alcuni parametri di interesse clinico, con cui vengono costruite le mappe di perfusione Principali parametri: volume di sangue cerebrale (CBV) tempo di transito medio (MTT) flusso (CBF)
35 intensità del segnale Studio RM funzionale PWI DSC ARTERIA VENA LETTO CAPILLARE CADUTA DEL T2 concentrazione del mdc velocità di iniezione effetto T 2 del mdc volume mdc nel microcircolo tempo (secondi)
36 intensità del segnale Studio RM funzionale PWI DSC: analisi della curva slice bolo letto capillare tempo (secondi) C+ stato basale picco di variazione del segnale picco di ricircolo caduta stato basale T 2*
37 Studio RM funzionale PWI DSC: limiti STANDARDIZZAZIONE DELLA TECNICA Spin-Echo vs Gradient-Echo EPI Risoluzione temporale (TR< 1.5 s) Iniezione di mdc pre-dose ANALISI MEDIANTE ROI Normalizzazione con SG o SB controlaterale Esclusione vasi intratumorali e piali Analisi mediante istogrammi CONFRONTO TRA STUDI DI CENTRI DIVERSI
38 Studio RM funzionale PWI DSC
39 Studio RM funzionale PWI DSC
40 Studio RM funzionale PWI DSC: grado di malignità Sensibilità 95.0% rcbv 1.75 Specificità 57.5% PPV 87.0% NPV 79.3% rcbv better than Cho/NAA and Cho/Cr Law M, et Al: Glioma grading: sensitivity, specificity, and predictive value of perfusion MRI and proton spectroscopy imaging compared with conventional MRI. AJNR 24: , rcbv rcbv rcbv
41 Studio RM funzionale PWI DSC: grado di malignità LGG con basso CBV hanno la prognosi migliore LGG con alto CBV hanno scarsa sopravvivenza HGG con basso CBV hanno migliore sopravvivenza dei LGG HGG with alto CBV hanno la sopravvivenza minore Law M, et Al: Gliomas: predicting time to progression or survival with cerebral blood volume measurements at dynamic susceptibility-weighted contrast-enhanced perfusion MR imaing. Radiology 247: , 2008
42 Studio RM funzionale PWI DSC: diagnosi differenziale T 2 C+ GLIOBLASTOMA T 2 C+ LINFOMA
43 Studio RM funzionale PWI DSC: diagnosi differenziale Cha S et al: Differentiation of glioblastoma multiforme and single brain metastases by peak height and percentage of signal intensity recovery derived from dynamic susceptibility.weighted contrast-enhanced perfusion MR imaging. AJNR 28: , C T 2 GLIOBLASTOMA METASTASI T 2 C+
44 Studio RM funzionale Spettroscopia MRI o Analizza il segnale dei protoni (H+) dell H20 Ottengo una IMMAGINE MRS (spettroscopia) o Analizza il segnale di un determinato nucleo di soluti disciolti nei tessuti, definiti metaboliti Ottengo uno SPETTRO
45 Studio RM funzionale Spettroscopia studio dei processi metabolici di tessuti ed organi in vivo NAA marker neuronale Cho marker di membrana Cr valore controllo Lac glicolisi anaerobia mi marker gliale Lip indice di necrosi SINGLE VOXEL MULTI VOXEL
46 Studio RM funzionale Spettroscopia Single Voxel (SV) Ottiene uno spettro da un volume di interesse specifico
47 Studio RM funzionale Spettroscopia Acquisizione di voxel su regione malata e su area priva di alterazione (controlaterale) Tessuto patologico Tessuto sano In campo oncologico la spettroscopia con Risonanza Magnetica permette di: diagnosi differenziale Indirizzo diagnostico / monitorizzazione della terapia
48 Studio RM funzionale Spettroscopia Multi-Voxel (MV) Si definisce un volume di interesse (su uno o più strati) e si fa una misura spettroscopica del volume suddividendolo in un certo numero di voxel L acquisizione può essere 2D (spettroscopia su singolo strato) o 3D (spettroscopia su un volume) Mappe in scala di colore in relazione alla concentrazione dei metaboliti/rapporti
49 Studio RM funzionale Spettroscopia Multi-Voxel (MV) informazione spettroscopica + localizzazione più precisa dei metaboliti
50 Studio RM funzionale Spettroscopia: diagnosi differenziale G. Fan et al.: In vivo single-voxel proton MR spectroscopy in the differentiation of high-grade gliomas and solitary Metastases. Clinical Radiology 59, GLIOBLASTOMA elevati livelli colina (tumorale e peritumorale) elevato rapporto colina/creatina elevati livelli mioinositolo (tumorale) METASTASI lieve incremento colina ( solo area tumorale) elevati livelli di lattato e lipidi (tumorale)
51 Studio RM multiparametrico
52 Diffusion Tensor Imaging DTI
53 Studio RM funzionale DTI Tecnica: acquisizione DWI in multipli direzioni non collineari Modello matematico ( tensore ) 3D del profilo di diffusone Applicazione clinica : Caratterizzazione architetturale non invasiva fasci sostanza bianca - Anisotropia Frazionaria (FA) Terminologia: Deviazione - Infiltrazione interruzione Degenerazione - Separazione
54 Studio RM funzionale DTI
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59 L esame pre-operatorio: La Neuronavigazione ed la scelta del Target della Biopsia Stereotassica
60 Neuronavigazione: protocollo RM (Philps Achieva 1.5 T) T 1 3 D FFE piano assiale FOV: 256 x 256 TR: 7,2 TE: 3,2 FA: 8 Voxel acquisizione: 0,9 x 1,1 x 0,9 Voxel ricostruzione: 0,67 x 0,67 x 0,9 Matrice acquisizione: 284 x 232 Matrice ricostruzione: 384 x 384 NEX: 1 TFE factor: 232 SENSE factor: 1,4 180 slices Durata: 9 min
61 Neuronavigazione: protocollo RM (Philps Achieva 1.5 T) FLAIR 3D TSE piano assiale FOV: 250 TR: 8000 TE: 281 FA: 60 IR: 2400 ms (SPIR) Voxel acquisizione: 1,3 x 1,4 x 3 Voxel ricostruzione: 0,58 x 0,58 x 1,5 Matrice acquisizione: 192 x 177 Matrice ricostruzione: 432 x 432 NEX: 1 TFE factor: 130 SENSE factor: 1,9 Durata: 4 min
62 Neuronavigazione: protocollo RM (Philps Achieva 1.5 T) DWI Sequenza EPI Slice thickness: 3 mm Gap: 0,4 mm Voxel acquisizione: 2 x 2.5 mm Voxel ricostruzione: 0.9 x 0.9 x 3 mm TR: 6500 TE: 57 b value: 0 / 1000 IR: 2400 ms SPIR Matrice acquisizione: 256 x 256 post-processing MPR Durata: 1 min 15 sec
63 Neuronavigazione: protocollo RM (Philps Achieva 1.5 T) PWI Sequenza EPI Slice thickness : 5 mm Gap : 1 mm Voxel acquisizione: 2.5 x 2,5 x 5 mm Voxel ricostruzione: 1.75 x 1.75 x 5 mm TR: 1122 TE: 40 FA: 75 SPIR Matrice acquisizione: 88 x 88 Matrice ricostruzione: 128 x 128 Studio di un volume limitato postprocessing MPR + fusione T1 / FLAIR Durata: 1 min
64 Studio RM funzionale PWI DSC: guida alla biopsia T 2 T 2 T 2 The HOT SPOT C+ C+ C+ rcbv rcbv rcbv
65 Assessment della Risposta Terapeutica
66 Approfondimento diagnostico monitoraggio e valutazione post-terapia
67 Studio RM funzionale PWI DSC: bilancio post-terapia RADIONECROSI demielinizzazione microcalcificazioni depositi emosiderina necrosi necrosi fibrinoide arteriole teleangectasie proliferazione gliale infiltrati linfocitari T 2 T 2 C+ C+
68 Studio RM funzionale PWI DSC: bilancio post-terapia RADIONECROSI demielinizzazione microcalcificazioni depositi emosiderina necrosi necrosi fibrinoide arteriole teleangectasie proliferazione gliale infiltrati linfocitari C+ C+
69 Studio RM funzionale PWI DSC:bilancio post-terapia TUMORE TUMORE + RADIONECROSI RADIONECROSI rcbv rcbv rcbv
70 Studio RM funzionale PWI DSC:bilancio post-terapia RADIONECROSI RIPRESA DI MALATTIA rcbv < 0.6 rcbv > 2.6 Cho/Cr Cho/NAA Cho/Cr Cho/NAA cut-off 1.80 Weybright, Neuroradiology 2005 nadc nadc cut-off 1.62
71 AE, 48 aa Comparsa improvvisa di confusione
72 AE, 48 aa Comparsa improvvisa di confusione
73 AE, 48 aa Comparsa improvvisa di confusione
74 AE, 48 aa Comparsa improvvisa di confusione
75 AE, 48 aa Comparsa improvvisa di confusione
76 AE, 48 aa Primo controllo post-operatorio (48H)
77 AE, 48 aa Primo controllo post-operatorio (48H)
78 AE, 48 aa Primo controllo post-operatorio (48H)
79 AE, 48 aa RM PTA (6 sett)
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84 AE, 48 aa RM follow-up (3 mesi) post CHT e RT
85 AE, 48 aa RM follow-up (3 mesi) post CHT e RT
86 AE, 48 aa RM follow-up (3 mesi) post CHT e RT
87 AE, 48 aa RM follow-up (3 mesi) post CHT e RT
88 AE, 48 aa RM follow-up (3 mesi) post CHT e RT
89 Approfondimento diagnostico studio RM funzionale
90 Studio RM protocollo d esame RM
91 Classificazione WHO 2007 pilocitico subependimale a cell giganti fibrillare, desmoplastico gemistocitico xantoa. pleomorfo a. anaplastico glioblastoma m.
92 Conclusioni La Classificazione aggiornata (2007 World Health Organization) dei tumori encefalici attribuisce ad ogni tipo di lesione un nome(basato sul tipo cellulare e su criteri istologici), grading (aggressività), ed un codice per stabilire se la massa è benigna, maligna, o borderline Critiche sono state sollevate ma permangono problemi di classificazione e grading, che reflettono sia la complessità delle lesioni neoplastiche sia le sfide dell interpretazione istologica (come errori di campionamento e di variabilità inter- ed intraosservatore)
93 Conclusioni Future revisioni della Classificazione World Health Organization dovrebbero includere markers molecolari e di imaging per aiutare nella classificazione dei gliomi. MR imaging in particolare attraverso l uso delle tecniche avanzate può fornire informazioni aggiuntive sul grading delle lesioni rilevanti per l outcome.
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