Cộng hưởng từ phổ Nguyên lý và ứng dụng trong bệnh lý sọ não Nguyễn Duy Hùng What How Why When What? CHT phổ sử dụng các chất chuyển hoá trong mô, thể hiện dưới dạng phổ phân tích nồng độ chất hoặc.
Trang 1Cộng hưởng từ phổ:
Nguyên lý và ứng dụng trong bệnh lý sọ não
Nguyễn Duy Hùng
Trang 2What How Why When
Trang 3- CHT phổ: sử dụng các chất chuyển hoá trong mô, thể hiện dưới dạng phổ phân tích nồng độ chất hoặc tỷ lệ giữa các chất chuyển hoá bất thường chuyển hoá.
Ø Theo dõi điều trị
- VD: Phân biệt hoại tử do xạ trị và u tái phát
Trang 4Kỹ thuật
Chemical selective saturation (CHESS)
- 2 kỹ thuật khác nhau
ØCHT phổ đơn điểm (Single voxel)
ØCHT phổ đa điểm (Multi-voxel/Chemical shift imaging – CSI)
How?
Trang 5Kỹ thuật
CHT phổ đơn điểm (Single voxel)
Ø Thông tin chuyển hoá trong 1 điểm ảnh
Ø Vùng khảo sát cần đặt chính xác khi chụp
Ø Thời gian thăm khám ngắn (1-3 phút)
Ø Chất lượng phổ cao
Ø Thời được chụp với TE ngắn
Ø Được sử dụng để định lượng chính xác các chất chuyển hoá
Trang 6Kỹ thuật
CHT phổ đơn điểm (Single voxel)
Ø Kích thước điểm ảnh lớn: phổ của tổn thương nhỏ có thể « bình thường »
do hiệu ứng thể tích bán phần của nhu mô bình thường cạnh tổn thương
Ø Giảm kích thước voxel giảm SNR khắc phục bằng cách tăng số lượng chuỗi xung
Ø Sử dụng CHT phổ đa điểm với số lượng encoding 24 giảm kích thước voxel
Trang 7Kỹ thuật
CHT phổ đa điểm (Multi-voxel/Chemical shift imaging – CSI)
Ø Đánh giá chuyển hoá của nhu mô não ở một hay nhiều lát cắt khác nhau, với nhiều đơn vị điểm ảnh cùng lúc
Ø Vùng tổn thương, nhu mô não lận cận, nhu mô não lành đánh giá hồi cứu
Ø Kích thước điểm ảnh nhỏ
Ø Thời gian lâu (12 phút) , phải xử lý ảnh
Ø Thường sử dụng để đánh giá các tổn thương khu trú
Trang 8Kỹ thuật
- Có thể sử dụng CHT phổ đơn điểm và đa điểm với + TE dài (120 – 288ms)
+ TE ngắn (18 – 45ms)
Trang 9Kỹ thuật
TE ngắn (18 – 45ms)
Ø SNR cao & signal loss thấp
Ø Nhiều đỉnh chuyển hoá (mI, Glx, Lip)
Ø Chồng lấp giữa các đỉnh
Ø Khó định lượng
Trang 12Thực hành lâm sàng
- Tránh các vùng chảy máu, vôi hoá, nền sọ, cách vòm sọ ít nhất 1 cm
- Có thể thực hiện trước hoặc sau tiêm
- Điểm ảnh có thể vào vùng não thất
- Tiêu chuẩn cần đạt được:
+ Spectral resolution: đỉnh Cho và đỉnh Cr cách nhau ít nhất ½ chiều cao của chúng
+ Signal to noise ratio: Chiều cao của các đỉnh chính cao gấp 10 lần các nhiễu ảnh ở phía dưới
Trang 13- Vùng dưới đường cong tương
ứng với độ tập trung của chất
chuyển hoá
Trang 14ProtocolPhụ thuộc
Ø Kích thước tổn thương
Ø Lớn + thuần nhất: đơn điểm
Ø Lớn, không thuần nhất: đa điểm
Ø Khu trú: đa điểm
Ø Lan toả: đơn điểm
Ø Vị trí tổn thương
Ø Tuỷ sống, thân não, cực thái dương hai bên: đơn điểm > đa điểm
Ø Thời gian chụp
Ø Đa điểm > đơn điểm
Ø Số lượng chất chuyển hoá
Trang 152-Hydroxyglutarate detection by magnetic resonance spectroscopy in IDH-mutated glioma patients
Trang 18Các chất chuyển hoá
Ø Cho (Choline)
- Xuất hiện ở tần số 3.2 ppm
- Xuất hiện trong quá trình tổng hợp và giáng hoá của màng tế bào
chất chỉ điểm chuyển hoá của màng tế bào
- Tăng: u, viêm (MS), nhiễm khuẩn
- Giảm: thiếu máu, thoái hoá myelin
- Có mối liên quan với Ki67 – chất chỉ điểm tăng sinh tế bào dự báo mô học UTKĐ
Trang 20- Giảm: GBM glioma grading
Nhiễm độc tế bào (bệnh lý não gan)
Trang 21Các chất chuyển hoá
Ø Lac (Lactate)
• Tần số 1.3 ppm
• Chồng lấp với đỉnh Lipid trên TE ngắn
• Đỉnh đổi trên TE dài và đảo ngược trên TE
trung gian (135 – 144ms, 1.5T)
• Marker của chuyển hoá kị khí (mô hoại tử)
• Không xuất hiện ở nhu mô não bình thường ở người lớn
• Tăng: u bậc cao, áp xe, thiếu máu, động kinh
Trang 22Các chất chuyển hoá
Trang 23Các chất chuyển hoá
Ø Glx (Glutamine - Glutamate)
- Chất đánh dấu của các chất vận chuyển thần kinh trong tế bào
- Tăng trong bệnh lý não gan
- Vai trò hạn chế do khó tách rời nồng độ của các chất này trên máy 1.5
Ø Alanine
- Xuất hiện ở tần số 1.47 ppm
- Xuất hiện trên phổ chuyển hoá của u màng não
Trang 24Ứng dụng lâm sàng
1 U - tổn thương không phải u
2 U nguyên phát - u thứ phát
3 U bậc thấp – u bậc cao
4 Xác định vùng cần điều trị (phẫu thuật/ xạ trị)
5 Tổn thương não do xạ trị – u tái phát
6 Đáp ứng điều trị và tiên lượng
Why?
Trang 25Ứng dụng lâm sàng
Ø U - tổn thương không phải u
- U: tăng Cho, giảm NAA
- Không phải u
+ Nồng độ NAA không hoặc ít thay đổi
+ Nồng độ Cho không tăng
+ Không thấy thâm nhiễm quanh u (phân biệt với UTKĐ)
Trang 26T1W
DWI FLAIR
T2*
Trang 28T1C T2W T2W
T1C
Trang 30Ứng dụng lâm sàng
Ø U - tổn thương không phải u
Áp xe vs u dạng nang hoặc hoại tử
- Các tổn thương dạng nang +/- hạn chế khuyếch tán trên DWI
- Áp xe
+ Không có đỉnh NAA (2.p.m) và Cho (3.2 pm)
+ TE ngắn có phổ amino acid (0.99pm), acetate (1.92pm), aspartate, succinate (2.4pm).
+ Vùng trung tâm hoại tử: lip + lac
+ Không có thâm nhiễm xung quanh.
Trang 32T1W FLAIR T2*
Trang 36DWI
Trang 37U Quanh u
Trang 40Ứng dụng lâm sàng
Chẩn đoán phân biệt giữa các loại u
Lymphoma vs Glioma
+ Tăng đỉnh Lipid & lactate
+ Tỷ lệ Cho/Cr của Lymphoma cao hơn so với Glioblastoma
Trang 41Lymphoma Solid glioblastoma
Anaplastic astrocytoma
Trang 43Ứng dụng lâm sàng
Ø Phân bậc UTKĐ
- Bậc I
+ Tỷ lệ Cho/NAA và Cho/Cr tăng
nhưng nồng độ Cho tăng không tương
ứng với mức độ ác tính
+ Nồng độ Cr thấp, mI cao
- Bậc II
+ Nồng độ NAA giảm, Cho tăng nhẹ
+ Nồng độ Cr có giá trị tiên lượng
+ Cr giảm chuyển bậc ác tính muộn
+ Cr > 0,93 chuyển dạng ác tính sớm.
Quantitative short echo time 1H-MR spectroscopy of untreated pediatric brain tumors:
Preoperative diagnosis and characterization
Pilocytic astrocytoma
Grade II glioma
Trang 44Ứng dụng lâm sàng
Ø Phân bậc UTKĐ
- Bậc III
+ Nồng độ NAA giảm, Cho tăng rõ rệt
+ Nồng độ Cr có giá trị tiên lượng
+ Lip tăng chuyển bậc ác tính
- Bậc IV
+ Hoại tử nồng độ Cho giảm tỷ lệ
Cho/NAA, Cho/Cr giảm
+ Lip, Lac +++: hình ảnh đặc trưng
+ Cho/ NAA > 2, Lip, Lac cao tiên
lượng xấu.
Glioblastoma Anaplastic astrocytoma
Trang 45Ứng dụng lâm sàng
Ø Đánh giá thâm nhiễm của UTKĐ
- Vùng tăng tín hiệu trên FLAIR/T2: phù + thâm nhiễm u
- Spec: vùng thâm nhiễm: tăng Cho, giảm NAA phẫu thuật, xạ trị
Enhancing area Non- enhancing area
Clinical applications of magnetic resonance spectroscopy (MRS) in of brain tumors: from diagnosis to treatment
Trang 46Ứng dụng lâm sàng
Ø Đánh giá thâm nhiễm của UTKĐ
Multiparametric 3T MR approach to the assessment of cerebral gliomas: tumor extent and malignancy
Peritumoral area
Peritumoral area
Trang 47Ứng dụng lâm sàng
Ø Đánh giá thâm nhiễm của UTKĐ
Multiparametric Imaging Analysis - Magnetic Resonance Spectroscopy
Trang 48Ứng dụng lâm sàng
Ø Hướng dẫn sinh thiết
Metabolites map
Trang 49Ứng dụng lâm sàng
Ø Hướng dẫn sinh thiết
Clinical applications of magnetic resonance spectroscopy (MRS) in of brain tumors: from diagnosis to treatment
Trang 50Ứng dụng lâm sàng
Ø Hướng dẫn sinh thiết
Trang 51Ứng dụng lâm sàng
Ø Đánh giá u tồn dư
Trang 52Ứng dụng lâm sàng
Ø Đánh giá u tồn dư
Trang 53Ứng dụng lâm sàng
Ø Đánh giá u tồn dư
Clinical applications of magnetic resonance spectroscopy (MRS) in of brain tumors: from diagnosis to treatment
Trang 54Ứng dụng lâm sàng
Ø Phân biệt tái phát – hoại tử do xạ trị
- Đáp ứng xạ trị: giảm chuyển hoá, tăng Lip do hoại tử
- Tái phát: tăng Cho, giảm NAA
Trang 55Ứng dụng lâm sàng
Ø Phân biệt tái phát – hoại tử do xạ trị
- Đáp ứng xạ trị: giảm chuyển hoá, tăng Lip do hoại tử
- Tái phát: tăng Cho, giảm NAA
Post radiation necrosis Recurrent GBM
Clinical Proton MR Spectroscopy in Central Nervous System Disorder
Trang 56Ứng dụng lâm sàng
Ø Đánh giá đáp ứng điều trị
3 month follow-up after temozolomide treatment
Low-grade gliomas: The challenges of imaging
Trang 57Ứng dụng lâm sàng
Ø Rối loạn chuyển hoá bẩm sinh
X-Linked ALD
• Phát hiện tổn thương huỷ myelin
• Tiên lượng tiến triển
clinical Proton Mr spectroscopy in central nervous system Disorders
Trang 59Ứng dụng lâm sàng
Ø Rối loạn chuyển hoá bẩm sinh
Creatine deficiency
Phổ Cr giảm hoặc không tồn tại
Treatment Monitoring of Brain Creatine Deficiency Syndromes: A 1 H- and 31 P-MR Spectroscopy Study
Trang 61CHT phổ đơn điểm CHT phổ đa điểm
Ứng dụng
- Tổn thương đơn ổ, khu trú hoặc bệnh lý lan toả nhằm trả lời 1 câu hỏi (VD: u hay áp xe)
- Bổ sung thông tin chuyển hoá với tổn thương khu trú (VD: CHT đơn điểm TE ngắn + CHT phổ TE dài)
- Các vùng gần xương
- Không có thông tin về sự không thuần nhất của tổn thương hoặc vùng nhu mô não “lành”
- Tổn thương giới hạn không rõ,
đa ổ hoặc tổn thương không thuần nhất
- So sánh giữa các vùng não hoặc tổn thương lan toả
- Đánh giá vùng giải phẫu rộngWhen? Take home message
Trang 62Xin chân thành cảm ơn!