8th International Inter University Scientific Meeting
Academy of Studenica
NEW TRENDS IN DIAGNOSTICS AND THERAPY OF MALIGNANT TUMORS
Organizer: Institute of Oncology Sremska Kamenica, Yugoslavia
Co-organizers:
Institute for Oncology and Radiology, Belgrade, Yugoslavia;
"Aristotel School", Thessaloniki, Greece
President: Prof.Dr. Vladimir Vit. Baltić
ISSN 1450-708

Content
5 /2001
 
MR SPECTROSCOPY IN NEUROONCOLOGY
K. Koprivšek
Institute of Oncology, Sremska Kamenica, Yugoslavia
 
  Keywords: Magnetna rezonanaca, protonska spektroskopija; Chemical shift imaging; Tumor; Centralni nervni sistem;
Glioblatoma multiforme
 
Posmatrano hronološki magnetno rezonantna spektroskopija (MRS) je metoda znatno starija od MR snimanja. Naime, kao laboratorijska tehnika MRS se široko koristila za analizu sastava složenih organskih i neorganskih rastvora, a na osnovu detekcije hemijskog pomaka njihovih konstituenata. Teorijsku pretpostavku da se analogno mogu analizirati i biološki modeli in vivo, bilo je moguće ostvriti tek nakon konstrukcije i uvođenja u praksu dijagnostičkih MR aparata sa zadovoljavajućom jačinom stacionarnog magnetnog polja (od 1,5T). I mada je u kliničkoj praksi za analizu biohemizma pojedinih tkiva moguće korišćenje različitih atoma (vodonika, fosfora, fluora), u neuroonkologiji protonska MRS je našla najširu primenu.
U neuroradiologiji, koristeći istu aparaturu potrebnu za MR tomografiju uz specijalno dizajnirane sekvence moguće je dobiti uvid u biohemizam moždanog tkiva u tačno određenoj zapremini, koja može da obuhvati samo deo (single voxel tehnike) ili čitavo moždano tkivo (chemical shift imaging - CSI). U sistemima koji koriste polja od 1,5 T variranjem TR i TE vremena moguće je na spektroskopskim profilima detektovati ograničeni broj metabolita koji direktno ili indirektno ukazuju na: 1) neuronsku gustinu, 2) energetski metabolizam, i 3) procese na ćelijskoj membrani.
Pri tome se biohemijski profil ispitivane zapremine evaluira višestepeno:
- procenom prisustva ili odsustva standardnih metabolita,
- određivanjem metaboličkih indeksa (relativni odnosi pojedinih metabolita)
- određivanjem apsolutne koncentracije pojedinih metabolita (u odnosu na referentnu koncentraciju).
Pri tome je neophodno da se odstupanje od fiziološkog procenjuje ne uniformno, obzirom da se referentni spektri razlikuju u odnosu na uzrast pacijenta, histološku strukturu i lokalizaciju ispitivanog voksela u moždanom tkivu.
MRS nema primenu u detekciji tumorskih procesa u endokranijumu, već etabirane prednosti MR snimanja obezbeđuju vanredno visoku opštu senzitivnost metode u detekciji patoloških procesa intra- i ekstraaksijalno. Međutim, u određenom broju slučajeva, podaci dobijeni nativnim i kontrastnim snimanjem o lokalizaciji, morfologiji i odnosu promene sa krvno-moždanom barijerom, nisu dovoljni za adekvatnu procenu njene prirode. Stoga, sticanje uvida u specifičnost biohemizma određenog patološkog supstrata može biti ključ za precizniju tkivnu karakterizaciju i histološku tipizaciju, koje su vodeće determinante u izboru terapije i proceni prognoze pacijenta.
Tako bi u 18-25% slučajeva, gde MR snimanje ostane insuficijentno u svojoj specifičnosti detektovanih promena, MRS kroz svoj "biološki prozor" mogla da pouzdanije odgovori na sledeća pitanja:
1) da li je MRI detektovana promena neoplastične prirode ili ne
2) ukoliko se i radi o intrakranijalnoj neoplaziji - kakav joj biološki model ponašanja i stepen malignosti;
3) koliki je stvarni stepen proširenosti detektovane neoplazije (tumor maping američkih autora).
Odgovor na prvo pitanje svakako je ključni. Problem je prvenstveno vezan za veoma tešku diferencijalnu dijagnozu solitanih, tumorolikih T2W hiperintenznih lezija, koje pokazuju postkontrastno povišenje IS, a amogu odgovarati slici koja se sreće kod glioblastoma multiforme (GBM), tumefaktivne multiple skeroze (MS) i solitarnih metastaza - Ukoliko se unutar lezija sa gore navedenim MR karakteristikama identifikuje i centralna nekroza u diferencijalnu dijagnozu pored GBM i metastaza i uključuje se moždani apsces. Polazna predpostavka je sa različit patološki supstrat ovih lezija moga usloviti i razlicit biohemijski profil i u kvalitativnom i kvantitativnom smislu.
Sva istraživanja usmerena su na što precizniju, determinaciju spektralnog profila tipičnog za promenu, kao i vrednosti koeficijenta koji bi potvrdili ili isključili tumorsku prirodu lezije, što je bitno ne samo za postavljanje neuroonkološke dijagnoze nego i za praćenje efekta primenjene terapije. Lažno pozitivni nalazi postkontrastnih MR studija u slučajevima gde treba izdiferencirati postterapijsku reakciju moždanog tkiva od lokalnog tumorskog rest/reciiva, mogu biti eliminisani korišćenjem MRS, uz napomenu da veću pouzdanost zbog manjeg volumena navedenih histoloških supstrata imaju CSI tehnike nad single voxel tehnikama. Čak i kada su standardne MR tehnike dovoljne da potvrde tumorsku prirodu lezije, treba imati na umu da je za procenu terapijskog modaliteta i prognoze kod intrakranijalnih neoplazija pokrekla iste ć
elijske grupe, neophodno i tačno definisati stepen malignosti tumora. Prvenstveno se misli na tumor porekla glije i njihovu WHO kategorizaciju na graduse u skali od 1-4. Dok se niskogradusni gliomi na povoljnim lokalizacijama tretiraju primarno hirurški, optimalni tretman visoko gradusnih lezija je zračenje. Razlike u okviru njihovih biohemijskih profila uslovljeni su različitom gustinom tumorskih ćelija, intenzitetom intralezionog metabolizma i različitim stepenom invazivnog potencijala, koji imaju svoju refleksiju na kvantitativni i kvalittivni izgled protonskog spektra i na osnovu njih izračunatih dijagnostičkih indeksa.
Suštinska razlika u biohemijskom profilu neaficiranog i tumorom prošetog moždanog tkiva otvara mogućnost MRS da preciznije definiše granicu izmedu navedenih kompartmana. I visoko sofisticirane MR tehnike kojima se odreduju difuzne ili stope transfera magnetizacije ostale su insuficijentne u diferencijaciji invazivnog ruba tumora od edema u neaficiranog tkivu. Detekcija patološke vrednosti indikatora ćelijskih membrana u «normalno izgledajućem» perilezionom parenhimu je doboljna da ukaže na makroskopski nevidljivu proširenost tumora u posmatranom preseku. Multivoksel tehnike su naročito ohrabrujuće u ovom smislu.
Prethodno navedeno je više nego dovoljno da objasni zašto se ova za većinu neodostupna, i teško razumljiva MR tehnika istovremeno inkorporirala i u neuroonkološku praksu i u kliničko ispitivanje tumora mozga. Procenjujući biohemijski profil tumora (mozga) in vivo, dobijamo podatak više u zagonetki koju predstavlja model njihovog biološkog ponašanja. Ukoliko se ona razjasni, robotima asistirana neurohirurgija, virusni vektori i stem ćelije u intralezionoj terapiji tumora mozga nisu utopijske teorije.
 
© Academy of Studenica, 2002