ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΝΟΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΡΑΔΙΟΛΟΓΙΑΣ ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Απεικόνιση εγκεφάλου με διάχυση (diffusion imaging) Βασικές αρχές και κλινικές εφαρμογές ΡΟΚΑΝΑ ΣΟΦΙΑ Α.Μ.: 06071 Επιβλέπων: Κουμαριανός Δημήτρης, Καθηγητής Εφαρμογών ΑΘΗΝΑ Απρίλιος 2011
ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 7 1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΜΕ ΙΑΧΥΣΗ... 8 1.1 Απεικόνιση με τεχνική διάχυσης στην μαγνητική τομογραφία 8 1.2 Απεικόνιση του εγκεφάλου με διάχυση... 9 1.3 Αρχές μαγνητικού συντονισμού στην απεικόνιση με τεχνική διάχυσης 9 1.4 Φαινομενικός συντελεστής διάχυσης(adc)... 11 1.5 Η διάχυση απεικονίζει ένα κυτταρικό γεγονός... 12 1.6 Προϋποθέσεις για την κλινική απεικόνιση με τεχνική διάχυσης 13 1.7 Ο καθορισμός της b-value στην κλινική απεικόνιση με διάχυση 14 1.8 Εξελίξεις στην κλινική απεικόνιση με διάχυση (DW)... 14 2 ΤΕΧΝΙΚΗ ΙΑΧΥΣΗΣ ΣΕ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΥΓΙΗ ΕΓΚΕΦΑΛΟ... 16 2.1 Εισαγωγή... 16 2.2 Ενήλικος εγκέφαλος... 16 2.2.1 Χαμηλό σήμα στα βασικά γάγγλια... 16 2.2.2 Απεικόνιση με τεχνική διάχυσης, λευκής και φαιάς ουσίας 16 2.2.3 Χοριοειδές πλέγμα... 18 2.3 Παιδιατρικός εγκέφαλος... 19 [1]
2.3.1 Απεικόνιση με τεχνική διάχυσης και ADC στον παιδιατρικό εγκέφαλο... 19 2.4 Συμπέρασμα... 20 3 ΠΑΓΙ ΕΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΑ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΜΕ ΤΕΧΝΙΚΗ ΙΑΧΥΣΗΣ... 21 3.1 Εισαγωγή... 21 3.2 Επίδραση του ADC και του Τ2... 21 3.2.1 Έννοιες... 21 3.2.2 Χάρτες ADC (ADC maps)... 22 3.2.3 Εκθετικές εικόνες... 22 3.3 Κλινικές περιπτώσεις... 23 3.3.1 Τ2 Shine-through... 23 3.3.2 T2 Washout... 26 3.3.3 Τ2 blackout... 27 3.4 Τεχνητά σφάλματα(artifacts)... 29 3.4.1 Τεχνικά σφάλματα δινορεύματος... 30 3.4.2 Τεχνικά σφάλματα επιδεκτικότητας... 30 3.4.3 Ν/2 είδωλα (Nyquist Ghost)... 33 3.4.4 Χημική μετατόπιση... 34 3.4.5 Τεχνικά σφάλματα κίνησης... 34 3.5 Συμπέρασμα... 37 4 ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ... 38 4.1 Εγκεφαλικό οίδημα... 38 4.1.1 Κυτταροτοξικό ή ενδοκυττάριο οίδημα... 38 4.1.2 Παθήσεις που προκαλούν κυτταροτοξικό οίδημα... 41 4.1.3 Αγγειογενές οίδημα... 51 [2]
4.2 Έμφρακτο... 53 4.2.1 Υπεροξύ έμφρακτο ( <6 ώρες )... 55 4.2.2 Οξύ έμφρακτο ( 6 ώρες έως 3 ημέρες)... 56 4.2.3 Υποξύ έμφρακτο (3 μέρες έως 3 εβδομάδες)... 57 4.2.4 Χρόνιο έμφρακτο (3 εβδομάδες έως 3 μήνες)... 58 4.2.5 Χαρακτηριστικά διάχυσης σε ισχαιμία φαιάς και λευκής ουσίας 59 4.2.6 Έμφρακτο μεθοριακής περιοχής (watershed infracts)... 61 4.2.7 Φλεβικό έμφρακτο... 62 4.2.8 Μικρά έμφρακτα αγγείων... 63 4.2.9 Έμφρακτα του εγκεφαλικού στελέχους και της παρεγκεφαλίδας... 64 4.2.10 Έμφρακτα στο μεσολόβιο... 65 4.2.11 Αιμορραγικά έμφρακτα... 65 4.3 Ενδοκρανιακή αιμοραγία... 67 4.3.1 Ενδοπαρεγχυματικές αιμοραγίες... 67 4.3.2 Υποσκληρίδιες και επισκληρίδιες αιμορραγίες... 77 4.3.3 Αιμορραγία εντός όγκου... 78 4.3.4 Αιμορραγία σχετιζόμενη με αγγειακή δυσπλασία... 79 4.3.5 Αιμορραγία λόγω τραύματος... 80 4.4 Αγγειοπάθεια και αγγειίτιδα... 81 4.4.1 Πρωτογενής αγγειίτιδα... 82 4.4.2 Γιγαντοκυτταρική αρτηρίτιδα... 83 4.4.3 Νόσος του Churg-Strauss... 84 4.4.4 Φλεγμονώδης αγγειίτιδα... 85 4.4.5 Αγγειίτιδα που οφείλεται στα φάρμακα και ναρκωτικά.. 86 4.4.6 Υπερτασική εγκεφαλοπάθεια... 87 4.4.7 Προεκλαμψία/ Εκλαμψία... 88 [3]
4.4.8 Αιμολυτικό ουραιμικό σύνδρομο... 89 4.5 Επιληψία... 90 4.5.1 Κατηγοριοποίηση... 90 4.5.2 Η απεικόνιση με DWI στην επιληψία... 91 4.5.3 Επιληπτική κατάσταση... 92 4.6 Απομυελινωτικές και εκφυλιστικές ασθένειες... 94 4.6.1 Σκλήρυνση κατά πλάκας... 94 4.6.2 Οξεία διαδεδομένη εγκεφαλομυελίτιδα... 95 4.6.3 Καλπάζουσα πολυεστιακή λευκοεγκεφαλοπάθεια... 96 4.6.4 Βαλλεριανός εκφυλισμός... 96 4.6.5 Νόσος του Creutzfeldt Jakob... 97 4.7 Τοξικές και μεταβολικές ασθένειες... 97 4.7.1 Σπογγώδης λευκοεγκεφαλοπάθεια προκληθείσα από ηρωίνη 98 4.7.2 Κεντρική γεφυρική μυελινόλυση... 98 4.7.3 Σύνδρομο του Pick-Werniche... 100 4.7.4 Μιτοχονδριακή εγκεφαλοπάθεια... 101 4.7.5 Φαινυλκετονουρία... 102 4.8 Φλεγμονώδεις νόσοι... 102 4.8.1 Βακτηριακό εγκεφαλικό απόστημα... 103 4.8.2 Σηπτικό έμβολο... 104 4.8.3 Τοξοπλάσμωση... 106 4.8.4 Λοίμωξη από τον ιό ανοσολογικής ανεπάρκειας (HIV) 108 4.9 Τραύμα... 109 4.9.1 ιάχυτη αξονική βλάβη (DAI)... 109 4.9.2 Εγκεφαλικός μώλωπας (contusion)... 112 4.9.3 Αγγειακές κακώσεις... 113 4.10 Εγκεφαλικά νεοπλάσματα... 114 [4]
4.10.1 Γλοιώματα... 114 4.10.2 Επιδερμοειδείς όγκοι και αραχνοειδείς κύστεις... 115 4.10.3 Πρωτόγονοι νευροεκτοδερμικoί όγκοι... 117 4.10.4 Μηνιγγιώματα... 118 4.10.5 Λέμφωμα... 119 4.10.6 Κρανιοφαρυγγιώματα... 121 4.10.7 Μεταστάσεις... 121 4.11 Η DWI στην παιδιατρική... 123 4.11.1 Ισχαμία και έμφρακτα... 124 4.11.2 Υποξική ισχαιμική εγκεφαλοπάθεια... 124 4.11.3 Σύνδρομο του κακοποιημένου παιδιού... 125 4.11.4 ιάχυτη αξονική βλάβη (DAI)... 127 4.11.5 Μιτοχονδριακή έγκεφαλοπάθεια... 128 4.11.6 Εγκεφαλίτιδα... 129 4.11.7 Εγκεφαλικό απόστημα... 130 4.11.8 Εγκεφαλικός όγκος... 131 4.11.9 Νόσος εξάλειψης της λευκής ουσίας... 132 4.11.10 Τοξικές η μεταβολικές λευκοεγκεφαλοπάθειες... 133 4.11.11 Σκλήρυνση κατά πλάκας... 134 5 ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΙΚΟΝΑ ΣΤΗΝ ΙΑΓΝΩΣΗ... 135 5.1.1 ιαφορική διάγνωση για παθολογικές βλάβες με υψηλό σήμα διάχυσης σχετιζόμενο με χαμηλό ADC και υψηλής έντασης Τ2 σήμα 136 5.1.2 ιαφορικές διαγνώσεις για παθολογικές βλάβες με υψηλό σήμα διάχυσης σχετιζόμενο με ομοιογενώς υψηλό ADC και υψηλής έντασης Τ2 σήμα... 137 5.1.3 ιαφορικές διαγνώσεις για παθολογικές βλάβες με υψηλό σήμα διάχυσης σχετιζόμενο με χαμηλό ADC και υψηλής έντασης Τ2 σήμα. 142 [5]
5.1.4 ιαφορικές διαγνώσεις για παθολογικές βλάβες με ομοιογενές σήμα διάχυσης σχετιζόμενο με υψηλό ADC και υψηλής έντασης Τ2 σήμα... 152 5.1.5 ιαφορικές διαγνώσεις για παθολογικές βλάβες με χαμηλό σήμα διάχυσης σχετιζόμενο με υψηλό ADC και υψηλής έντασης σήμα της Τ2 βαρύτητας εικόνας.... 154 5.1.6 ιαφορικές διαγνώσεις για παθολογικές βλάβες με χαμηλό σήμα διάχυσης σχετιζόμενο με ομοιογενώς υψηλό ADC και ομοιογενής έντασης T2 σήμα... 157 5.1.7 ιαφορικές διαγνώσεις για παθολογικές βλάβες με τεχνικά σφάλματα.... 158 6 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ... 162 [6]
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σε αυτή την πτυχιακή παρουσιάζεται η τεχνική της διάχυσης στην απεικόνιση του εγκεφάλου, περιγράφονται τα τεχνικά σφάλματα της μεθόδου και διερευνάται η χρησιμότητα της μεθόδου στην ιατρική απεικόνιση. Αναλυτικά στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρονται και περιγράφονται οι βασικές αρχές της τεχνικής της διάχυσης. Ορίζονται οι βασικοί όροι της τεχνικής όπως ο φαινομενικός συντελεστής διάχυσης (ADC), η b-value και άλλοι και περιγράφεται τι συμβαίνει στον εγκέφαλο κατά την απεικόνιση του με την τεχνική διάχυσης. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται τα βασικά χαρακτηριστικά της απεικόνισης με τεχνική διάχυσης ενός υγιούς ενήλικου και παιδιατρκού εγκεφάλου και πιο συγκεκριμένα της απεικόνισης κάποιων βασικών ανατομικών δομών του. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφονται τα βασικά στοιχεία και οι έννοιες της διάχυσης όπως οι ADC χάρτες, οι εκθετικές εικόνες, το T2 shine-through, το T2 wash-out, το T2 black-out καθώς και οι παγίδες και τα τεχνικά σφάλματα που συχνά συνοδεύουν μια εικόνα διάχυσης. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται η περιγραφή των βασικών χαρακτηριστικών διάχυσης στις διάφορες παθήσεις, νόσους του εγκεφάλου, από τα οποία απορρέει η χρησιμότητα και αναγκαιότητα της χρήσης της τεχνικής διάχυσης στη εξέταση του εγκεφάλου. Τέλος το πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζει σε πρακτικούς πίνακες την διαφορική διάγνωση των εικόνων διάχυσης εγκεφάλου με βάση τα χαρακτηριστικά των εικόνων διάχυσης, του ADC και του σήματος Τ2. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον καθηγητή μου κύριο ημήτριο Κουμαριανό για την βοήθεια του καθ όλη την πορεία μου για την ολοκλήρωση της πτυχιακής μου εργασίας. [7]