ΕΥΦΡΟΣΥΝΗ ΠΑΠΑΔΑΚΗ, MD, PhD ΛΕΚΤΟΡΑΣ ΝΕΥΡΟΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΚΡΗΤΗΣ

ΕΥΦΡΟΣΥΝΗ ΠΑΠΑΔΑΚΗ, MD, PhD ΛΕΚΤΟΡΑΣ ΝΕΥΡΟΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΚΡΗΤΗΣ

TEΧΝΙΚΗ MOΡΙAΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ (DIFFUSION-WEIGHTED IMAGING) Ισοτροπική διάχυση Aνισοτροπική διάχυση ADC (Apparent Diffusion Coefficient) :Σχετικός συντελεστής διάχυσης = ( 1 + 2 + 3 ) / 3 Μέση απόσταση που διανύεται από ένα μόριο νερού στη μονάδα του χρόνου ( μέσο μέγεθος του ελλειψοειδούς) FA (Fractional Anisotropy) : Κλασματική Ανισοτροπία = Αντανακλά το βαθμό ευθυγράμμισης των κυτταρικών δομών και την ακεραιότητα των νευρικών ινών (εκκεντρότητα του ελλειψοειδούς)

TEΧΝΙΚΗ MOΡΙAΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ (DIFFUSION-WEIGHTED IMAGING)

ΑΚΟΛΟΥΘΙΑ ΠΑΛΜΩΝ STEJSKAL-TANNER Κλασσική T2 Spin-Echo EPI ακολουθία Πρόσθεση δύο επιπρόσθετων βαθμιδωτών πεδίων κωδικοποίησης της διάχυσης(diffusion gradients) ίσων σε ένταση αλλά αντίθετων σε κατεύθυνση πριν και μετά τον 180 παλμό Η μη πλήρης διόρθωση της φάσεως στην οποία βρίσκονται τα κινούμενα μόρια του νερού κατά την εφαρμογή των δύο βαθμιδωτών πεδίων συνεπάγεται απώλεια σήματος που είναι ανάλογη με το μέγεθος της διάχυσης τους κατά την κατεύθυνση των πεδίων

DIFFUSION TRACE IMAGING (ισοτροπική εικόνα μοριακής διάχυσης)

DIFFUSION TENSOR IMAGING (ανισοτροπική εικόνα μοριακής διάχυσης) (0,0,0) (1,0,1) (-1,0,1) (0,1,1) (0,1,-1) (1,1,0) (-1,1,0)

DWI ADC map FA map Color(directionally)-encoded FA map

DIFFUSION TENSOR IMAGING - FIBER TRACTOGRAPHY 1 > 2, 3 1 3 2

ΕΝΤΑΣΗ ΣΗΜΑΤΟΣ ΣΤΗΝ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ DWI = Τ2 + ADC? = +

ΕΝΤΑΣΗ ΣΗΜΑΤΟΣ ΣΤΗΝ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ADC ADC map DWI ADC ADC map DWI

DWI και ADC map πρέπει να ερμηνεύονται ΜΑΖΙ T2 wash out T2 shine-through T2 w TSE ADC Map DWI

ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ Ισχαιμία Aιμορραγία Νεοπλασία Λοίμωξη Τραύμα Απομυελίνωση

ΙΣΧΑΙΜΙΑ KAI ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ CBF < 10 ml / 100gr / min: ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΑΥΣΗ ΚΥΤΤΑΡΑ Βλάβη αντλίας Κ + -Να + Έξοδος Κ +, είσοδος Να +, Cα ++, νερού ΑΓΓΕΙΑ Βλάβη αιματεγκεφαλικού φραγμού ΚΥΤΤΑΡΟΤΟΞΙΚΟ ΟΙΔΗΜΑ (από τα πρώτα λεπτά) ΑΓΓΕΙΟΓΕΝΕΣ ΟΙΔΗΜΑ (μετά τις πρώτες 6-8 ώρες)

ΠΡΩΪΜΗ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΤΗΣ ΙΣΧΑΙΜΙΑΣ ΚΥΤΤΑΡΟΤΟΞΙΚΟ ΟΙΔΗΜΑ ΑΓΓΕΙΟΓΕΝΕΣ ΟΙΔΗΜΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΗ ΔΙΑΧΥΣΗ Αυξημένη ενδοκυττάρια γλοιότητα Ελαττωμένος εξωκυττάριος χώρος ΚΦ ΑΥΞΗΜΕΝΗ ΔΙΑΧΥΣΗ Αυξημένος εξωκυττάριος χώρος ADC DWI ADC ποικίλο σήμα DWI

ΠΡΩΪΜΗ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΤΗΣ ΙΣΧΑΙΜΙΑΣ 4 ώρες μετά την έναρξη των συμπτωμάτων ADC map T2TSE DWI DWI >> Non-Contrast CT and conventional MRI in detecting acute ischemia Sensitivity : CT: 16-70% DWI: 80-100%

Δ.Δ. ΠΥΡΗΝΑ ΕΜΦΡΑΚΤΟΥ ΑΠΟ ΠΑΡΑΣΚΙΑ (PENUMBRA) PWI- DWI PWI DWI INFARCT CORE PENUMBRA OLIGEMIA Volumes of cortical penumbra decline over time The initial perfusion threshold of the ischemic core rises progressively to reach the penumbra threshold Baron 1999

AΝΙΧΝΕΥΣΗ ΠΑΡΑΣΚΙΑΣ PWI DWI MISMATCH (PENUMBRA) > THROMBOLYSIS <4.5 ώρες = MATCH REPERFUSION NO THROMBOLYSIS <

3 ώρες μετά την έναρξη των συμπτωμάτων DWI ADC map

CBV DWI PWI> DWI CBF THROMBOLYSIS MTT

1 μέρα μετά την ενδοφλέβια θρομβόλυση DWI ADC map

ΧΡΟΝΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΑDC ΣΕ ΙΣΧΑΙΜΙΚΟ ΕΜΦΡΑΚΤΟ pseudonormalization (Weber J, 2000)

ΧΡΟΝΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΑDC ΣΕ ΙΣΧΑΙΜΙΚΟ ΕΜΦΡΑΚΤΟ DWI ADC Map DWI ADC Map 3 hours 7 days pseudonormalization 40 hours 4 months

Δ.Δ. ΟΞΕΟΣ ΑΠΟ ΧΡΟΝΙΟ ΕΜΦΡΑΚΤΟ DWI ADC Map DWI ADC Map ΟΞΥ ΧΡΟΝΙΟ

TRACTOGRAPHY ΣΕ ΙΣΧΑΙΜΙΑ Οξύ έμφρακτο: περιορισμένη εφαρμογή-εντοπισμός οξέων εμφράκτων σε σχέση με ειδικές λειτουργικές οδούς Υποξυ-χρόνιο έμφρακτο : καταστροφή νευρικών ινών

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΣΤΗΝ ΑΙΜΟΡΡΑΓΙΑ 4,5 ώρες από την έναρξη των συμπτωμάτων Διαφορική διάγνωση από οξεία ισχαιμία Ελάττωση του εξωκυττάριου χώρου (συρρίκνωση θρόμβου) Αυξημένη γλοιότητα (μεταβολές σχήματος ερυθροκυττάρων, μεταβολές συγκέντρωσης αιμοσφαιρίνης, εναπόθεση ινικής DWI GRE Ελαττωμένης έντασης περιφερικός δακτύλιος λόγω φαινομένων μαγνητικής επιδεκτικότητας ADC map DWI (δεοξυαιμοσφαιρίνη)

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΣΤΗΝ ΑΙΜΟΡΡΑΓΙΑ Early vs late subacute hemorrhage Early subacute : T2 black out effect from susceptibility artifacts Late subacute : T2 shine through effect? High viscosity?

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΣΤΗΝ ΑΙΜΟΡΡΑΓΙΑ Αιμορραγική μετατροπή εμφράκτου T2TSE FLAIR T1SE Τ2 black out effect from susceptibility artifacts GRE DWI

ΝΕΟΠΛΑΣΙΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΚΥΤΤΑΡΟΒΡΙΘΕΙΑ-ΑΤΥΠΙΑ ΔΙΗΘΗΤΙΚΟ ΟΙΔΗΜΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗ ΑΓΓΕΙΟΓΕΝΕΣ ΟΙΔΗΜΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΗ ΔΙΑΧΥΣΗ ΚΦ ΑΥΞΗΜΕΝΗ ΔΙΑΧΥΣΗ ADC, DWI ADC, ποικίλλει DWI

ΝΕΟΠΛΑΣΙΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ T2TSE FLAIR Τ1+Gd DWI ADC map CBV map

ΝΕΟΠΛΑΣΙΑ ΚΑΙ ΤRACTOGRAPHY BJ Jellison, et al: AJNR 2004 παραμόρφωση - παρεκτόπιση διήθησηκαταστροφή των νευρικών οδών

ΝΕΟΠΛΑΣΙΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ Ανίχνευση της βλάβης Δ.Δ. : μη νεοπλασματικές βλάβες (απόστημα) μεταστατικές βλάβες (καθαρό αγγειογενές από διηθητικό οίδημα) Xαρακτηρισμός όγκου : κυτταρική ατυπία (σχέση πυρήνα- κυτταροπλάσματος) Κυτταροβρίθεια όγκου- grading ( ADC σε grade) αρνητική συσχέτιση του ADC με τον δείκτη Ki67 Επέκταση του όγκου : διηθητικό οίδημα ( ADC ) /καταστροφή νευρικών ινών (tractography)

ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΒΛΑΒΗΣ T1SE T2TSE DWI ΕΠΙΔΕΡΜΟΕΙΔΗΣ ΚΥΣΤΗ

Δ.Δ. ΕΓΚΕΦΑΛΙΚΟΥ ΑΠΟΣΤΗΜΑΤΟΣ ΑΠΟ ΝΕΚΡΩΤΙΚΟ ΟΓΚΟ AΠΟΣΤΗΜΑ DWI ADC map ΝΕΚΡΩΤΙΚΟΣ ΟΓΚΟΣ Εγκεφαλικό απόστημα: ελάττωση ADC Νεκρωτικός όγκος : αύξηση ADC

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΝΕΟΠΛΑΣΙΑΣ DWI ΠΡΩΤΟΠΑΘΕΣ ΛΕΜΦΩΜΑ ADC map Ελάττωση ADC

ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΟΡΙΩΝ ΤΟΥ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΟΣ- ΠΡΟΕΓΧΕΙΡΗΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ Tα καρκινικά κύτταρα διηθούν την «φυσιολογικά απεικονιζόμενη λευκή ουσία»

ΠΡΟΕΓΧΕΙΡΗΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ Διήθηση στα όρια της νεοπλασίας T2TSE FLAIR Τ1+Gd ADC map Ελάττωση ADC FA maps tractography Καταστροφή των νευρικών ινών E.Papadaki, M.Law, St.Clair F et al ASNR 2006

Διήθηση εκτός ορίων της νεοπλασίας Tractography 0.69 0.77 0.75 0.91 ADC map FA map FA-color map E.Papadaki, M.Law, St.Clair F et al ASNR 2006

ΚΑΛΟΗΘΕΙΣ ΜΕΤΕΓΧΕΙΡΗΤΙΚΕΣ ΑΛΛΟΙΩΣΕΙΣ 3 μήνες μετά το χειρουργείο ADCmap CBVmap Γραμμοειδής πρόσληψη, υψηλό ADC

ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΟΣ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ-ΥΠΟΤΡΟΠΗ 3 μήνες μετά το χειρουργείο ADCmap CBV map Οζώδης πρόσληψη, χαμηλό ADC

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΣΤΗΝ ΕΡΠΗΤΙΚΗ ΕΓΚΕΦΑΛΙΤΙΔΑ Κυτταροτοξικό οίδημα φλοιού DWI ADC map

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΣΤΟ ΤΡΑΥΜΑ Αλλοιώσεις με την τεχνική μοριακής διάχυσης στο οξύ τραύμα Τύπου Ι DWI ADCmap Αγγειογενές οίδημα Τύπου ΙΙ DWI ADCmap Κυτταροτοξικό οίδημα Τύπου ΙΙΙ Κεντρική αιμορραγική βλάβη με περιφερική περιοχή αγγειογενούς οιδήματος

Διαφορική διάγνωση κυτταροτοξικού από αγγειογενές οίδημα DWI GRE ADC map Αλλοίωση τύπου ΙΙΙ

Ανίχνευση μη αιμορραγικής νευραξονικής βλάβης GRE DWI ADC map Αλλοίωση τύπου ΙΙ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΚΑΙ ΔΕΥΤΕΡΟΠΑΘΕΙΣ ΤΡΑΥΜΑΤΙΚΕΣ ΑΛΛΟΙΩΣΕΙΣ Διάχυτο εγκεφαλικό οίδημα Κυτταροτοξικό excitotoxic (απότοκο απελευθέρωσης νευρομεταβιβαστών) ισχαιμικής αρχής Αγγειογενές (απότοκο αυξημένης ενδοκράνιας πίεσης συστηματική σφαιρική υποξία)

3 μέρες μετά GRE ADC map Κυτταροτοξικό (excitotoxic?) οίδημα DWI

DWI ADC map συστηματική σφαιρική υποξία

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΣΤΗΝ ΣΚΠ 40 yrs, male, RRMS, EDSS=2.5 Φλεγμονή Απομυελίνωση Απώλεια νευραξόνων Γλοίωση Αύξηση ADC Ελάττωση FA ADC map DWI

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΣΤΗΝ ΣΚΠ Ελάττωση ADC στην περιφέρεια οξέων απομυελινωτικών βλαβών 45 yrs, male, RRMS, EDSS=3.5 0.97 T2TSE Post-Gd T1SE ADC map 1.25

Υψηλές τιμές ADC στην φυσιολογικά απεικονιζόμενη λευκή ουσία (NAWM) E. Papadaki et al ECR 2005 ΣΚΠ: ΔΙΑΧΥΤΗ ΝΟΣΟΣ ΤΗΣ ΛΕΥΚΗΣ ΟΥΣΙΑΣ Οι τιμές ADC στην NAWM των ασθενών με ΣΚΠ είναι στατιστικά σημαντικά υψηλότερες σε σύγκριση με τις αντίστοιχες τιμές της λευκής ουσίας των φυσιολογικών εθελοντών. 25 yrs M, healthy 0.805 29 yrs M. RRMS, EDSS: 2.5 0.9 ADC map

TRACTOGRAPHY ΣΤΗΝ ΣΚΠ AΠΩΛΕΙΑ ΝΕΥΡΑΞΟΝΩΝ MS plaque NAWM

ΚΥΤΤΑΡΟΤΟΞΙΚΟ ΟΙΔΗΜΑ Οξεία ισχαιμία Τραύμα Εγκεφαλίτιδα Οξεια απομυελίνωση Creutzfeldt-Jakob Status epilepticus DWI ΚΥΤΤΑΡΟΒΡΙΘΕΙΑ ΑΥΞΗΜΕΝΗ ΓΛΟΙΟΤΗΤΑ Απόστημα Όγκος Αιμορραγία ΑΓΓΕΙΟΓΕΝΕΣ ΟΙΔΗΜΑ Περιεστιακό οίδημα Φλεβικό έμφρακτο PRES = DWI

University Hospital of Heraklion