Espectroscopía principios y tumores cerebrales

1. Dr. Orlando Morales Ballesteros
Residente de Imagenología diagnóstica y terapéutica

2. Espectroscopia por resonancia magnético…
Química
Análisis In Vivo de procesos metabólicos
 Protón
▪ Frecuencia de precesión…
▪ B= Bext + Blocal…

3. Desplazamiento químico;
ppm… Radical A v.s. radical de
referencia (3-trimetilsilil[2,2,3,3-
2H]propionato sódico (TSP)
0 ppm

4. Metabolito Abreviatura Localización
(ppm)
Multiplicidad
Lactato Lact 1,35 Doblete
Alanina Ala 1,47 Doblete
Acetato Ac 1,97 Singlete
N-acetil aspartato NAA 2,02 Singlete
Glutamato Glx 2,10 Multiplete
Glutamina Glx 2,14 Multiplete
Glutamato Glx 2,35 Triplete
Succinato Succ 2,42 Singlete
Glutamina Glx 2,46 Triplete
N-acetil aspartato NAA 2,50 Doblete de dobletes
Creatina Cr 3,03 Singlete

5. Metabolito Abreviatura Localización
(ppm)
Multiplicidad
Colina Cho 3,20 Singlete
Scyllo-inositol sI 3,35 Singlete
Taurina Tau 3,43 Triplete
Colina Cho 3,52 Triplete
Myo-inositol mI 3,55 Doblete de
dobletes
Glicina Gly 3,56 Singlete
Glutamato Glx 3,77 Triplete
Glutamina Glx 3,78 Triplete
Alanina Ala 3,79 Cuadriplete
Creatina Cr 3,93 Singlete

6. PRESS (Point Resolved
Spectroscopy)
TE: 18-45 ms (corto) 120-288 ms
(largo)
Selección del área a estudiar
Homogenizar campo magnético
(gradientes)… Cambios en FP solo
dependientes de la constante de
apantallamiento

7. Supresión de la señal del agua
 Agua… concentración 10,000 a 100,000 veces
mayor que el resto

8. Optimizar la adquisición del espectro
 Apariencia del espectro
 Información obtenida
TE: 18-45 ms (corto) 120-288 ms (largo)

9. TE Largo; número reducido de metabolitos con
menor distorsión de la línea base
 136ms; Alanina y lactato invertidos; mejor
diferenciación de lípidos
TE de corto; visibles mayor número de
resonancias
 Lípidos, myo-inositol, glutamina o glutamato

10. Multivoxel
 Características metabólicas de múltiples voxels
pero…
▪ Mayor dificultad para obtener registro de calidad
(señal/ruido, homogeneidad del campo, definición de picos)
▪ Tiempo de adquisición mayor
▪ Menor precisión que secuencias de voxel único;
contaminación de voxels vecinos

11. Voxel único
 Región a estudiar definida (Tumores)
Multivoxel
 Valorar diferentes regiones
 El área no está claramente definida (seguimiento
de tumores post-Tx, Biopsia estereotáctica)

13. Resonancias anchas debidas a los grupos
metil y metileno de los ácidos grasos
Señales menores entre 2-2,5 y 5-6 ppm
Necrosis; criterio de malignidad mas su
aparecen en TE largo

14. Metabolismo aerobio-anaerobio de la región
NO en parénquima normal
Lesiones altamente celulares; sobrepasan
aporte vascular
 Lesiones quísticas o necróticas; dificultad para el
lavado del lactato
Grado tumoral alto*

15.  Aminoácido no esencial
 Meningiomas
N-Acetil Aspartato (2,02 ppm) NAA
 Resonancia mas intensa en parénquima sano
 Marcador neuronal
 Disminución en pérdida de neuronas o axones
(demencia, placas antiguas de EM, isquemia,
esclerosis mesial, tumores – origen extraaxial-)

16. Segunda resonancia a 2,50 ppm
Especificidad… cierto componente de Glx
en el espectro
 Tomar en cuenta la presencia de resonancia a
2,02 ppm, no confundir con presencia de NAA
(proliferación glial)

17. Señal secundaría 3,6-3,8 ppm
Mejor valoración con TE corto
Difícil separación en campo de 1,5 T
Relacionados con componente neuronal y
glial
Glutamina, mayor correlación con procesos
patológico (meningiomas)

18. Segunda resonancia 3,90 ppm
Relación con capacidad energética cerebral
Resonancia con menor variabilidad en cerebro
(Referencia interna)
 Normalizando valores (NAA/Cr, Cho/Cr)
Baja en tumores cerebrales
 Bajo nivel energético o secundarios…

19. Diferentes metabolitos; colina libre, fosforilcolina,
glicerofosforilcolina y fosfatidilcolina
Metabolismo de recambio celular; hipercelularidad
Metabolitos; Productos de degradación de destrucción
de la mielina
Varía en procesos locales y sistémicos
 Hepatico…
Potencial de prolifereción tumoral (gliomas)

20. Azucar forma parte de lípidos, fosfatidilinositol y de
un grupo de mensajeros (inositol polifosfatos)
Marcador de astrocitos
 Aumentado en astrocitomas de bajo grado
 Disminuido o ausente en tumores no gliales
 Característico de los hemangiopericitomas V.S.
Meningiomas
Alto: Alzheimer, Down, Gliosis, Leucoencefalopatía
multifocal progresiva.
Bajo: Encefalopatía hepática

21. Sobrepuesta al mI; aumentado en
glioblastomas multiformes…

23. Tumores gliales, Meningiomas, Mets, PNET

24. Manejo óptimo; Dx lo mas exacto posible
IRM, exactitud Dx 30-90% dep. tipo del
tumor
Anatomía patológica “Gold Standard”
 Biopsias, Mortalidad 1.7%; 8% inflamación o
abscesos
ERM correlación con AP

25. Limitaciones
 Tumores muy heterogéneos
 Diferente grado tumoral en la misma
lesión
 Muestra puede no ser representativa
del tumor (no liminación de ERM)
▪ Lo mismo puede ocurrir con el voxel (V.
único)
 Discrepancia entre patólogos…

26. Tumores: NAA (2,02) bajo, Cr (3,03) bajo, Cho
(3,20) alto, Gly/mI* (3,55-3,56) alto, presensia
de lactato (1,35), Glx (2,1-2,4) alto
Falsos positivos
 Gliosis reactiva severa
 Lesiones isquémicas de mas de 1 semana
 Pseudotumores en EM

28.  Falso positivo

30. Astrocitomas:
 NAA bajo, moderada reducción de Cr
 Elevación de Cho
Diversos parámetros para distinguir grado tumoral
 Niveles de colina
 Lactato
 Lípidos
 myo-Inositol

32. Múltiples trabajos; correlación directa entre
Cho y grado tumoral en tumores gliales
No demostrado siempre un incremento lineal.
Cho mayor en astrocitoma anaplásico que en
bajo grado
 Niveles de Cho en glioblastoma menores que en AA*

35. Indicador de alto grado tumoral
Aumento de actividad metabólica con
desplazamiento a vía anaerobia
 Depósito de lactato
Capacidad de lavado…
 Acumulación en áreas quísticas

36. Áreas de necrosis
Tumores de alto grado
GBM
 Con lípidos
 Sin lípidos
Menor medida AA

37. Desceso del mI con el grado tumoral
Aumento de glicina en el GBM*
Significativa sobreposición entre grados
tumorales

38. TE corto

39. TE largo

42. Hallazgos característicos
 NAA
 Cho
 Cr
 Lac – Ala
 Glx

43. En teoría no deberían contener NAA
Frecuente resonancia a 2,02 ppm
 Contaminación por posicionamiento del voxel
 Otros compuestos N-Acetilados, diferentes al
NAA
Marcada reducción del pico de NAA en
meningiomas

44. Cho marcadamente aumentada
Marcada reducción de Cr
Confirmado “in vitro”

45. Lact y ala; pueden estar elevados en algunos
meningiomas
Ala elevada; sin explicación pero
característico

46. Glx; aumento
 Glutatión; característico (2,36; 2,9; 3,4; 3,78 ppm)
 Hallazgo prevalentes y reproducibles; falta
análisis a profundidad

49. Lesión única?; primario o secundario?
Diferenciación dificil, sino imposible sin
histología
METS: moderada a marcada reducción de NAA;
Reducción de Cr, Cho elevada
 Idéntico a algunos astrocitomas
A veces Lip y Lact (GBM)
No diferencias significativas en patrones según
origen

50. METS vs GMB
 Aumento de Glx en mets
 Aumento de la relación Lip 1,3/Lip 0,9
 Ausencia de Cr
 NAA muy bajo o ausente* (baja reproducibilidad)

54. Tumores frecuentes en niños
Incremento en Cho; superiores que
astrocitomas y ependimomas
Patrones de mI, taurina, Glx
 Interpretación incierta

56. Tumores en adultos
 Lip 1,3 superiores en GBM y Mets
 Ala superiores en meningiomas
 Cho superiores en AA que Astrocitomas de bajo
grado; Aun mayor en meningiomas
 Cr inferiores en AA que en ABG; aun menores en
meningiomas

57. 84% clasificaciones correctas (meningiomas,
Astrocitoma de bajo grado, AA, GMB-METS)
PNET; Cho superior al resto; escasa Cr y NAA
 Ausencia o escasos Lip
 Ala, inferior a meningiomas pero superior que
astrocitomas de bajo grado, AA y Mets
 78% clasificación correcta, 9% no clasificable, 13%
incorrectas

58. Meningioma – No meningioma; 94%
clasificaciones correctas
Meningiomas atípicos; 83% clasificación
correcta
Majós 2005; Espectroscopia por resonancia magnética de protón en el diagnóstico de tumores cerebrales; Universidad de Barcelona