La Diffusione RM Nella Patologia Encefalica

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PERUGIA

FACOLTA’ DI MEDICINA E CHIRURGIA

CORSO DI LAUREA IN

TECNICHE DI RADIOLOGIA MEDICA PER IMMAGINI E RADIOTERAPIA

Anno Accademico 2005/2006

“La Diffusione RM nella patologia encefalica’’

Relatore Laureando

Dr. P. Floridi Alessandro LigiServizio di Neuroradilogia Az. Osp. Perugia

Dir. Dr.P. Pelliccioli

Presidente del Corso di Laurea Prof. Renato Palumbo

• La diffusione indica il moto caotico e disordinato delle molecole di acqua nei tessuti biologici

• L’acqua rappresenta il 70% in volume dei tessuti biologici

• L’acqua riveste un ruolo importante nell’equlibrio osmotico dei tessuti, nel trasporto degli enzimi e dei substrati metabolici

DiffusioneDiffusione

• Isotropica: espressione di movimenti caotici che avvengono in un fluido omogeneo

• Anisotropica: è condizionata dalla struttura del tessuto e tiene conto di ostacoli biologici

Diffusione anisotropica(direzionale): le cellule nervose, le fibre mieliniche, rapprentano una barriera

al movimento dell’acqua

DiffusioneDiffusione

La misura della mobilità dell'acqua può risultare un valido strumento per descrivere la struttura dei tessuti su scala microscopica, ben oltre la capacità di risoluzione delle usuali metodiche di imaging

• produce immagini che dipendono dai movimenti microscopici delle molecole di acqua

• importante strumento diagnostico nella pratica clinica

Diffusion RM

Tecnica di Stejskal–Tanner : seq. spin-echo combinata con due gradienti di diffusione

γ = 42Mhz/Tesla (cost. g.magn.)

G= gradiente di diffusione

δ= durata di applicaz. G

∆= tempo tra due impulsi G

Il diverso lvello di pesatura in diffusione si ottiene modificando il valore di

b-value

Alto valore di b alta attenuazione del segnale di diffusione

La diffusione dell’acqua in presenza di un gradiente di sfasamento causa attenuazione del segnale RM

Tecnica

Immagini Immagini isotropicheisotropiche-- Immagini pesate in diffusione(DWI)Immagini pesate in diffusione(DWI)

Immagini Immagini anisotropicheanisotropiche-- Tensore di diffusione (DTI)Tensore di diffusione (DTI)-- TrattografiaTrattografia (FT(FT))

MR GE 1,5 MR GE 1,5 TeslaTeslaGradienti 20mT/mGradienti 20mT/m

Seq.Seq. DWIDWISingleSingle--ShotShot SE EPISE EPITR=6000, TE=80TR=6000, TE=8030, 6 mm, 24 30, 6 mm, 24 FovFov, 24 sec, 24 secB 0B 0--1000sec/mm1000sec/mm22

b=500 b=1000 b=1500

b=0

ADC (Apparent Diffusion Coefficient)

• Sono ottenute acquisendo due DWI a bvalue differenti (0 e 1000)

• contengono una precisa informazione quantitativa relativa ai processi diffusivi

• appaiono come il negativo delle DWI

• non risentono di alcuna pesatura T2

ADC (Coefficienti di Diffusione Apparente)

ADC riflette l’organizzazione strutturale del tessuto

Aumento della diffusionecon l’aumentare del valore di

b value

Applicazioni ClinicheApplicazioni Cliniche

•• IschemiaIschemia cerebrale acutacerebrale acuta

•• Tumori cerebraliTumori cerebrali

•• InfezioniInfezioni

•• TraumiTraumi

•• Malattie Malattie demielinizzantidemielinizzanti

IschemiaIschemia acutaacuta

3 ore3 giorni

differenziazione lesione acuta da cronichedifferenziazione lesione acuta da croniche

differenziazione lesione acuta da cronichedifferenziazione lesione acuta da croniche

Epidermoide

Cistiaracnoidale

GBM

ascesso

Tecnica

Immagini isotropiche- immagini pesate in diffusione(DWI)

Immagini Immagini anisotropicheanisotropiche-- tensore di diffusione(DTI)tensore di diffusione(DTI)-- TrattografiaTrattografia(FT)(FT)

Tensore di diffusioneTensore di diffusione

• descrizione completa dei processi diffusivi in mezzi anisotropi

• acquisizione di un minimo di 6 DWI pesate in diffusione lungo direzioni diverse e di un’immagine a bvalue nullo.

• consente di superare i limiti di direzionalitdirezionalitààdi DWI e mappe ADC

Tensore di diffusioneTensore di diffusione

• Indici di diffusione anisotropa sono l’Anisotropia Frazionaria (FA)

• Il naturale sostituto di una mappa ADC può essere rappresentato da una mappa di Traccia (Trattografia)

Fascio cortico-spinale

possibili alterazioni delle fibre nervose possibili alterazioni delle fibre nervose realizzabili nelle lesioni neoplasticherealizzabili nelle lesioni neoplastiche

deviate infiltrate

edematose distrutte

Neoplasia benigna: i fasci Neoplasia benigna: i fasci corticocortico--spinalispinalisono sono deviatideviati dal tumoredal tumore

AstrocitomaAstrocitoma: le fibre nervose sono : le fibre nervose sono infiltrateinfiltratedal tumoredal tumore

ConclusioniConclusioni

“DWI” “ mappe ADC” “ indici di diffusione anisotropa” “Trattrografia”

forniscono un potente mezzo di indagine per i processi di diffusione microscopica dell’acqua a livello del tessuto nervoso

ConclusioniConclusioni

La La diffusiondiffusion RMRM èè una metodica di studio una metodica di studio speciale che rappresenta un approccio speciale che rappresenta un approccio complementare allo studio di Imaging complementare allo studio di Imaging convenzionaleconvenzionale

ConclusioniConclusioni

Possono essere rivelate alterazioni patologiche non facilmente evidenziabili con altre tecniche diagnostiche di base.

E’ possibile evidenziare precocemente alcunepatologie, fra cui l’ischemia iperacuta, quandoil danno non è ancora strutturale ma solamente funzionale

ConclusioniConclusioni

Il limite è rappresentato dalla necessità di avere apparecchiature ad alto campo e gradienti di almeno 20mT/m

ConclusioniConclusioni

T S R MT S R MNecessarie conoscenze dei principi Necessarie conoscenze dei principi chimicochimico--fisicifisici alla base del fenomeno alla base del fenomeno

Conoscenza e riconoscimento dellaConoscenza e riconoscimento dellapatologia del sistema nervosopatologia del sistema nervoso

Valutazione tecnica del risultato ottenuto Valutazione tecnica del risultato ottenuto