Espectroscopía rm 2013
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Bases de Espectroscopía
Dr. Orlando Morales BallesterosResidente de Imagenología diagnóstica y terapéutica
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Espectroscopía Espectroscopia por resonancia
magnético… Química Análisis In Vivo de procesos
metabólicos Protón▪ Frecuencia de precesión… ▪ B= Bext + Blocal…
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Espectroscopía
Desplazamiento químico; ppm… Radical A v.s. radical de
referencia (3-trimetilsilil[2,2,3,3-2H]propionato sódico (TSP)
0 ppm
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Metabolitos detectables en el cerebro normalMetabolito Abreviat
uraLocalización (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
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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
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Técnica
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
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TécnicaSupresión de la señal del agua
Agua… concentración 10,000 a 100,000 veces mayor que el resto
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Tiempo de Eco (TE)
Optimizar la adquisición del espectro Apariencia del espectro Información obtenida
TE: 18-45 ms (corto) 120-288 ms (largo)
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Tiempo de Eco (TE)
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
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Voxel único vs MultivoxelMultivoxel
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
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Voxel único vs MultivoxelVoxel único
Región a estudiar definida (Tumores)Multivoxel
Valorar diferentes regiones El área no está claramente definida
(seguimiento de tumores post-Tx, Biopsia estereotáctica)
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Metabolitos
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Lípidos (0,9 y 1.3 ppm) Lip 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
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Lactato (1,35 ppm) Lact
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*
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Alanina (1,47 ppm) Ala
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-)
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N-Acetil Aspartato (2,02 ppm) NAA
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)
![Page 17: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/17.jpg)
Glutamina y glutamato(2,1-2,4 ppm) Glx
Señal secundaría 3,6-3,8 ppm Mejor valoración con TE cortoDifícil separación en campo de 1,5 T Relacionados con componente neuronal
y glialGlutamina, mayor correlación con
procesos patológico (meningiomas)
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Creatina y fosfocreatina(3,03 ppm) Cr
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…
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Derivados de la colina(3,20 ppm) Cho
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)
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Myo-inositol (3,55 ppm) mI 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
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Glicina (3,56 ppm) Gly
Sobrepuesta al mI; aumentado en glioblastomas multiformes…
![Page 22: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/23.jpg)
Tumores gliales, Meningiomas, Mets, PNET
Tumores cerebrales
![Page 24: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/24.jpg)
Tumores cerebrales
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
![Page 25: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/25.jpg)
Correlación
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…
![Page 26: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/26.jpg)
Parénquima normal VS Tumor 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
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![Page 28: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/28.jpg)
Falso positivo
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Tumores Gliales
![Page 30: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/30.jpg)
Tumores gliales
Astrocitomas: NAA bajo, moderada reducción de Cr Elevación de Cho
Diversos parámetros para distinguir grado tumoral Niveles de colina Lactato Lípidos myo-Inositol
![Page 31: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/31.jpg)
Grado tumoral
![Page 32: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/32.jpg)
Niveles de colina
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*
![Page 33: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/35.jpg)
Lactato
Indicador de alto grado tumoral Aumento de actividad metabólica
con desplazamiento a vía anaerobia Depósito de lactato
Capacidad de lavado… Acumulación en áreas quísticas
![Page 36: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/36.jpg)
Lípidos
Áreas de necrosisTumores de alto grado GBM
Con lípidos Sin lípidos
Menor medida AA
![Page 37: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/37.jpg)
myo-Inositol y glicina
Desceso del mI con el grado tumoral Aumento de glicina en el GBM* Significativa sobreposición entre
grados tumorales
![Page 38: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/38.jpg)
TE corto
![Page 39: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/39.jpg)
TE largo
![Page 40: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/40.jpg)
![Page 41: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/41.jpg)
Meningiomas
![Page 42: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/42.jpg)
Meningiomas
Hallazgos característicos NAA Cho Cr Lac – Ala Glx
![Page 43: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/43.jpg)
NAA y productos N-acetilados En teoría no deberían contener NAA Frecuente resonancia a 2,02 ppm
Contaminación por posicionamiento del voxel Otros compuestos N-Acetilados, diferentes al
NAAMarcada reducción del pico de NAA
en meningiomas
![Page 44: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/44.jpg)
Colina y creatina-fosfocreatina
Cho marcadamente aumentada
Marcada reducción de Cr Confirmado “in vitro”
![Page 45: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/45.jpg)
Lactato y alanina
Lact y ala; pueden estar elevados en algunos meningiomas
Ala elevada; sin explicación pero característico
![Page 46: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/46.jpg)
Glutamina y glutamato
Glx; aumento Glutatión; característico (2,36; 2,9; 3,4;
3,78 ppm) Hallazgo prevalentes y reproducibles;
falta análisis a profundidad
![Page 47: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/47.jpg)
![Page 48: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/48.jpg)
Metástasis
![Page 49: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/49.jpg)
Metástasos
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
![Page 50: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/50.jpg)
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)
![Page 51: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/51.jpg)
METS TE: Corto vs TE: Largo
![Page 52: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/52.jpg)
METS vs GBM
![Page 53: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/53.jpg)
Tumor Neuroectodérmico Primitivo (PNET)
![Page 54: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/54.jpg)
PNET
Tumores frecuentes en niños Incremento en Cho; superiores que
astrocitomas y ependimomas Patrones de mI, taurina, Glx
Interpretación incierta
![Page 55: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/55.jpg)
![Page 56: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/56.jpg)
Conclusiones
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
![Page 57: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/57.jpg)
Conclusiones
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
![Page 58: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/58.jpg)
Conclusiones
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
![Page 59: Espectroscopía rm 2013](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062405/556e9d95d8b42ad7458b549e/html5/thumbnails/59.jpg)