Utilidad del estudio de perfusión mediante RM en la patología tumoral intracraneal

1. Utilidad del estudio de perfusión mediante RM en la patología tumoral intracraneal Carmen Hernández, Pablo Domínguez, Alberto Alonso, Lourdes Díaz, Reyes García de Eulate, José Luis Zubieta Departamento de Radiología Clínica Universitaria de Navarra

2. 1. Introducción • El estudio de perfusión por RM permite determinar la cantidad de sangre que irriga un territorio cerebral. • Hasta ahora se estudiaba exclusivamente mediante Medicina Nuclear (sobre todo PET o SPECT). • Técnicas novedosas permiten evaluar el flujo cerebral mediante RM (o TC), de forma cualitativa (comparación con otra zona) o cuantitativa (valor absoluto en ml/gr p.e).

3. 2. Técnica de RM • Dentro de la perfusión por RM existen 2 técnicas: • Dynamic Susceptibility Contrast (DSC): Se basa en el control dinámico del primer paso de un bolo de contraste exógeno. Es la técnica más utilizada y en la que nos centraremos. • Arterial Spin Labeling (ASL):No usa contraste exógeno sino que satura el agua de la sangre mediante pulsos de radiofrecuencia (RF) justo antes de llegar a la zona de interés. Por ahora con menor aplicación clínica.

4. 2. Técnica de RM • Dynamic Susceptibility Contrast (DSC): • Utiliza un contraste exógeno NO difundible (p.e. Gadolinio) • Permanece intravascular pero modifica la susceptibilidad magnética del tejido circundante, disminuyendo su señal en T2 y T2* en mayor medida que el aumento de señal T1. • Por ello se utilizan secuencias EPI EG potenciadas en T2*. • Proporciona una valoración CUALITATIVA del VOLUMEN de sangre en un tejido, no valores absolutos. Se compara por tanto con el valor en una zona de sustancia blanca sana.

5. Requiere un programa de postprocesado en el que deberemos analizar la función de entrada arterial (arterial input function, AIF) para obtener los mapas. La gráfica corresponde a la caída de señal del vaso en T2* por la llegada del bolo de contraste y la recuperación posterior. Ver también el archivo de video adjunto.

6. 2. Técnica de RM • Parámetros: • Cerebral blood volume (CBV) en ml/100 gr, indica la cantidad de sangre en un volumen de tejido. Es el de mayor utilidad en valoración de tumores. • Cerebral blood flow (CBF) en ml/100 gr x min, indica la cantidad de sangre que pasa por un volumen de tejido en un tiempo determinado. • Mean transit time (MTT) en sg, indica el tiempo que tarda la sangre en atravesar el voxel. • Se añade una “r” previa para indicar “relativo” (o en ocasiones “regional”) y “max” al final para indicar que utilizamos el valor máximo en el ROI.

7. 2. Técnica de RM • Las secuencias convencionales potenciadas en T1 tras contraste intravenoso muestran zonas de alteración de la barrera hematoencefálica (BHE). • La perfusión sin embargo evalúa cambios en el volumen de sangre por volumen de tejido, que reflejan la vascularización. • Se ha demostrado correlación entre el valor de rCBV y estudios angiográficos de densidad vascular e histológicos de neovascularización.

8. 3. Aplicaciones clínicas • Las aplicaciones principales incluyen: • Evaluar el tipo de tumor y diferenciar neoplasias de otras lesiones tumorales. • Predecir el grado tumoral en gliomas y guiar biopsias. • Seguimiento de tumores (progresión, recidiva vs cambios post-radioterapia y respuesta a tratamientos antineoangiogénicos o RT).

9. 4. Limitaciones • Baja resolución espacial. • Valor rCBV cualitativo (NO alteraciones globales). • Alta susceptibilidad a artefactos por heterogeneidad del campo (zonas de transición cerebro-hueso-aire, sangrado, calcio, metales o melanina). • Posible error (infraestimación) en lesiones con alteración severa o ausencia de BHE (como glioblastoma multiforme o meningioma p.e.). • Puede haber solapamiento de valores entre grados tumorales y valores “atípicos” de algunos tumores. • Los altos valores normales de vasos y sustancia gris dificultan en ocasiones la correcta valoración.

10. Gliomas • Para determinar el grado es más sensible que sólo contraste y múltiples estudios consideran el valor rCBV como el dato aislado (vs difusión y espectroscopía) con mejor correlación con grado tumoral en gliomas. • Sin embargo no existen límites absolutos (hay cierto solapamiento entre distintos grados) por lo que la perfusión no es concluyente en valores intermedios. También existen lesiones de comportamiento atípico.

11. Gliomas • Como valores orientativos expresados como proporción respecto a sustancia blanca sana, según el grado: • Glioblastoma multiforme: rCBVmax x5-6 • Astrocitoma anaplásico: rCBVmax x4 • Glioma de bajo grado: rCBVmax x1-2 • Gliomatosis cerebri: rCBVmax x0,5-1 • Oligodendroglioma variable • Astrocitoma pilocítico alto. • Guía de biopsias hacia las zonas de mayor rCBV • Respuesta a tratamiento antiangiogénico y RT. • Recidiva de alto grado vs radionecrosis

12. Glioblastoma multiforme Grado IV Astrocitoma fibrilar Grado II

13. Recidiva vs cambios por tratamiento • Pueden ser indistinguibles por imagen convencional (->PET), pero hallazgos histológicos opuestos: neovascularización en recidiva de tumor de alto grado vs daño vascular e hipoxia en radionecrosis o bordes quirúrgicos. • Los hallazgos de perfusión serán igualmente opuestos.

14. CASO: Hombre de 56 años con antecedente de glioblastoma multiforme intervenido. Control

15. A la izquierda imagen axial potenciada en T1 tras gadolinio, a la derecha imagen rCBV y en medio imagen de fusión. Realce lineal en T1 con gadolinio del borde de la cavidad quirúrgica, con alguna zona nodular. El mapa rCBV sólo muestra aumento de los valores de rCBV en el borde posterior de la cavidad.

16. Se realiza estudio de PET complementario con FDG (no mostrado) y metionina (a la derecha). Se puede observar la excelente correlación entre ambos estudios. La cirugía confirmó una recidiva en el borde posterior de la cavidad. Recidiva de glioblastoma multiforme

17. CASO: Hombre de 47 años con antecedente de carcinoma de seno frontal tratado hace 5 años con radioterapia radical (76 Gy). Alteraciones de conducta.

18. A la izquierda imagen axial potenciada en T1 tras gadolinio, a la derecha imagen rCBV y en medio imagen de fusión. Realce heterogéneo en T1 tras gadolinio, con zonas de necrosis. Escasos efectos de masa. El mapa rCBV muestra una marcada disminución de los valores de rCBV, muy sugestivo de radionecrosis.

19. Recidiva Radionecrosis

20. CASO: Mujer de 48 años intervenida hace 2 años de un Glioblastoma multiforme más radioterapia y quimioterapia, con una reintervención posterior por recidiva. Hace unos días sufrió alteración transitoria del lenguaje y se le ha diagnosticado por RM una posible recidiva. Acude a nuestro centro por primera vez.

21. Extensas zonas de alteración de barrera en la secuencia T1 con contraste. Sin embargo los valores de rCBV sólo están aumentados en la zona medial de la cavidad (flecha). El resto de las zonas son sugestivas de necrosis.

22. Secuencia de perfusión: imágenes sin procesar Antes del contraste Llegada del contraste Tras el contraste Aunque se observan zonas de hipointensidad secundarias a la cirugía previa las zonas de aumento de rCBV realmente se deben a la llegada del contraste.

23. Se realiza estudio de PET con FDG (fila superior) y metionina (fila central). Fusión en la fila inferior. De nuevo se observa una muy buena correlación con el rCBV. En la cirugía guiada por neuronavegación y fluorescencia se confimaron los hallazgos de perfusión y PET

24. Control precoz tras la nueva cirugía, que muestra dos focos de alteración de barrera sin aumento del rCBV (flechas blancas), compatibles con zonas de necrosis por los tratamientos previos. Se identifica una pequeña zona de aumento del rCBV (flecha roja).

25. Secuencia de perfusión: imágenes sin procesar Antes del contraste Llegada del contraste Tras el contraste La zona de supuesto aumento de rCBV se debe a la presencia de restos hemáticos en la cavidad, no observando cambios en la señal con la llegada del contraste. No se consideraron restos tumorales.

26. Secuencia de perfusión: imágenes sin procesar Recidiva de Glioblastoma Antes del ctrte Llegada del ctrte Tras el ctrte rCBV Artefacto

27. Metástasis vs alto grado • Diferenciación clínica si múltiples y/o primario conocido, pero no si única (30-50%) sin primario conocido. • Aumento de vascularización similar a tumor primario cerebral de alto grado y por tanto hallazgos similares en perfusión de la zona de lesión. • Sin embargo en alto grado infiltración periférica más allá del borde de alteración de barrera (realce) y en metástasis no. La valoración de rCBV perilesional puede diferenciar en ocasiones.

28. CASO: Tres pacientes diferentes, adultos, que debutan con clínica neurológica en ausencia de antecedentes oncológicos y en el estudio de RM presentan una lesión expansiva única con realce en anillo y necrosis central.

29. Paciente 1: En el estudio de perfusión la zona de mayor aumento de rCBV coincide con la de realce (en rojo), pero se observa una extensa zona de aumento menos marcado (en verde) que sobrepasa la zona de realce.

30. Pacientes 2 y 3: En el estudio de perfusión la zona de aumento de rCBV coincide exactamente con la de realce (en rojo), observando incluso disminución de los valores de rCBV en la sustancia blanca edematosa perilesional.

31. Glioblastoma multiforme Metástasis únicas

32. Metástasis vs alto grado • No obstante, en nuestra experiencia, no es infrecuente observar casos de Glioblastoma Multiforme sin “áreas de infiltración” visibles en el mapa de rCBV, especialmente en tumores de menor tamaño.

33. Linfoma • Importante alteración de BHE con imagen similar a alto grado/mtts. Sin embargo apenas neovascularización, sino crecimiento angiocéntrico • BAJO rCBV, similar a sustancia blanca sana: rCBVmax 1-2 veces el de SB sana aprox, vs 5-6 en alto grado/mtts • Pero mayor que lesiones por toxoplasmosis, importante en pacientes inmuno-comprometidos.

34. CASO: Paciente similar a los anteriores, adulto, que debuta con clínica neurológica en ausencia de antecedentes oncológicos y en el estudio de RM presenta una lesión expansiva única, heterogénea, con zonas de realce. No se observa necrosis central. Sospecha de Glioblastoma Multiforme

35. FLAIR T1 GAD FUSION rCBV Destaca la heterogeneidad de la lesión y que las zonas de realce son hipointensas en FLAIR. El estudio de perfusión apenas muestra cambios en los valores de rCBV, con alguna zona de aumento ligero (flecha). Ante la sospecha de linfoma se optó por la biopsia en lugar de cirugía de resección, confirmando afectación por un linfoma B.

36. Neoplasias Extra-axiales • En general altos valores de rCBV por alta vascularización, mayores para meningiomas que para Schwannomas. • Además curva distinta por paso inmediato del contraste al espacio extravascular (no recupera la señal inicial). En amarillo sustancia blanca sana. En rojo meningioma

37. Neoplasias Extra-axiales Lesión extraxial en ángulo pontocerebeloso derecho con intenso realce y que se introduce en cavum de Meckel derecho, planteando el diagnóstico diferencial entre Schwannoma del V par o meningioma. Los valores de rCBV tan aumentados y la cola dural sugieren meningioma. Por la localización y edad del paciente se optó por tratamiento radioterápico.

38. Lesiones no neoplásicas • Como norma no hay neoangiogénesis: • Infecciones: variable pero en general bajo • EM pseudotumoral: se puede confundir incluso en AP si no se realizan técnicas específicas, pero no existe alteración vascular -> rCBV normal. • Infartos pseudotumorales: independientemente de si son arteriales o venosos rCBV bajo.

39. CASO: • Hombre de 62 años que desde hace 6 años presenta cuadros autolimitados de disfasia motora y progresivamente debilidad en extremidades inferiores. • Cuando acude por primera vez a nuestro centro presenta torpeza motora con arrastramiento de ambos pies, sobre todo el derecho, y se le solicita analítica y RM cerebral.

40. Tras la administración de contraste destaca una lesión periventricular con realce en anillo, que no muestra ningún aumento de los valores de rCBV. Existían otras lesiones periventriculares sin realce. Esclerosis múltiple progresiva recurrente (bandas oligoclonales positivas).

41. CASO: • Mujer de 33 años que desde hace 3 meses en comienza a presentar un dolor agudo, de unos segundos de duración, en la mandíbula y labio izquierdos. • El estudio de RM muestra una lesión extraxial en ángulo pontocerebeloso izquierdo, de comportamiento similar al LCR en T1 y T2, atenuación parcial en FLAIR y restricción a la difusión del agua. Tras la administración de contraste no muestra realce.

42. Tras la administración de contraste no exiten zonas de realce. Los valores de rCBV están muy disminuidos, como corresponde a una lesión avascular. Quiste epidermoide.

43. CASO: • Hombre de 43 años con pérdida de audición progresiva desde hace 2 años. • En el estudio de RM cerebral se identifica una malformación vascular en ángulo pontocerebeloso izquierdo

44. Posibles errores • Tumoraciones de bajo grado con alta vascularización pueden ser confundidas con alto grado si tienen una presentación atípica. • Artefactos por metal o restos hemáticos pueden alterar los valores de rCBV, muy importante en controles postquirúrgicos. • Lesiones pequeñas y corticales pueden ser difíciles de valorar.

45. CASO: • Hombre de 65 años que tras un accidente de tráfico acudió al hospital por clínica neurológica de desorientación y pérdida de fuerza en extremidades inferiores. • En la TC realizada se observaba una lesión de gran tamaño supratentorial, con captación de contraste. • El estudio de RM muestra una lesión expansiva hiperintensa en T2, hipointensa en T1 y con intenso realce tras contraste y valores de rCBV aumentados. No hay zonas quísticas. • Se plantea el diagnóstico diferencial entre tumoración primaria cerebral de alto grado y metástasis única. • Se realiza estudio de TC de tórax y abdomen que es negativo.

46. El resultado de la biopsia guiada por neuronavegación fue de Astrocitoma pilocítico.

47. CASO: • Hombre de 58 años con carcinoma broncoalveolar de reciente diagnóstico, sin clínica neurológica. • En el estudio de extensión con RM cerebral se aprecia una lesión única, cerebelosa, con realce muy intenso y homogéneo tras la administración de contraste.

48. Por su comportamiento en las distintas secuencias se sugirió lesión no metastásica muy vascularizada, posible hemangioblastoma o papiloma de plexo. El resultado de la AP fue de hemangioblastoma.

49. Otro caso de hemangioblastoma, también sin componente quístico, hallazgo incidental en un paciente con cefalea. Los valores de rCBV son el máximo permitido por el programa en toda la lesión.

50. Conclusiones • Es una técnica rápida y que no requiere modificaciones significativas sobre los protocolos habituales, a excepción de la velocidad de inyección. • Resulta muy útil para: • Diferenciar neoplasias entre sí y de otras lesiones. • Predecir el grado tumoral y guiar biopsias. • Seguimiento de tumores (progresión, recidiva vs cambios post-tratamientos y respuesta a tratamientos antineoangiogénesis o RT). • No olvidar limitaciones -> PET FDG-Metionina