PSİKİYATRİK HASTALIKLARDA BEYİN MANYETİK REZONANS SPEKTROSKOPİ

1. PSİKİYATRİK HASTALIKLARDA BEYİN MANYETİK REZONANS SPEKTROSKOPİ Doç.Dr.Kaya SARAÇ İnönü Üniversitesi Tıp Fakültesi Radyoloji Anabilim Dalı Artvin 2003

2. MR spektroskopi belli makromoleküllerin invivo ve non-invaziv olarak değerlendirilme yöntemi

4. MR spektrokospi-MR görüntüleme Nükleer manyetizma

5. NÜKLEER MANYETİZMA

11. MR AKTİF ATOMLAR • 1H (hidrojen) • 31P (fosfor) • 13C (karbon) • 19F (flor) • 15N (nitrojen)

12. KİMYASAL ŞİFT İncelenen nukleusun etrafındaki diğer atomlar tarafından oluşturulan manyetik çevrenin, incelenen nukleusun proton ve nötronlarının hareketlerini etkilemesi

14. KİMYASAL ŞİFT İncelenen atomun • Farklı moleküllerde kimyasal ilişkileri farklıdır • Bu farklılığın tespiti yoluyla dokunun kimyasal ortamı hakkında bilgi elde edilir.

15. MR SPEKTROSKOPİ • Tanısal yöntem • MR görüntülerde saptanan yapısal patolojilerin yorumlanmasında • MR görüntülemenin normal olduğu durumlarda, varsa metabolik düzeyde patolojinin belirlenmesinde

16. MR SPEKTROSKOPİ • Hücre enerjisi • Hücre membranı

17. MR SPEKTROSKOPİ • Dokuların fizyolojik ve metabolik durumunun saptanması • Metabolik yolların incelenmesi • İlaçların farmakokinetik ve farmakodinamiklerinin incelenmesi • Tedaviye cevabın değerlendirilmesi

18. MR SPEKTROSKOPİ • İncelenen her bir atoma göre saptanan metobolitler farklı

19. MR SPEKTROSKOPİ • Bir metabolitin saptanabilmesi için • Küçük ve hareketli olmalı • Konsantrasyonu yeterli düzeyde olmalı

22. 1H MR SPEKTROSKOPİ İLE SAPTANAN METABOLİTLER • N- asetil aspartat (NAA) • Kolin(Cho) • Kreatin-fosfokreatin (Cr) • Myoinositol (MI) • Glutamat-glutamin (glx) • Laktat • Lipid • Alanin

23. NAA PİKİ • Primer olarak nöronlarda lokalize • Nöronal gelişim ve miyelinizasyon için gerekli • Doğumdan sonra miyelinizasyonla uyumlu olarak artar.

24. NAA PİKİNDE AZALMA • Nöronal kayıbda • Nöronal hasarda • Nöronun işlev bozukluğunda

25. NAA PİKİNDE AZALMA • İntrakraniyal tümörler • İnme • Epilepsi • Multipl skleroz • Hipoksik iskemik ensefalopati

26. KOLİN PİKİNİN OLUŞUMU • Hücre membran sentezine ve yıkımına katılan fosforil-kolin ve gliserofosforil-kolinden • İkincil haberci olarak işlev yapan metbolitlerden • Serbest kolinden (asetil kolin)

27. KOLİN PİKİNDE ARTMA • Hücre membran yapım ve yıkımının arttığı durumlarda • Beyin tümörleri • Multiple skleroz • Astrosit ve oligodendrositlerde nöronlardan daha yüksek oranda bulunduğundan • Gliozisde

28. KREATİN PİKİ • Enerji metabolizmasının genel bir göstergesi • İzafi olarak sabittir • Diğer piklerin değerlendirilmesinde standart olarak kullanılır.

29. MYOİNOSİTOL PİKİ • Hücre osmalalitesini devam ettirir. • Glial belirteçtir. • Toksik belirteçdir. • İnositol-trifosfat membran lipidi olan fosfohidatil inositolu düzenler.

30. GLİSİN PİKİ • Glutamat ve glutamininin oluşturduğu piktir. • Glutamat uyarıcı bir nörotransmiterdir. Özellikle nöronlarda bulunur. • Glutamin özellikle glial hücrelerde bulunur.

31. PATOLOJİK DURUMLARDA GÖRÜLEN PİKLER • Lipid piki: Nekrotik tümörler gibi hücre yıkımının ve nekrozun olduğu durumlarda • Laktat piki: Anaerobik glikolizis ürünüdür. İskemik durumlarda görülür. • Alanin piki: Menenjiomlarda görülür.

32. MR SPEKTROSKOPİ TEKNİKLERİ

34. MR SPEKTROSKOPİ TEKNİKLERİ • SVS (Single-voksel spectroscopy) • Belirlenmiş bölgelerde örnekleme yapılır. • Yerleşim yeri belirlenmiş bölgelerde kullanılır. • MVS-CSI (chemical shift imaging) • Geniş bir beyin alanında metabolitler değerlendirilir • Metabolit haritaları oluşturulabilir

35. SVS

36. SVS

37. MVS KİMYASAL ŞİFT GÖRÜNTÜLEME

38. MVS KİMYASAL ŞİFT GÖRÜNTÜLEME

39. MVS

40. MVS KİMYASAL ŞİFT GÖRÜNTÜLEME

41. MVS

42. 31P MR SPEKTROSKOPİ İLE SAPTANAN METABOLİTLER • Fosformonoesterler (PME) • Fosfodiesterler (PDE) • Fosfokreatin (PCr) • İnorganik Fosfat (Pi) • Nukleosid adenosin trifosfat (ATP)

43. 31P MR SPEKTROSKOPİ İLE SAPTANAN METABOLİTLER • PME piki: Membran fosfolipid öncüllerinin (fosforilkolin, fosforiletanolamin, gliserofosfat) konsantrasyonları ile ilişkilidir. • PDE piki: Membran fosfolipidlerinin yıkım ürünlerinin (gliserofosforilkolin, gliserofosfoetanolamin, gliserofosfat) konsantrasyonu ile ilişkilidir. • PME ve PDE piklerinin oranlanması fosfolipid metabolik aktiviteleri ile ilişkilidir. • Yaşlanma ile birlikte PME azalır, PDE artar,PME/PDE oranı düşer. • Tümörlerde PME piki artar.

44. 31P MR SPEKTROSKOPİ İLE SAPTANAN METABOLİTLER • ATP, PCr, Pi pikleri yüksek enerjili fosfat metabolizması ile ilişkilidir. • ATP karbonhidratların, proteinlerin ve yağların metabolizmasında gerekli yüksek enerji kaynağı için Kreb’s siklusunda görev yapar. • ATP seviyesi PCr tarafından tamponlanır. • Enerji tüketimi arttığı yada PCr üretimi azaldığı durumlarda PCr düşer ve Pi artar. • Pi piki hücre içi pH hesaplamasında kullanılır.

45. MR SPEKTROSKOPİ • 13C MR spektroskopi • Glukoz, glutamat-glutamin ve GABA • 7Li MR spektroskopi • Li’un farmakokinetik ve farmakodinamik özelliklerinin araştırılmasında • 19F MR spektroskopi • Fluoksetin ve fluvoksemin gibi flor içeren ilaçların beyindeki konsantrasyonlarını saptamak için

46. 13C MR SPEKTROKOPİ ÖRNEĞİ

47. PSİKİATRİK HASTALIKLARDA İNCELEME YÖNTEMLERİ • Yapısal patolojilerin araştırılmasında BT ve MR görüntüleme • İşlevsel bozuklukları belirlemekte PET, SPECT ve işlevsel MR • İnvivo olarak beyin biyokimyasının değerlendirilmesinde MR spektroskopi

48. ŞİZOFRENİDE 1H MR SPEKTROSKOPİ BULGULARI • Ana bulgu frontal bölge NAA pikinde azalmadır. Bu bulgu nöronal kaybı, sinaptik nörofibrillerde azalmayı ve nöronların işlevindeki bozukluğu gösterebilir. • Şizofreni hastalarında bazı antipsikotik ilaçların dorsolateral prefrontal korteksde NAA’yi arttırdığı belirlenmiştir. • Ayrıca medio-dorsal talamus, hipokampus ve medial temporal bölge gibi farklı beyin bölgelerinde de NAA’de azalma gösterilmiştir.

49. ŞİZOFRENİDE 1H MR SPEKTROSKOPİ BULGULARI • Prefrontal korteksde nöronal bütünlüğün bozulması ile limbik dopaminerjik aktivite sonucu psikoz olduğu ileri sürülmektedir. • 1H MR spektroskopide saptanan prefrontal kortikal NAA pikindeki azalmanın sitriatal dopamin konsantrasyon değişiklikleri ile birlikte olduğu gösterilmiştir. • Anterior singulat bölge NAA pikinin ise hastalığın süresi ile paralel olarak değiştiği gözlenmiştir. • Fronto-sitrial yolların Glu ile uyarılmasını göz önüne alarak, NAA pikindeki değişiklikleri glutamaterjik nörotansmiter anormallikleri ile ilişkilendiren yazarlar da vardır

50. ŞİZOFRENİDE 1H MR SPEKTROSKOPİ BULGULARI • Sol prefrontal korteksde antipsikotik tedaviyi takiben Gln seviyelerinde azalmadır. • Cho piki için çelişkili (artma, azalma) sonuçlar bildirilmiştir. Normalde yaşlandıkça Cho pikinde ortaya çıkan artışın şizofrenik hastalarda olmadığı ve bu sonucun miyelinizasyondaki yetersizlikle ilişkili olduğu söylenmiştir. • Hipokampusta lateralize GABA pik düzey anormallikleri de gösterilmiştir .