Laste MRT uuringute eripärad. HIE

Laste MRT uuringute eripärad. Hüpoksilis- isheemiline entsefalopaatia.

Katrin Bakhoff PERH veebruar 2012

Areng Intrauteriinses ja varases lapseeas toimub kiire areng. 

Neuroblastide ja glioblastide moodustumine germinaalmaatriksis ja rakkude migratsioon



Ajukäärude ja -vagude moodustumine



Müelinisatsioon

Migratsiooni milestones Germinaalmaatriks paikneb piki vatsakeste seinu ja on hästi vaskulariseeritud kuni 2. trimestri lõpuni, siis aegamööda taandareneb 10-20 RN-l vastutab neuroblastide ja glioblastide moodustamise eest, edaspidi ainult gliobastide eest 28.-30. RN-ni on näha külgvatsakeste seinas T2 hüpointensiivsena

Progression of cell migration.

29 RN

33 RN

Rakkude migratsioon

Enne 33 RN on valgeaine T2 kujutistel kihiline: eessarvede juures mütsid „caps“ tagasarvede juures nooleotsad „arrowheads“ Tegemist on tiheda ekstratsellulaarse maatriksiga valgeaine ristteedega ©2010 by Radiological Society of North America

Shroff M M et al. Radiographics 2010;30:763-780

Rakkude migratsiooni häire

Müelinisatsioon Müeliin on lamellaarse struktuuriga rakumembraan, mis ümbritseb aksonit, koosneb lipiididest ja proteiinidest Müelinisatsioon on tähtis protsess aju küpsemises, kuna on oluline neuraalsete impulsside ülekandel Müelinisatsioon on dünaamiline protsess: algab loote-eas ja lõpeb 3.-ks eluaastaks

Toimub:

kaudaalselt rostraalsele tagant ettepoole tsentraalselt perifeersele











Esimesel 2-3-l eluaastal areneb aju väga kiiresti, müeliini tekkimisel aju veesisaldus väheneb, ajaga müeliin „küpseb“ Sünnist kuni 6. elukuuni on müelinisatsioon paremini hinnatav T1 kujutistel 6. elukuust kuni 2. eluaastani – müelinisatsioon on paremini hinnatav T2 kujutistel T1 kujutistel on müelinisatsioon hele, teeb raskeks kortikaalse hallaine ja subkortikaalse valgeaine struktuuri hindamise selles perioodis T2 kujutistel on müeliin tume

28 RN- müeliniseerunud on tagumine ajutüvi ja subtalaamilised tuumad

T1

T1

38 RN- müeliniseerunud on capsula interna tagumine säär ja tsentraalvao ümbrus

T1 ©2010 by Radiological Society of North America

T1

Progression of myelination.

Shroff M M et al. Radiographics 2010;30:763-780

24.-28. nädalal müeliniseerub tagumine ajutüvi 24.-25.RN-l müeliniseerub taalamus 28. nädalaks on müeliniseerunud subtalaamiline ja ventrolateraalne taalamuse tuum 36.-37. nädalaks peab olema müeliniseerunud tagumine osa capsula interna tagumisest säärest 35.-36. nädalal müeliniseeruvad basaaltuumad Kortikospinaaltrakti müelinisatsioon progresseerub kraniaalsele ja 38.-40 nädalal on näha müelinisatsioon tsentraalses corona radiata ja s.centralise ümbruse valgeaines

T2

T2

T2

T2

T1

T2

T2

Vastsündinu vs. täiskasvanu aju

T1

T2

T1 FSPGR IR

Ajukäärude-vagude moodustumine 10 RN-l moodustub hemisfääridevaheline vagu S. Sylvii- lame depressioon on näha 14 RN-l, selgelt formeerunud 19. nädalaks S. calcarinus, s.parieto-occipitalis ja s.cinguli- lame depressioon 16.-18. RN, formeerunud 20-22 RN S.centralis 20 RN--> 24-25 RN Ajaga muutuvad vaod sügavamaks, laiemaks, käänulisemaks 34.RN-ks kõik primaarsed ja enamus sekundaarseid vagusid on olemas

Vagude moodustumine: 25. ja 29. rasedusnädal

©2010 by Radiological Society of North America

Shroff M M et al. Radiographics 2010;30:763-780

Laste uuringute eripärad 

Vastsündinute ajul on pikemad T1 ja T2 relaksatsiooni ajad tingituna selle kõrgemast veesisaldusest ning madalamast proteiini- ja lipiidide sisaldusest- TR aega tuleks tõsta, ETL võib tõsta



T1 kujutised TR 400-500 --> 800-850



T2 kujutised TR 3500-5000--> 9000-10000





FLAIR kujutised ei ole informatiivsed- vedelikku ajus on raske maha suruda DWI- b-value 1000--> 750-800 max; ADC- vee liikumine on vabam ja anisotroopia on madal- eriti esimestel elukuudel (NB valgeaine FP-l)

SpektroskoopiaMRS

NAA- neuronaalne marker Kasutatakse NAA/Cho, NAA/Cr, Lac/NAA suhet NAA/Cho suhe tõuseb 32.st rasedusnädalast ajaliseni

NAA/Cho suhte langus-

neuronite selektiivne kadu

Laktaat (Lac) on väheses koguses enneaegse ajus normaalne metaboliit; asfüksiaga lapse ajus laktaat tõuseb- võib püsida nädalaid Figure 11a.  Changes in cellular metabolism at MR spectroscopy in a term neonate with a significant perinatal history of prolapsed cord, low Apgar scores, and moderate hypotension. ©2006 by Radiological Society of North America

Chao C P et al. Radiographics 2006;26:S159-S172

< 2 a.v. 

T2 FSE/TSE (TR 3500-5000—>9000-10000 msek)



T1 SE (TR 400-500--> 800-850)



T2*GRE



DWI (b- value 1000--> 750-800)



--------------------



MRS



T1 3D FSPGR



FIESTA



kihipaksus ajus kuni 5 mm 

võimalusel/ vajadusel vähem

> 2 a.v. 

T2 FSE/TSE



T1 SE



FLAIR



T2*GRE



DWI

-------------------MRS T1 3D FSPGR FIESTA 

kihipaksus ajus kuni 5 mm (vajadusel vähem)

Laste MRT uuringute eripärad 

 





Kuni 2-kuu vanuseid lapsi (kui enneaegsed, siis korrigeeritud vanuses) on võimalik uurida nn. piimanarkoosis 7. eluaastast vanemad on tavaliselt ise paigal Vahepealses vanuses lapsed vajavad sedatsiooni või üldanesteesiat Oluline on mugav asend, müra kaitseks kõrvaklapid ning kardio-respiratoorne monitooring Enamus skänneritest on tehtud täiskasvanute uurimiseks

Laste MRT uuringute protokollid 





Kindlate protokollide kasutamine võimaldab uuringuid standardiseerida, püsivat uuringukvaliteeti ning töö efektiivsust Tehnikud on võimelised ise valima vastava protokolli ja see paneb nendele suurema vastutuse Protokolle saab muuta vastavalt tehnika arengule ja uutele teadmistele

Hüpoksilis- isheemiline ajukahjustus 

Vähenenud verevool, langenud vere hapnikusisaldus



Metabolism muutub oksüdatiivsest anaeroobseks







Energiatase langeb, tekib atsidoos, vabanevad põletiku mediaatorid ja neurotransmitterid (nt. glutamaat), formeeruvad vabad radikaalid, kumuleerub kaltsium Tõsine energeetiline kurnatus- rakkude surm e. nekroos Tagasihoidlikum energeetiline kurnatus- neuronite programmeeritud surm e. apoptoos

Figure 1.  Diagram illustrates the cascade of events contributing to brain injury in hypoxiaischemia.

Huang B Y , Castillo M Radiographics 2008;28:417-439

©2008 by Radiological Society of North America

Vastsündinute hüpoksilis- isheemilise ajukahjustuse mustrid 





 

Ajalistel ja enneaegsetel on erinevad mustrid tingituna erinevast aju küpsusastmest Ajukahjustus sõltub hüpoksia- isheemia raskusastmest ja kestusest Haavatavamad on kõrgema metaboolse aktiivsusega ja kõrgema müelinisatsiooni astmega alad MRI on valikmeetod, aitab prognoosida tagajärgi Aitab eristada antenataalseid muutusi perinataalsetest, kui teha uuring vähemalt esimese 2 nädala jooksul

Kerge-mõõdukas hüpoperfusioon Toimub verehulga ümberjaotumine metaboolselt aktiivsematesse piirkondadesse--> piirialade infarktid Hüpoperfusioon: –

enneaegsedperiventrikulaarse valgeaine kahjustus

–

ajalised- subkortikaalse valgeaine ja parasagitaalse korteksi kahjustus Figure 2.  Patterns of brain injury in mild to moderate hypoperfusion.

©2006 by Radiological Society of North America

Chao C P et al. Radiographics 2006;26:S159-S172

Tõsine hüpoperfusioon Enneaegsetel: – taalamused ja tagumine ajutüvi, ka vermise eesmine osa – basaalganglionite, hippokampuste, kortikospinaaltrakti ja väikeaju kahjustus võib ka olla Ajalistel: – taalamuste lateraalsed aspektid, globus pallidum, tagumine putamen, hippocampused, ajutüvi ja sensomotoorne korteks

Enneaegsed Kerge- mõõdukas hüpoperfusioonperiventrikulaarne leukomalaatsia, germinaalmaatriksi hemorraagia või mõlemad Tõsine hüpoperfusioonkahjustuvad taalamused, tagumine ajutüvi, vermise eesmine osa basaalganglionite, hippokampuste, kortikospinaaltrakti ja väikeaju kahjustus võib ka olla

Periventrikulaarne leukomalaatsia Fokaalse nekroosi alad - tsüstjas variant Difuusne kahjustus - mittetsüstiline variant Kahjustus lokaliseerub sagedamini külgvatsakeste trigonumite ja for. Monro`de piirkonnas MRT leid: 2.-5. päeval peale juhtunut tekivad valgeaine foonile –

T1 intensiivse signaaliga alakesed

–

need on alguses intensiivsed ka T2 kujutistel, kuid 6.-7päeval T2 signaal langeb

–

T2* efekt puudub

–

akuutses staadiumis on difusiooni muutus

Periventrikulaarne leukomalaatsia akuutses staadiumis DWI

T1

T1 DWI

©2010 by Radiological Society of North America

MR imaging appearance of acute periventricular leukomalacia.

T1

T2

Shroff M M et al. Radiographics 2010;30:763-780

Periventrikulaarne leukomalaatsia kroonilises staadiumis Lõppstaadiumis tekib –

periventrikulaarse ja centrum semiovale valgeaine mahu vähenemine

–

vatsakeste passiivne laienemine ja seina ebatasasus

–

corpus callosumi õhenemine- peamiselt keha ja spleniumi osas

Kliiniliselt: –

sagedamini spastiline dipleegia,

–

nägemishäired

Periventrikulaarne leukomalaatsia kroonilises staadiumis

T1 FSPGR

T2

T2

Germinaalmaatriksi hemorraagiad 1. aste- subependümaalne hemorraagia 2. aste- intraventrikulaarne hemorraagia ilma vatsakeste laienemiseta 3. aste- intraventrikulaarne hemorraagia koos vatsakeste laienemisega 4. aste- hemorraagia koos kaasuva ajuparenhüümi kahjustusega- periventrikulaarse venoosse infarktiga (ühepoolne hemorraagiline kolmnurkjas lesioon, mis tekib ajuparenhüümi dreneeriva veeni tromboosi tõttu) Väikeaju hemorraagiad- germinaalmaatriksi tsoonid IV vatsakese lae subependümaalses kihis

Germinaalmaatriksi hemorraagiad

T1

T1

T2 T2*GRE

T2

T2

T2*GRE

Germinaalmaatriksi hemorraagiad T2

T2

T2

T2*GRE

T2*GRE

T2*GRE

IVH koos PVL-ga

T2

T2

T2

T2*GRE

T2*GRE

T2*GRE

T2

T1

Germinaalmaatriksi hemorraagiad 4. aste- hemorraagia koos kaasuva ajuparenhüümi kahjustusegaperiventrikulaarse hemorraagilise infarktiga

Axial T2-weighted MR image obtained in a neonate at 29 gestational weeks shows extensive right periventricular hemorrhagic infarction. ©2010 by Radiological Society of North America

Shroff M M et al. Radiographics 2010;30:763-780

Tsüstilised kahjustuse alad

T1

T1

T2

T2

T1

T2

Enneaegsed Tõsine hüpoperfusioon- kahjustuvad taalamused, tagumine ajutüvi, vermise eesmine osa basaalganglionite, hippokampuste, kortikospinaaltrakti ja väikeaju kahjustus võib ka olla DWI

ADC

ADC

DWI

RadioGraphics 2008; 28:417–439

Ajalised vastsündinud 2 peamist mustrit: Kerge- mõõdukas hüpoperfusioon: domineerivad piirialade infarktid „Valge aju“-ulatuslik subkortikaalse valgeaine ja korteksi haaratus Tõsine hüpoperfusioon: basaalganglionitetaalamuste muster (BGT)

Ajalised vastsündinud- piirialade infarktid 







 

Tekib pikaajalise osalise asfüksia tagajärjel Piirialad (keskmise- eesmise/ kesmisetagumise ajuarteri piirialadel) Kergematel juhtudel on haaratud valgeaine, raskematel juhtudel ka korteks Muutused ühe- või kahepoolsed, tagumised ja/või eesmised Akuutne staadium- DWI muutused Krooniline staadium- atroofia, glioos, tsüstjad muutused

RadioGraphics 2006; 26:S159–S172

Ajalised vastsündinud- piirialade infarktid 



Kliiniliselt: sünnil võib neuroloogiline leid olla kerge, neuroloogilised sümptomid võivad tekkida hiljem Prognoos:

Raske motoorne kahjustus tekib harva, võivad hästi paraneda 12-18.-ks elukuuks Leitud käitumishäireid, kõne arengu hilinemist Võimalik kognitiivse defitsiidi teke 30 elukuu vanuselt, nägemis-ruumilise kognitiivse funktsiooni ja intelligentsi langus, sümptomaatiline PO epilepsia

Ajalised vastsündinudpiirialade infarktid T1

DWI

ADC

T2

ADC

Ajalised vastsündinudühepoolne piiriala infarkt T1

T2

DWI

Ajalised vastsündinudvalge aju 





„Valge aju“- ulatuslik subkortikaalse valgeaine ja korteksi kahjustus, periventrikulaarne valgeaine ja basaaltuumad on säästetud Tavaliselt fataalne, ellujäämise korral tekib multitsüstiline tserebromalaatsia Seostatakse 677C>T alleeli homotsügootsusega

T1

T2

Spektroskoopia TE 144

Cho Cho

NAA

NAA

Lac

Lac

Ajalised vastsündinudbasaalganglionite- taalamuste kahjustus Tekib tõsisel hüpoperfusioonil: ägeda sündmuse (emaka ruptuur, platsenta irdumine, nabaväädi prolaps...) tagajärjel- akuutne, peaaegu totaalne

asfüksia

Kahjustus lokaliseerub kahepoolselt: 

taalamuste ventrolateraalsetes osades



putamenite tagumistes osades



tsentraalvao ümbruse korteksis



võib kaasneda hippocampuste ja ajutüve haaratus

Ajalised vastsündinudbasaalganglionite- taalamuste kahjustus Akuutne staadium- DWI muutused 48-72 tundi -->PLIC- capsula interna tagumise sääre normipärane intensiivne signaal kaob Krooniline staadium- ajukoe kadu--> atroofia Prognoos- enamasti düskineetiline tserebraalne halvatus

T1 normaalne vastsündinu

T1 HIE- 5. elupäev

Basaalganglionite- taalamuste kahjustus T2

T2

Subakuutne

T2

Krooniline

Norm

Kortikaalse hallaine kahjustus

Norm

Krooniline

T2

T2

Krooniline

T2

Subakuutne

T2

Krooniline

T2

Spektroskoopia

NAA

Cho Cho NAA

Basaaltuumad taalamused kortikaalne hallaine hippocampused valgeaine traktid

Ajalised vastsündinud Perinataalne arteriaalne isheemiline infarkt

väga harv, sageli komplitseeritud obstreetilise anamneesi foonil (ebanormaalne kardiotokograaf, instrumentaalne sünnitus või erakorraline keiser)--> Wallerian` degeneratisoon 6-12 nädala pärast

Perinataalne hemorraagiline infarkt- enamasti

ühepoolne ühekoldeline; fooniks trombotsütopeenia, kavernoosne hemangioom, idiopaatiline

Sinovenoosne tromboos- kahtlusta, kui on IVH, taalamuste hemorraagiad ilma HIE anamneesita

Perinataalne arteriaalne isheemiline infarkt akuutne staadium

T1

T2

DWI

ADC

krooniline staadium

T1

T2

DWI

ADC

Perinataalne arteriaalne isheemiline infarkt: Wallerian`degeneratsioon

Perinataalne hemorraagiline infarkt krooniline staadium

T2

T1

DWI

T2*GRE

T1 FSPGR

HIE vanematel lastel 1.-2. eluaasta vahel Tõsine HIE: kahjustuvad corpus striatumid, corpus geniculatum lateralised, hippocampused, kortikaalne hallaine (eesmine frontaalne ja parieto- oktsipitaalne), suhteliselt säästetud on taalamused ja tsentraalvao ümbrse hallaine

RadioGraphics 2008; 28:417–439

HIE vanematel lastel Kerge- mõõdukas HIE- piiriala infarktid

RadioGraphics 2008; 28:417–439

Vanemad lapsed ja täiskasvanud Tõsine HIE- hallaine kahjustus: basaalganglionid, taalamused, kortikaalne hallaine, samuti cerebellum ja hippocampused Hallaines on postsünaptilised glutamaadi retseptoridglutamaadi eksotoksilisus T2

T1+C

T1+C

T1+C

Kroonilises staadiumis HIE- hallaine atroofia

T1

T2

T2

T1

T2

T2

Kokkuvõtteks: Oluline on teada –

gestatsiooniiga sünnil-> ennustab kahjustuse mustrit

–

hüpoksilis- isheemilise sündmuse anamneesi

–

aega sündmuse ja uuringu vahel- ennustab kahjustuse staadiumit

Enneaegsed < 36 nädala Ajalised > 36 nädala 40 RN uuring – prognoosi hindamiseks

Head lugemist: 



Magnetic Resonance Imaging Protocols for Paediatric Neuroradiology D.E.Saunders, C.Thompson, R.Gunny 2007 Patterns of Neonatal Hypoxic- ischaemic Brain Injury. L.S deVries; F. Groenendaal; ajnr.org. 04.2010



MR Imaging for Diagnostic Evaluation of Encephalopathy in the Newborn Manohar M. Shroff, MD; FRCPC • João P. Soares-Fernandes, MD; Hilary Whyte, MD; Charles Raybaud, MD; RadioGraphics 2010



Neonatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy: Multimodality Imaging Findings Christine P. Chao, MD ●

Christopher G. Zaleski, MD ● Alice C. Patton,MD; RadioGraphics 2006 

Hypoxic-Ischemic Brain Injury: Imaging Findings from Birth to Adulthood Benjamin Y. Huang, MD, MPH ● Mauricio Castillo, MD; RadioGraphics 2008



Pediatric Neuroradiology, Paolo Tortori-Donati Springer 2005