Neuroradiologia

LE INDAGINI
NEURORADIOLOGICHE
Roberto Gasparotti
U.O. Neuroradiologia
Spedali Civili
Università degli Studi di Brescia
Palermo 16-17 dicembre 2011
LAYOUT
IMAGING NERVO PERIFERICO
Aspetti tecnici
AVULSIONI TRAUMATICHE
Lesioni pregangliari
Lesioni post-gangliari
Diffusion Tensor Imaging e Trattografia RM plesso
brachiale
TRAUMI NON AVULSIVI
Fratture-lussazioni omero
LESIONI DEI NERVI PERIFERICI
• Accurata raccolta Anamnesi
• Esame Obiettivo
• Tests Neurofisiologici
Sede
MR Imaging
Gravità
Eziologia
Strategia
terapeutica
NERVO PERIFERICO
Epinervio
Assoni
Mielinizzati
Endonervio
Perinervio
Barriera
emato-neurale
Fascicoli
Fluido
Endoneuriale
Fluido
Perineuriale
IMAGING RM NERVO PERIFERICO
Limiti tecnici dovuti a:
piccole dimensioni dei nervi
Scarsa differenza di contrasto
tra nervi muscoli e vasi
decorso adiacente ai vasi
T1
complessità anatomica
T1
T2 STIR
T2 FSE_fs
NEUROGRAFIA RM
•
Bobine di
superficie “PhasedArray”
•
FOV di piccole
dimensioni
•
Sequenze T2FSE
STIR (T2FSE-Fat
Sat) ad alta
risoluzione con
soppressione del
segnale del grasso
•
Sincronizzazione
con polso
periferico
mediano
radiale
ulnare
T1
T2 STIR
Maravilla KR et al. Imaging of the peripheral nervous system: evaluation of peripheral neuropathy and
plexopathy. AJNR Am J Neuroradiol 1998;19:1011-1023
NEUROGRAFIA RM
• Nervi periferici di maggiori dimensioni
1 to 10 mm di diametro (fino a 20 mm per il n. sciatico)
40-60 fascicoli (range, 1 to 100)
NEUROGRAFIA RM
Stretch injury
Entrapment N. Sciatico
• Variazione intensità di segnale del nervo in rapporto all’orientamento rispetto al campo
•
magnetico (55°)
intensità di segnale e dimensioni nei nervi lesi
• Barriera emato-neurale
• Flusso assoplasmico
• Edema endo-perineuriale
Chappell et al, Magic Angle Effects in MR Neurography AJNR Am. J. Neuroradiol. 25: 431 – 440, 2004.
IMAGING RM DEL
MUSCOLO DENERVATO
• Denervazione muscolare segno indiretto
rilevante di neuropatia
• Acuta-subacuta
segnale nelle immagini T2 STIR
4 gg > mesi
reversibile
Edema neurogeno da denervazione
T2 STIR
Ampliamento del letto capillare
Shift di fluido verso lo spazio extracellulare
• Cronica
Degenerazione adiposa
segnale nelle immagini T1
Bendszus et al. Sequential MR Imaging of Denervated Muscle: Experimental Study. AJNR 2002
T1
NEUROGRAFIA RM
nuove sequenze
•
Phased Array Coil Technology • T2-W
•
Parallel Imaging
3D SPACE (Sampling Perfection with
•
SNR
•
Risoluzione Spaziale
•
Tempo di Esame
•
Acquisizione Volumetrica di
Dati RM
Application optimized Contrasts using
different flip angle Evolutions)
STIR
SPAIR
• DIFFUSION-W
DWIBS (Diffusion-Weighted whole-body
Imaging with Background Body
Suppression)
DTI – TRACTOGRAPHY
• HYBRID (T2W+DWI)
3D DW-PSIF (Diffusion Weighted
reversed Fast Imaging with Steady state
Precession)
3D SPACE STIR T2
• Evoluzione tecnica della
•
•
•
•
Neurografia RM
Impulso “Inversion recovery”
nelle sequenze 3D T2 SPACE (3D
T2 STIR SPACE)
Contrasto nervi/muscoli
Voxel Isotropico
Ricostruzioni multiplanari oblique
e curvilinee
3D SPACE T2 STIR
Postprocessing
MIP8thin
MPR
mm
TRATTOGRAFIA RM DEL PLESSO BRACHIALE
Esplorazione Funzionale della connettività mielo-radicolare
• Preprocessing (FSL)
• Motion correction
• Coregistration of each run with
the first b0 image (FSL)
• Eddy current correction (FSL)
• Averaging of single runs
(FSLmaths)
• Dedicated software (Trackvis)
3D ROIs on b=0 images
accurately placed on hemicord
craniallly to neural foramina
3D diffusion-weighted reversed fast imaging
with steady state free precession (3D DW-PSIF)
• Sequenze fortemente
•
•
•
•
T2-dipendenti
Soppressione selettiva
del segnale del flusso
ematico
Fat Sat
Soppressione segnale
flusso
Volumi 3D alta
risoluzione
N. radiale
Chabra et al. The Application of Three-Dimensional Diffusion-Weighted PSIF Technique in Peripheral
Nerve Imaging of the Distal ExtremitiesJ Magn Res Imaging 2011
LESIONI TRAUMATICHE DEL PLESSO
BRACHIALE
Obiettivo dell’imaging > sede della lesione
pregangliare
Post
gangliare
pre-gangliare
post- gangliare
Valutazione prognostica
Pianificazione terapeutica
neurotmesi
assonotmesi
neuroaprassia
Visualizzazione delle radici cervicali
Ottimizzazione contrasto
strutture nervose e liquido cerebro-spinale
IMAGING SACCO DURALE CERVICALE
Mielografia con puntura latero-cervicale
Saccoradicolografia con basculamento del
paziente
Mielo-TC
Risonanza Magnetica
Mielo-RM
Murphey Fet al. (1947). Myelographic demonstration of avulsion injury of the
brachial plexus. American Journal of Roentgenology, 58: 102±105, 1947
MIELOTC vs MIELORM
Gasparotti R, Garozzo D, Ferraresi S. Radiographic Assessment of adult brachial plexus injuries.
In "Practical Management of Pediatric and Adult Brachial Plexus Injuries " .
Chung K, Yang L, McGillicuddy J eds. Elsevier, New York, 2012
IMAGING SACCO DURALE CERVICALE
Mielografia con Risonanza Magnetica (Mielo-RM 3D)
Elevato contrasto tra radici e CSF senza mdc
3D Constructive Interference in the Steady State sequences
(CISS)
3D T2 - Turbo Spin-Echo with high sampling efficiency
(SPACE)
elaborazione elettronica delle immagini acquisite
proiezioni mielografiche (visualizzazione 3D in cine-display
del sacco e delle radici nervose)
ricostruzioni multiplanari lungo il decorso delle radici
MIELORM 3D
ricostruzioni multiplanari lungo il decorso delle radici
T1
C6
C7
C5
C8
IMAGING PLESSO BRACHIALE
NEUROGRAFIA RM
Bobine Phased-Array
Head-neck
Spine
Torace-addome
TR 2000 ms
TE/TI 149/160
Voxel isotropico 1 mm3
iPAT factor=3
>96 sezioni
FOV 320
TA 6 min
TRAUMI PLESSO BRACHIALE
tecniche avanzate
MIELORM
C5
C6
NEUROGRAFIA RM
C7
C8
T1
LESIONI TRAUMATICHE PREGANGLIARI DEL
PLESSO BRACHIALE
meningoceli post-traumatici
raccolte saccate di liquido
cerebrospinale in continuità con
lo spazio subaracnoideo
Frequente avulsione completa
delle radici nervose
Necessaria l’identificazione
delle radici eventualmente
presenti all’interno del
meningocele
AVULSIONE RADICOLARE
COMPLETA
Tasca
radicolare vuota
Mancata
visualizzazione
radice ventrale
e dorsale
rispetto alla
controlaterale
C7 sx
AVULSIONE RADICOLARE
PARZIALE
C5 dx
Rarefazione radicole
proiezioni mielografiche
Mancata visualizzazione
radice ventrale o dorsale
in assenza di
deformazioni della tasca
redicolare
AVULSIONE RADICOLARE
C7 dx
PARZIALE
Rarefazione radicole
proiezioni mielografiche
Mancata visualizzazione
radice dorsale in assenza
di deformazioni della
tasca radicolare
“root stump” sul
margine del midolo
spinale
C5
C6
C7
C8
T1
AVULSIONI RADICOLARI CERVICALI
23 anni, M, incidente motociclistico Novembre 2009
Paralisi completa plesso brachiale destro
Horner + >avulsione T1
C5
C6
C5
C6
C7
C7
C8
T1
C8
T1
3D MR MYELOGRAPHY (3D SPACE)
CLASSIFICAZIONE TRAUMI N. PERIFERICO
DENERVAZIONE MUSCOLARE
Neuroaprassia
Assoni e guaina nervosa intatti
Blocco temporaneo della conduzione
Alterazione molecolare del citoscheletro dell’assone
Non alterazioni di segnale dei muscoli alla RM
Assonotmesi
Lesione assone>guaina mielinica>degenerazione
walleriana distalmente alla lesione
Tubo endoneurale non interrotto
Blocco della conduzione
Alterazione di segnale reversible del muscolo (edema
neurogeno)
Neurotmesi
Sezione del nervo o di alcuni fascicoli con interruzione
dei tubi endoneurali
Degenerazione walleriana completa
Degerazione adiposa del muscolo
neurotmesi
assonotmesi
neuroaprassia
Seddon, 1978
LESIONI POST-GANGLIARI
“neuroaprassia”
↑ segnale nei nervi lesi > no denervazione nei mm
LESIONI POSTGANGLIARI
“ assonotmesi ”
C5
C6
LC
PC
rigonfiamento nervo >
segnale nervo >
segnale muscolo denervato
NEUROGRAFIA RM
19 aa M, paralisi traumatica plesso brachiale sx
C5
C7
C6
T1
C8
T1
C6: neuroma in continuità
NEUROIMAGING
LESIONI TRAUMATICHE PREGANGLIARI
LIMITI
Falsi positivi – negativi (15%)
Avulsioni parziali
C5-C6 (73%)
Radici in continuità con il midollo spinale ma
rotte all’interno del forame
Cicatrice durale
Meningoceli con avulsioni parziali o radici intatte
Gold standard?
Esplorazione intradurale
Carvalho et al. Diagnosis of root avulsions in traumatic brachial plexus injuries: value of CT
myelography and Magnetic Resonance Imaging. J Neurosurg 86:69-76, 1997
Diffusion Tensor Imaging (DTI)
PLESSO BRACHIALE
• Tecnicamente complesso
•
•
•
Basso S/N ratio
Strutture ossee adiacenti
Artefatti da suscettibilità magnetica
Mamata et al.
Pulsatilità CSF
Artefatti da flusso liquorale
Movimento organi toracici e addominali
Artefatti “fantasma”
Elevato N° fibre longitudinali
Magn. Reson. Imaging 2005
Vargas et al. Eur Radiol 2008
DIFFUSION TENSOR IMAGING AND TRACTOGRAPHY
OF TRAUMATIC BRACHIAL PLEXUS PALSIES
Serie consecutiva di 28 pazienti con paralisi
traumatica di plesso brachiale
26 M, 2 F, età media 27, range 15-52
MR Imaging > 2 mesi dopo il trauma
MR Myelography
Sequenze 3D SPACE
voxel isotropico 0.7mm
MIP
Ricostruzioni multiplanari parassiali
MR Neurography
3D T2 STIR coronal sections
Trattografia plesso brachiale
Gasparotti R, Lodoli G. American Society of
Neuroradiology, Boston 2010
DTI PLESSO BRACHIALE
DTI 1.5 T (Siemens, Avanto) (Aera)
Neck Coil + Spine PA + Thoracic SC
Single-shot spin echo EPI
12 (20) directions
70 axial sections C3>T2
Isotropic voxel 2.2 (2) mm
b value 900
Parallel Imaging
Respiratory Gating
5 runs (3)
Acq. time: 12 min
DTI TRACTOGRAPHY OF THE BRACHIAL PLEXUS
"Functional» exploration of myelo-radicular connectivity"
• 3D ROIs manually
placed on b0
images on each
hemicord above
the neural
foramina
• Brachial plexus
“functional
connectivity” with
the spinal cord
TRACKVIS, vs 0.5.1, R. Wang, Van J Wedeen, TrackVis.org, Martinos Center for Biomedical Imaging, MGH, Boston,
33 yo M, incomplete (inferior) traumatic
R brachial plexus palsy
C5
C6
C7
C8
T1
24 yo M, incomplete (inferior) traumatic
R brachial plexus palsy
16 yo M, incomplete (superior) traumatic
R brachial plexus palsy
POSTGANGLIONIC
C5
C6
C7
C8
T1
DIFFUSION TENSOR IMAGING AND TRACTOGRAPHY
OF TRAUMATIC BRACHIAL PLEXUS PALSIES
•Good quality Tractographies 24/28 (85%)
MRM * DTI Crosstabulation
MRM intact
avulsed
partially
avulsed
Total
DTI
partially
intact avulsed avulsed Total
82
2
3
87
2
38
4
44
5
2
2
9
89
42
9
140
Overall agreement 87.1%
Sensitivity
Specificity
85% +PV
94% -PV
90%
92%
Gasparotti R, Lodoli G. American Society of Neuroradiology, Boston 2010
TRATTOGRAFIA RM NEI TRAUMI
DI PLESSO BRACHIALE
Approccio anatomo-funzionale standardizzato al
tracciamento delle radici del plesso brachiale
Connettività mielo-radicolare
No lavori in letteratura sull’impiego della trattografia
RM nello studio delle avulsioni radicolari
Necessaria ulteriore sperimentazione al fine di
stabilire il grado di correlazione con l’esplorazione
chirurgica
TRAUMI NON AVULSIVI
DI PLESSO BRACHIALE
Fratture prossimali omero
Fratture-lussazioni spalla
Incidenza lesioni nervose 6.2-67%
Ascellare
Sovrascapolare
Radiale
Muscolocutaneo
(Mediano – Ulnare)
de Laat EA et al. Nerve lesions in primary shoulder dislocations and humeral neck fractures: a prospective clinical and
EMG study. J Bone Joint Surg Br. 1994;76:381–383.
Frattura omero
M, 35 aa, caduta accidentale 4 mesi prima
Frattura collo omero>osteosintesi
Deficit flessione dita> pollice ed indice
Atrofia tenar>ipotenar
Frattura omero
n. mediano
n. ulnare
Frattura omero
Frattura omero
N.mediano
Pronatore
rotondo
N.ulnare
N.mediano
Pronatore
rotondo
Fl. Rad. carpo
Assonotmesi nn. medianoulnare – edema neurogeno
da denervazione
N.ulnare
Fl. Sup. Dita
Fl. Uln. Carpo
Frattura-lussazione omero
F, 52 aa, caduta accidentale 6 mesi prima
Frattura e lussazione testa omero dx > riduzione > osteosintesi
Deficit estensione dita
NEUROGRAFIA RM
T1
NEUROGRAFIA RM 3D
Estensore delle
Estensore
dita ulnare carpo
anconeo
Estensore radiale
L&B carpo
Estensore delle dita
Estensore V dito
• Assonotmesi nervo Estensore ulnare carpo
radiale
• edema neurogeno da
denervazione
• Iniziali segni di
degenerazione adiposa
Abduttore
lungo pollc
IMAGING LESIONI
TRAUMATICHE NERVI AA SUP
Identificazione della sede di lesione
Tipologia del danno
Neuroaprassia
Assonotmesi
Neurotmesi>neuroma
Pattern di denervazione muscolare
Valutazione prognostica
Planning chirurgico