Giảm cường độ của ảnh cộng hưởng từ khuếch tán não

Hypointensity on Diffusion-Weighted MRI of the Brain Related to T2 Shortening and Susceptibility Effects

Akio Hiwatashi, Per-Lennart Westesson, et al

AJR:181, December 2003

 

Giảm cường độ của ảnh cộng hưởng từ khuếch tán não liên quan đến rút ngắn T2 và những hiệu ứng cảm từ

Bởi vì các ảnh khuếch tán vốn thiên về T2, do đó những thay đổi đặc tính T2 của mô sẽ ảnh hưởng đến biểu hiện của các ảnh khuếch tán không phụ thuộc vào độ khuếch tán của mô. Hiệu ứng T2 kéo dài, còn gọi là T2 “chiếu sáng qua”, đã được nhiều người biết đến. Hiệu ứng rút ngắn T2 đối với biểu hiện của các ảnh khuếch tán ít được mô tả chi tiết. Mục đích của bài báo này là trình bày những thí dụ về sự rút ngắn T2 ảnh hưởng đến biểu hiện của ảnh khuếch tán.

I. Những khái niệm cơ bản

Cường độ tín hiệu (SI) của ảnh khuếch tán bị ảnh hưởng bởi T2, hệ số khuếch tán biểu kiến (ADC), giá trị b, mật độ spin (SD), và TE. Cường độ tín hiệu được tính theo công thức sau:

                                 SI = SIb=0e-bADC

trong đó SIb=0là cường độ tín hiệu của ảnh spin-echo echoplanar (ảnh T2W với b = 0). Tuy nhiên,

                                 SIb=0  = kSD(1 – e-TR/T1)e-TR/T2,

trong đó k là hằng số.

Hơn nữa, đối với TR >> T1 (dấu >> đọc là lớn hơn rất nhiều), thì

                                  SI = kSDe-TE/T2e-bADC

Từ lý thuyết này, chúng ta có thể xem xét 3 hiện tượng đôi khi có thể bị nhầm lẫn khi diễn giải các ảnh khuếch tán.

T2 Shine – Through (T2 chiếu sáng qua)

Hiện tượng được nhiều người biết đến này gây tăng cường độ đối với ảnh khuếch tán do T2 kéo dài, như trong nhồi máu giai đoạn bán cấp tới mạn tính [1]. Hệ số khuếch tán biểu kiến (ADC) bị giảm đi, nó làm nổi bật cường độ tín hiệu cao trong các ảnh khuếch tán.

T2 Washout (T2 rửa trôi)

Thuật ngữ “T2 washout” dùng để chỉ tình trạng đồng cường độ trong các ảnh khuếch tán do sự cân bằng giữa cường độ cao trong ảnh T2W và hệ số khuếch tán biểu kiến tăng cao [2]. T2 washout thường quan sát thấy trong phù vận mạch (vasogenic). Theo kiến thức của chúng tôi thì không có báo cáo nào mang tính hệ thống về những tình trạng đồng cường độ trong ảnh khuếch tán do sự cân bằng giữa giảm cường độ ảnh T2W và ADC giảm.

T2 Blackout (T2 gây tối)

Thuật ngữ “T2 Blackout” dùng để chỉ tình trạng giảm cường độ của các ảnh khuếch tán do giảm cường độ trong các ảnh T2W. T2 blackout thường thấy trong các khối máu tụ [3]. Nguyên nhân của T2 blackout chủ yếu là các hiệu ứng cảm từ. Tuy nhiên, những tình trạng khác cũng biểu hiện giảm cường độ trên các ảnh khuếch tán độc lập với độ khuếch tán của mô, và bài tiểu luận hình ảnh này minh hoạ một số tình trạng đó.

II. Những tình trạng và bệnh giảm cường độ trong ảnh T2W

1. Lắng đọng sắt bình thường

Trong não người trưởng thành bình thường thì cầu nhạt, liềm đen, nhân đỏ, và nhân răng có thể biểu hiện giảm cường độ trên ảnh T2W [4] (Hình 1). Hiện tượng giảm cường độ này có thể là các hiệu ứng cảm từ do lắng đọng sắt sinh lý bình thường ở người già. Trong các ảnh khuếch tán, những vùng này có thể xuất hiện giảm cường độ. Trong các bản đồ hệ số khuếch tán biểu kiến (ADC), các vùng đó có thể xuất hiện bình thường nhưng tính hệ số ADC thì không chính xác bởi vì các hiệu ứng cảm từ sinh ra từ tính không đồng nhất của trường cục bộ.

Hình 1. Cụ bà 90 tuổi không có biểu hiện bất thường thần kinh.

A.   Ảnh T2W (b = 0) cho thấy giảm cường độ ở các nhân xám sâu (mũi tên) do lắng đọng sắt tuổi già.

Hình 1. Cụ bà 90 tuổi không có biểu hiện bất thường thần kinh.

B.   Ảnh khuếch tán (b = 1000) cũng cho thấy giảm cường độ ở cùng vị trí (mũi tên)

Hình 1. Cụ bà 90 tuổi không có biểu hiện bất thường thần kinh.

C.   Bản đồ hệ số khuếch tán biểu kiến (ADC) cho thấy hình ảnh bình thường của các nhân xám sâu, chứng tỏ rằng giảm cường độ nhìn thấy trong ảnh B là do tác dụng giảm cường độ của ảnh T2W (với b = 0) hơn là do độ khuếch tán tăng. Thí dụ này làm rõ hiện tượng giảm cường độ của ảnh T2W có thể ảnh hưởng đến hình thái của ảnh khuếch tán một cách độc lập với độ khuếch tán của mô.

2. Xuất huyết

Trong xuất huyết, oxyhemoglobin tiến triển tuần tự: đầu tiên thành deoxyhemoglobin, rồi methemoglobin, và cuối cùng thành hemosiderin hoặc ferritin. Oxyhemoglobin là chất nghịch từ (diamagnetic) và đã được báo cáo là tăng cường độ trong các ảnh T2W và ảnh khuếch tán với hệ số khuếch tán giảm đi. Các chất thuận từ (paramagnetic), deoxyhemoglobin, methemoglobin nội bào, hemosiderin và ferritin có thể gây giảm cường độ đối với các ảnh T2W và ảnh khuếch tán (Hình 2). Người ta đã báo cáo về hệ số khuếch tán biểu kiến (ADC) giảm trong trường hợp xuất huyết mà màng hồng cầu còn nguyên vẹn và ADC tăng sau khi tiêu màng hồng cầu [5]. Trường hợp tiêu màng hồng cầu có thể liên quan tới pha loãng methemoglobin trong dịch ngoại bào. Tuy nhiên, đo khuếch tán trong những vùng có hiệu ứng cảm từ có thể khó bởi vì sự biến dạng của trường cục bộ.

Hình 2. Bệnh nhân nam 49 tuổi.

A. Ảnh T2W fast spin-echo cho thấy xuất huyết giảm cường độ (mũi tên) ở thùy thái dương trái có những vùng tăng cường độ bao quanh (đầu mũi tên) do phù não.

Hình 2. Bệnh nhân nam 49 tuổi.

B. Ảnh khuếch tán (b = 1000) cho thấy giảm cường độ ở phần trung tâm khối máu tụ (mũi tên lớn) và tăng cường độ ở vùng phù não xung quanh (đầu mũi tên). Hơn nữa, có các cung tăng cường  độ sáng chói (mũi tên nhỏ) là những vùng nhiễu của nhạy cục bộ (focal susceptibility artifact) do hiệu ứng thuận từ của máu chuyển hóa.

Hình 2. Bệnh nhân nam 49 tuổi.

C. Bản đồ ADC cho thấy những giá trị không đồng nhất của ADC bên trong cục máu (mũi tên) và viền mỏng của ADC tăng cao  do phù chạy vòng theo bờ cục máu (đầu mũi tên). Thí dụ này chứng tỏ giảm cường độ trong ảnh T2W và hiệu ứng cảm từ có thể kết hợp để nên hình thái phức tạp ở trong và xung quanh vị trí xuất huyết não.

3. Nhiễm khuẩn

Áp xe não

Người ta biết rõ rằng ổ áp xe vi khuẩn thì tăng cường độ trong các ảnh khuếch tán có hệ số khuếch tán biểu kiến giảm, khả năng lớn là do tụ mủ. Trong các ảnh T2W với b = 0, áp xe vi khuẩn thường có viền giảm cường độ và dấu hiệu này có thể nổi rõ hơn trong các ảnh này (T2W b = 0) so với T2W thông thường. Bởi vì hiện tượng giảm cường độ là một trong những dấu hiệu đặc trưng của áp xe vi khuẩn nên việc đánh giá ảnh khuếch tán, ảnh T2W với b = 0, và ảnh T2W thường quy là rất hữu ích (Hình 3).

Hình 3. Bệnh nhân nam 38 tuổi bị áp xe vi khuẩn

A. Ảnh T1W tiêm thuốc đối quang từ cho thấy nhiều tổn thương ngấm thuốc hình vòng ở thùy thái dương trái.

Hình 3. Bệnh nhân nam 38 tuổi bị áp xe vi khuẩn

B. Ảnh T2W (b = 0) cho thấy tăng cường độ ở trong các ổ, giảm cường độ ở các viền (mũi tên), và tăng cường độ ở các vùng bao quanh.

Hình 3. Bệnh nhân nam 38 tuổi bị áp xe vi khuẩn

C. Bản đồ ADC cho thấy giảm cường độ trong các ổ, tăng cường độ ở các viền (mũi tên), và tăng cường độ ở vùng bao quanh.

Hình 3. Bệnh nhân nam 38 tuổi bị áp xe vi khuẩn

D. Ảnh khuếch tán (b = 1000). Tăng cường độ trong các ổ áp xe được cho là khuếch tán bị hạn chế. Đồng cường độ ở vùng phù bao quanh được cho là cân bằng giữa tăng cường độ của ảnh T2W và độ khuếch tán tăng. Giảm cường độ  ở các viền là vừa do giảm cường độ ở ảnh T2W vừa do độ khuếch tán tăng. Thí dụ này cũng cho thấy ảnh hưởng của T2 mô và độ khuếch tán đến biểu hiện của ảnh khuếch tán.

Toxoplasmosis

Áp xe do toxoplasmosis đã được báo cáo là giảm cường độ đồng nhất trong các ảnh khuếch tán với hệ số khuếch tán biểu kiến tăng [6]. Tuy nhiên, cường độ tín hiệu của tổn thương trong các ảnh khuếch tán có thể rất biến đổi trong giai đoạn cấp tính của toxoplasmosis. Trong giai đoạn mạn tính, tổn thương giảm cường độ trong các ảnh T2W, có thể những thay đổi mô hạt đó cũng gây giảm cường độ trong các ảnh khuếch tán và T2W với b = 0 (Hình 4).

Hình 4. Bệnh nhân nữ 28 tuổi bị toxoplasmosis (não) mạn tính.

A. Ảnh T2W (b = 0) cho thấy giảm cường độ ở đồi thị phải (mũi tên) có lẽ do mô hạt.

Hình 4. Bệnh nhân nữ 28 tuổi bị toxoplasmosis (não) mạn tính.

B. Bản đồ ADC cho thấy giảm cường độ nhẹ (mũi tên) ở đồi thị phải.

Hình 4. Bệnh nhân nữ 28 tuổi bị toxoplasmosis (não) mạn tính.

C. Ảnh khuếch tán (b = 1000) cho thấy giảm cường độ (mũi tên) ở đồi thị phải. Thí dụ này cho thấy giảm cường độ ở ảnh T2W có thể ảnh hưởng đến biểu hiện của ảnh khuếch tán một cách độc lập với độ khuếch tán mô.

Aspergillosis

Trong aspergillosis phát tán, người ta thấy thâm nhiễm động mạch gây nhồi máu chảy máu hoặc viêm não. Viêm não có thế dẫn tới áp xe. Mặt khác, aspergillosis mô hạt thường xơ hóa hơn aspergillosis phát tán. Tổn thương (xơ hóa) này biểu hiện giảm cường độ trong ảnh T2W có thể do xuất huyết hoặc lắng đọng sắt [7]. Bởi vì xuất huyết và lắng đọng sắt là các điểm đặc trưng của aspergillosis, nên ảnh khuếch tán và T2W với b = 0 rất hữu ích để phát hiện những tổn thương aspergillogis (Hình 5).

Hình 5. Bệnh nhân nữ 48 tuổi bị aspergillosis.

A. CT không tiêm thuốc cản quang cho thấy một tổn thương nhỏ, tăng tỷ trọng (mũi tên) do chảy máu, và bao quanh bởi những vùng giảm tỷ trọng do nhồi máu bán cấp ở thùy trán trái.

Hình 5. Bệnh nhân nữ 48 tuổi bị aspergillosis.

B. Ảnh T2W (b = 0) cho thấy tổn thương nhỏ giảm cường độ (mũi tên) có các vùng tăng xường độ bao quanh.

Hình 5. Bệnh nhân nữ 48 tuổi bị aspergillosis.

C. Bản đồ ADC cho thấy giảm cường độ ở phần chảy máu (mũi tên) do hiệu ứng (nhạy) cảm, trong khi các vùng nao quanh có cường độ không đồng nhất.

Hình 5. Bệnh nhân nữ 48 tuổi bị aspergillosis.

D. Ảnh khuếch tán (b = 1000) cho thấy tổn thương nhỏ, giảm cường độ (mũi tên) có các vùng tăng cường độ bao quanh, đó là tổn thương nhồi máu bán cấp. Thí dụ này chứng tỏ sự kết hợp giữa giảm tỷ trọng trong ảnh T2W (hiệu ứng  cảm từ) với độ khuếch tán tạo ra hình thái phức hợp của nhồi máu chảy máu.

4. Di căn

Phần lớn các khối u di căn là tăng hoặc đồng cường độ trong các ảnh T2W, nhưng một số, như ung thư biểu mô tuyến (adenocarcinoma) di căn lại giảm cường độ [8] (Hình 6). Cơ chế chưa chắc chắn, nhưng được cho là do máu, chất nhầy, sắt, chất hoại tử hoặc canxi. Các di căn chảy máu như melanoma, ung thư biểu mô phổi, choriocarcinoma, ung thử biểu mô tuyến giáp, và ung thử biểu mô tế bào sáng của thận cũng có thể biểu hiện giảm cường độ trong ảnh khuếch tán và ảnh T2W với b = 0 do các hiệu ứng (nhạy) cảm. Các loại ảnh này rất hữu ích để phát hiện xuất huyết, hoại tử, hoặc viêm trong một khối u.

Hình 6. Bệnh nhân nữ 61 tuổi bị di căn não từ ung thư biểu mô tuyến của phổi

A. Ảnh T2W fast spin-echo cho thấy khối không đồng nhất có những vùng cường độ tăng bao quanh do phù ở bán cầu tiểu não trái. Phần ngoại vi của khối u này biểu hiện giảm cường độ (mũi tên) do thành phần hoại tử-chưa nang hóa, trong khi phần trung tâm tăng cường độ (đầu mũi tên) do thành phần hoại tử-dạng nang.

Hình 6. Bệnh nhân nữ 61 tuổi bị di căn não từ ung thư biểu mô tuyến của phổi

B. Bản đồ ADC cho thấy giảm cường độ (mũi tên) ở phần hoại tử-chưa nang hóa và tăng cường độ (đầu mũi tên) ở phần hoại tử-dạng nang.

Hình 6. Bệnh nhân nữ 61 tuổi bị di căn não từ ung thư biểu mô tuyến của phổi

C. Ảnh khuếch tán (b = 1000) cho thấy giảm cường độ ở khắp khối u. Nguyên nhân của tình trạng giảm cường độ ở ngoại vi phần hoại tử-chưa nang hóa liên quan đến giảm cường trong ảnh T2W, và nguyên nhân giảm cường độ phần hoại tử-dạng nang ở trung tâm liên quan đến độ khuếch tán tăng. Thí dụ này cũng chứng tỏ sự kết hợp giữa giảm cường độ trong ảnh T2W và tăng độ khuếch tán có thể tạo ra hình thái phức hợp đối với ung thư biểu mô tuyến di căn.

III. Kết luận

Diễn giải những tình trạng hoặc tổn thương giảm cường độ trong các ảnh khuếch tán yêu cầu đánh giá tương quan bản đồ khuếch tán biểu kiến (ADC) và các ảnh T2W với b = 0 để hiểu được tình trạng sinh lý bệnh bị che đậy bên dưới. Giảm cường độ trong các ảnh khuếch tán do rút ngắn T2 và các hiệu ứng cảm từ xảy ra trong rất nhiều hoàn cảnh như lắng đọng sắt, xuất huyết, và mô hạt là đặc trưng. Kiến thức về những bẫy đó sẽ cải thiện khả năng diễn giải chính xác các ảnh khuếch tán.

Chú thích về thuật ngữ  trong bài (tạm dùng hoặc không dịch), mời các bạn góp ý:

– susceptibility effect: hiệu ứng cảm từ (chưa thấy trong từ điển)

– magnetic susceptibility: độ cảm từ (có trong từ điển)

– T2 shine through (effect): T2 chiếu sáng qua (chưa thấy trong từ điển)

– T2 blackout: T2 gây tối (chưa thấy trong từ điển)

– T2 washout: T2 rửa trôi (chưa thấy trong từ điển)

– ADC : hệ số khuếch tán biểu kiến

Tham khảo

1. Provenzale JM, Engelter ST, Petrella JR, Smith JS, MacFall JR. Use of MR exponential diffusion-weighted images to eradicate T2 “shine-through” effect.  AJR 1999;172:537–539
2. Provenzale JM, Petrella JR, Cruz LC Jr, Wong JC, Engelter S, Barboriak DP. Quantitative assessment of diffusion abnormalities in posterior reversible encephalopathy syndrome. AJNR 2001; 22: 1455–1461
3. Maldjian JA, Listerud J, Moonis G, Siddiqi F. Computing diffusion rates in T2-dark hematomas and areas of low T2 signal. AJNR 2001; 22: 112–128
4. Aoki S, Okada Y, Nishimura K, et al. Normal deposition of brain iron in childhood and adolescence: MR imaging at 1.5 T.  Radiology 1989; 172: 381–385
5. Atlas SW, DuBois P, Singer MB, Lu D. Diffusion measurements in intracranial hematomas: implications for MR imaging of acute stroke. AJNR 2000; 21:1190–1194
6. Chang L, Ernst T. MR spectroscopy and diffusion- weighted MR imaging in focal brain lesions in AIDS. Neuroimaging Clin N Am 1997;7:409–426
7. Yamada K, Zoarski GH, Rothman MI, Zagardo MT, Nishimura T, Sun CC. An intracranial aspergilloma with low signal on T2-weighted images corresponding to iron accumulation. Neuroradiology 2001;43:559–561
8. Carrier DA, Mawad ME, Kirkpatrick JB, Schmid MF. Metastatic adenocarcinoma to the brain: MR with pathologic correlation. AJNR 1994;15:155–159

Để lại bình luận

2 phản hồi

  1. micti

     /  25.05.2012

    Cam on bs Tuan rat nhieu ve bai viet qua hay nay

    Trả lời

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: