Spinal incelemelerde MRG malign infiltrasyonları,
enfeksiyöz, travmatik ve dejeneratif değişikleri
saptamada; bu değişiklerin ilk yapısal bulgusu olan
ödemi gösterebilme yeteneğinden dolayı oldukça
duyarlı bir yöntemdir. Ödem ve su içeriğinin artması
metastazlarda neoplastik hücre infiltrasyonuna,
enfeksiyonlarda enflamatuar hücrelerin infiltrasyonuna
ve dejenerasyonda artmış vaskülariteye bağlı oluşan
reaktif ve granülasyon dokusuna bağlı olarak farklı
süreçlerle oluşmaktadır. Ancak kemik iliğinin bu farklı
süreçleri ile oluşan ödem ve artan su içeriği, benzer
sinyal değişimlerine neden olarak T1 ağırlıklı
sekanslarda düşük sinyal intensitesinde, T2 ağırlıklı ve
yağ baskılı görüntülerde yüksek sinyal intensitesinde
izlenmekte olup MRG özgünlüğünün sınırlı olmasına
neden olmaktadır
1,2. Bu nedenle bu patolojilerin
ayırıcı tanısında ek olarak yapısal bulgulara ihtiyaç
duyulmaktadır. Örneğin metastazlar, spondilodiskitler ile karşılaştırıldığında; metastazlarda intervertebral
diskin nadiren etkilenmesi, posterior elemanların daha
sık tutulması, ardışık vertebra tutulumunun az oranda
izlenmesi, vertebra plato sınırlarının daha nadir
bozulması, eşlik eden apse formasyonlarının olmaması
gibi bulgular yararlı olmaktadır. Spondilodiskitler, tip 1
dejeneratif değişiklerle karşılaştırıldığında ise
spondilodiskitlerde T2 ağırlıklı görüntülerde
intervertebral diskte yüksek sinyal intesitesi izlenmesi,
kontrast tutulumunun daha belirgin olması, yumuşak
doku tutulumunun olması intervertebral vakum
fenomenin daha az görülmesi gibi yapısal bulgular
ayırıcı tanıda yardımcı olmaktadır
3,4. Ancak bu
bulgular hastalığın evresine göre değişebilmekte, her
hasta grubunda saptanamayabilmektedir. Örneğin
metastazların ve enfeksiyonların kortikal kemik yapıyı,
medüller kemik iliğini ve de paravertebral yumuşak
dokuları etkileyebilmeleri ayrıca spondilodiskitlerin bazen Tip 1 dejeneratif değişiklik gibi sınırlı bir inflamasyona yol açabilmeleri benzer görünümlere yol açabilmektedir. Ayrıca, kronik anemi ve fazla miktarda sigara kullanımı gibi durumlarda, kırmızı kemik iliği oranının artıp T1 ağırlıklı görüntülerde heterojeniteye neden olabilmesi de durumu daha karmaşık hale getirmektedir
5.
Difüzyon ağırlıklı MRG dokulardaki rastlantısal su protonlarının hareketini ve dokuların difüzyon miktarını değerlendirmektedir. Dokulardaki su moleküllerinin difüzyon miktarı hücre sayısına, hücreler arası bağlantılara, hücre içi organellere, ekstrasellüler sıvı miktarına ve makromoleküllere bağlı olarak değişiklik gösterdiğinden DAG’nin dokuların karakterizasyonu hakkında bilgiler sağlayabileceği ve MRG’nin özgünlüğünü arttırabileceği belirtilmektedir6. Farklı kemik iliği patolojilerinde kemik iliği içeriği farklı mekanizmalarla değiştiğinden, difüzyon miktarı patolojiye göre değişiklik gösterebilir. Bu sebeple, vertebral metastaz, spondilodiskit ve Modic Tip 1 dejeneratif değişiklikleri bulunan hastaların ayırıcı tanısında invaziv bir yöntem olmayan difüzyon ağırlıklı MR görüntülemenin katkısını saptamak amacığıyla bu çalışma yapıldı.
Spinal bölgenin difüzyon ağırlıklı olarak görüntülenmesinde fizyolojik hareketler, istemsiz hasta hareketleri, beyin omurilik sıvısı atımları ve incelenen yapıda yağ-su protonlarının bir arada olması ile diğer komşu yapılar sonucu oluşan lokal manyetik alan inhomojeniteleri nedeniyle bazı teknik sorunlar ve artefaktlatlar oluşmaktadır7. Bu artefaktlar görüntülerde tanıyı zorlaştıran distorsiyonlara neden olmaktadır.
Difüzyon ağırlıklı görüntülemede çeşitli teknikler kullanılmakta ve bu teknikler standart MRG sekanslarına difüzyon gradientlerinin eklenmesi ile elde edilmektedir. Steady-state free precession (SSFP) tekniğinde uygun incelme süresi ile uygun görüntü kalitesi elde edilebilmektedir. Ancak karmaşık sinyal özelliklerinden dolayı sayısal olarak difüzyon miktarı yani ADC ölçülememektedir8,9. Line scan DAG ise görüntü oluşturma özelliklerinden ve SE özellikli olduğundan hareket ve suseptibilite artefaklarından etkilenmeyip yüksek “b” değerlerinin kullanılmasına izin veren uygun görüntü kalitesi sağlayan ve spinal bölgenin incelenmesinde yararlı olduğu gösterilen bir tekniktir. Ancak ayrıntılı post-processing işlemleri gerektirdiğinden her merkezde uygulanamamaktadır. Ayrıca SGO çok yüksek olmaması ve inceleme zamanını da bir miktar uzun olması dezavantajlarıdır10,11. EPI difüzyon ağırlıklı görüntüleme ise santral sinir sisteminde yaygın ve başarılı olarak kullanılmaktadır. Ancak kemik iliği patolojilerini değerlendirmede büyük manyetik gradientlerinin kullanılması ile oluşan suseptibilite, eddy akımların oluşturduğu artefaktlardan ve kemik iliğinde yağ ve su protonlarını bir arada olmasına bağlı kimyasal şift artefaktlarına yatkın olmasından dolayı spinal bölgede belirgin görüntü distorsiyonuna neden olmaktadır10,12,13. Uygun parametrelerin kullanılması ve navigatör ekoların kullanılmasıyla yeterli görüntü kalitesi elde edilebildiği ve yararlı sonuçlar sağladığı bildirilmektedir14-16. Geliştirilen rapid acquisition with relaxation enhancement (RARE) temeline dayanan difüzyon ağırlıklı görüntülemede ise frekans kodlama gradientinden önce ek bir defaze edici gradient eklenmiş ve böylelikle in-faz ekolar yeniden odaklanmıştır. Ancak bu teknikle tüm ekoların sadece yarısının elde edilmesinden dolayı görüntüyü bozan sinyal azalması ortaya çıkmaktadır. Bu sinyal kaybını engellemek için Le Roux tarafından yeniden odaklayacı radiofrekans (RF) pulslarının quadratik faz modulasyonunu kullanılarak uzun eko serileri boyunca tutarlı ekolar oluşturan non-CPMG SS-FSE DAG tekniği geliştirilmiştir. Bu teknik, hızlı SE temeline dayandığından eddy akımlarına ve manyetik alan imhomojenitelerine ve kimyasal şift akımlarına daha az duyarlıdır. Aynı zamanda ADC değerlerinin sayısal olarak hesaplanabilmesine olanak tanımaktadır. Bu yöntemin spinal kordun ve beyinin difüzyon tensör görüntülemesinde ve vertebral kemik iliğinin DAG’sinde faydalı olabileceği belirtilmektedir13,17,18.
Bilindiği üzere DAG’de, görüntü yalnız difüzyon görüntüsü olmayıp T1, T2 ve proton dansite etkisini de içermektedir. Bazı araştırmacılar “b” değerinin 500 sn/mm2 altında seçildiğinde hedeflenen difüzyon etkisinin düşük olacağını bildirmektedir19. Çünkü “b” değeri 0 sn/mm2’de görüntü sadece T2 etkisi ile oluşmakta, “b” değeri düştükçe görüntüdeki difüzyon etkisi azalmakta ve T2 etkisi ortaya çıkmaktadır. Yüksek “b” değerlerinde ise görüntü büyük oranda difüzyon ağırlıklı olmakta, ancak sinyal miktarında azalma ve arka plandaki gürültünün artmasından dolayı SGO’da azalmaya yol açmakta ve bu da ölçülen ADC’nin güvenirliğini etkileyebilmektedir20. Çalışmamızda, uygun SGO sağlayabilmek ve olabildiğince difüzyon etkisinin hakim olması için “b” değerini 600 sn/mm2 seçildi. Bazı çalışmalar yağ baskılı ve yağ baskısız DAG görüntülemenin patolojileri benzer oranda saptayabileceği ve daha yüksek sinyal değerleri ile güvenilir ADC değerlerinin sağlandığını belirtmektedir7. SE temelli sekanslarının kimyasal kayma artefaktlarına pek duyarlı olmamasından dolayı bu teknikte yağ baskılama uygulanmadı.
Normal vertebra korpus kemik iliğindeki bağlı olmayan protonlara göre daha az hareketli olan lipide bağlı protonlardan dolayı düşük miktarda difüzyon olmaktadır. Elde edilen normal kemik iliği ADC değerleri de buna bağlı olarak düşüktür. Yapılan çalışmalarda normal vertebra korpusundaki ortalama ADC değerleri 0,15-0,59x10-3 mm2/sn aralığında bildirilmiştir12. Bu ADC değer farklılıklarının yaş-cinsiyet ile değişen kemik iliğinin yağ-su oranına ve değişik difüzyon tekniklerinin kullanılmasına bağlı olduğu ileri sürülmektedir. Bizim çalışmamızda yaş ortalaması 51,16±13,22 olan 57 olgudaki normal vertebra korpus kemik iliği ortalama ADC değeri 0,25 ± 0,05x10-3 mm2/sn olarak bulundu. Patolojik tutulum olan vertebralardaki ADC değerleri ile normal kemik iliğindeki ADC değeri karşılaştırıldığında patolojik tutulum olan vertebralardaki difüzyonun en az dört kat daha yüksek olduğu saptandı (patolojik vertebraların ortalama ADC değeri = 1,07±0,22 mm2/sn). Bu sonuç bu patolojilerin doku içerisindeki hücre içi ve dışı sıvıyı arttırmalarına bağlanabilir. Ancak, bazı çalışmalarda “b” değerinin 500 sn/mm2’nin altında seçilmesi, değişik tekniklerin kullanılması ve yağ baskılamanın kullanılıp kullanılmamasına göre normal vertebra ADC değerlerin patolojik vertebralardaki ADC değerinden yüksek çıktığı da belirtilmektedir. Zhou ve ark.21 çalışmalarında “b” değerini 250 sn/mm2 olarak belirlemişler ve benign kompresyon fraktürü ve metastatik tutulumu olan vertebralardaki ADC değerini normal vertebralardaki ADC değerine göre daha düşük bulmuştur. Bizim sonuçlarımız, yayınlanmış yüksek “b” değeri kullanılan kemik iliğinin DAG çalışmaları ile uyumluydu15,22,23. Chan ve ark.15 “b” değeri 1000 kullanarak yaptığı çalışmada, bizim çalışmamızda bulduğumuz sonuçlara paralel olarak normal vertebralarda ADC değerini 0,23±0.05x10-3 mm2/sn olarak patolojik vertebra fraktürlerindeki ortalama ADC değerini 0,82±0,20x10-3 mm2/sn olarak bulmuşlardır. Maeda ve ark.19 “b” değeri 1000 kullanarak yaptığı çalışmada ise normal vertebralarda ADC değeri 0,18±0,09x10-3 mm2/sn ve patolojik vertebra fraktürü olmayan metastaz grubunda ADC değerini 0,83±0,17x10-3 mm2/sn olarak bulmuşlardır. Ward ve ark.23 normal yağlı ve kırmızı kemik iliğinin düşük ADC ortalaması ile minimal difüzyon gösterdiğini belirtmişlerdir.
Vertebra metastazlı olgularda kantitatif difüzyon ölçümü yapılan çalışmalara literatürde rastlanmaktadır7,13,15,19,23,24. Spinal bölgeye yönelik difüzyon ağırlıklı görüntülemenin kullanılması patolojik kompresyon fraktürleri ve benign kompresyon fraktürleri ayırıcı tanısının yapılabilmesi amacıyla başlatılmış olup bu çalışmalarda; metastatik infiltrasyonlara bağlı fraktürlerde, malign hücrelerden dolayı su hareketinin benign nedenlere göre kısıtlandığı teorisini destekleyen sonuçlar bildirilmiştir13,15,21,25. Bu çalışmalarda metastazın olduğu patolojik vertebralardan yapılan ölçümlerde ADC değerleri 0,69x10-3 ile 1,02x10-3 mm2/sn arasında bulunmuştur. Difüzyon ağırlıklı görüntülemenin enfeksiyöz spondilitte kullanımı ile ilgili çalışmaların sayısını fazla değildir. Bazı yazarlar tüberküloz spondilodiskitinde, maligniteye benzer difüzyon kısıtlaması ve ADC değerleri bildirmişlerdir15. Pui ve ark.24 ise 18 erişkin tüberküloz spondilodiskitli ve 4 erişkin piyojenik spondilodiskitli olgu serisinde hem tüberküloz spondilodiskitli hem de piyojenik spondilodiskitli olguların ortalama ADC değerini metastazlardan anlamlı olarak yüksek bulmuştur. Raya ve ark.7 yapmış olduğu çalışmada maksimal ADC değeri 1,94x10-3 mm2/sn spondilodiskitte, minimum ADC değerini 0,83x10-3mm2/sn tümöral infiltrasyonda bulunmuştur. Uçar ve ark.26 yaptığı çalışmada da spondilodiskitlerde malignitelerden daha yüksek ADC değerleri saptanmıştır. Bulunan farklı değerler hasta seçiminden ve farklı tekniklerin kullanılmasından kaynaklanabilir. Biz çalışmamızda metastatik vertebralardan elde ettiğimiz değerlerle ortalama ADC değerini 0,92±0,20x10-3 mm2/sn olarak bulduk. Enfeksiyöz spondiskitli olgular, metastatik grupla karşılaştırıldığında ADC değerlerini (sırasıyla 1,24±0,13x10-3 ve 0,92±0,20x10-3 mm2/sn) istatistiksel olarak anlamlı yüksek bulduk. Metastatik grup dışındaki enfeksiyon ve dejenerasyon grubunu benign grup olarak ayırdığımızda benign durumlarda patolojik vertebra ADC ortalaması ise (1,17±0,27x10-3 mm2/sn) ile metastatik grubun ortalaması karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı yükseklik saptadık. Ancak dejenerasyon ile enfeksiyon grupları arasında ise ortalama ADC değerleri (sırasıyla 1,10±0,19x10-3, 1,24±0,13x10-3 mm2/sn; p=0,08) istatistiksel farklılık bulunmadı. Hasta grupları arasında standardizasyonu sağlamak amacıyla hesap edilen patolojik vertebra ile normal vertebra arasındaki oranlama ile bulunan ADC oranlarında da benzer sonuçlar söz konusuydu. Bu sonuçlar, hareketsiz protonların fazla olduğu yağlı kemik iliğine göre her üç patolojik durumda sıvı artışının (ödem) difüzyonda artmaya yol açtığını göstermektedir. Ancak metastazlarda ekstrasellüler sıvı miktarından ziyade hücre sayısında artış olduğunu ve bu hücrelerin difüzyonu kısmen engellendiği (spondilodiskit ve dejenerasyon patolojilerine göre) teorisini desteklemektedir. Gruplar arasında ölçülen değerlerdeki çakışmalar, bazı tümör tiplerinde eşlik eden belirgin ödematöz içeriğe bağlı olabilir. Başka bir deyişle farklı orjinli metastatik infiltrasyonlar ölçülen ADC değerlerinde farklılıklara yol açabilir. Spondilodiskit ve dejenerasyon patolojilerinde ise hastalık süresine ya da patolojiye hasta cevabı gibi faktörlere bağlı olarak patolojik sürecin difüzyon-ADC değerleri etkilenebilir. Ancak bu hipotezleri desteleyecek hasta bazlı histolojik ve patolojik veriler elde olunmadı. Bu durum ise çalışmamızın eksik bir yönünü oluşturmaktaydı.
Vertebrayı tutan çeşitli patolojiler, kemik iliğindeki diffüzyon miktarını farklı süreçlerle ve farklı oranlarda değiştirdiğinden; dokulardaki difüzyon miktarını değerlerdiren DAG, konvansiyonel MRG’nin özgüllüğünü arttırabilir. Non–CPMG SS-FSE difüzyon ağırlıklı görüntüleme tekniği, FSE temeline dayanmasından dolayı manyetik alan inhomojenitelerinden kaynaklanan artefaktlara daha az yatkın olması ve elde edilen sayısal ADC değerleri ile her ne kadar bazı olgularda örtüşmeler olsa da vertebral kemik iliği patolojilerinin değerlendirmesinde katkıda bulunabilir.
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)