Pediyatrik mitokondrial ensefalopati olgularında görünen difüzyon katsayısının ölçülmesi ve takip difüzyon katsayısı ölçümleri ile hastalığa bağlı parankimal değişimlerin karşılaştırılması

Abstract

AMAÇ: Manyetik rezonans görüntülemenin (MRG) beyaz cevher lezyonlarını saptamada duyarlılığı yüksektir ancak, altta yatan patoloji konusunda sınırlı seçiciliği vardır. Difüzyon ağırlıklı görüntüleme(DAG) yakın zamanda klinik kullanıma giren fonksiyonel bir görüntüleme yöntemidir. Bu yöntemde görüntü kontrastı suyun mikroskobik hareketine dayanır. DAG gibi ölçüme dayalı teknikler, beyaz cevher hastalıklarında altta yatan patolojik değişiklikler için daha fazla bilgi verir. Bizim çalışmamızın amacı pediyatrik yaş grubunda metabolik ensefalopati tanılı hastalarda DAG ve MRG'nin tanıya olan katkısının ortaya konması ve belirlenen 20 alandan ölçülen ‘apparent diffusion coefficent' (ADC= görünen difüzyon katsayısı) değerlerinin kontrol grupları ile karşılaştırılarak değerlendirilmesidir. Ayrıca ADC katsayısı ölçümünün konvansiyonel sekanslara üstünlüğü ya da katkısının kontrol grubu ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesidir. GEREÇ VE YÖNTEM: 2004-2008 yılları arasında bölümümüz MRG ünitesinde nörometabolik hastalık ön tanısıyla MRG ve difüzyon MRG incelemesi yapılan, klinik, laboratuar ve/veya genetik çalışmalarla mitokondrial ensefalopati tanısı alan 10 hasta çalışmamıza alındı. Çalışmaya alınan 10 hastadan 6 tanesine 1 ile 4 yıl sonrasında kontrol MRG-DAG incelemeleri yapıldı. Üç hasta ex olduğundan kontrol incelemeleri yapılamadı. Tüm hastaların beyin MR incelemeleri 1,5 Tesla MR ile standart kafa koili kullanılarak yapıldı. Tüm konvansiyonel ve difüzyon MR görüntüleri biri deneyimli biri asistan olan 2 radyolog tarafından değerlendirildi. Bu değerlendirmede parankimal sinyal intensite değişiklikleri, lezyon lokalizasyonları ve sayıları, DAG'de ek lezyon saptanıp saptanmadığı ve lezyonların yaygınlığı dikkate alındı. DAG'de sinyal özellikleri görsel olarak değerlendirilip kontrol ve hasta grubundaki tüm hastalarda daha önceden belirlenen 20 ayrı ölçüm noktasından ADC değerleri standart ROI ile ölçüldü. Bulgular yaş ve cinsiyetleri uygun kontrol grubuyla karşılaştırıldı. Kontrol ve hasta gruplarından elde edilen ADC değerleri Mann Whitney U testi ile karşılaştırıldı. BULGULAR: Çalışmaya alınan mitokondrial ensefalopati tanılı 10 olgunun 3 tanesi ex olduğundan kontrol incelemesi mevcut değildi. Bu olgularda DAG'de difüzyon artışı mevcut olup ADC değerleri artmış olarak bulundu. İlk tetkiklerinde DAG'de difüzyon kısıtlanması ve ADC değerlerinde azalma bulunan 3 olgunun 1 tanesinde 4 yıl sonraki incelemede ADC değerlerinde artış saptanırken diğer 2 olguda ise 1 yıl sonraki incelemede ADC değerlerinde öncekine göre hafif artış izlenmekle birlikte kontrol grubuna göre halen düşük değerler mevcuttu. Bir olgunun ilk incelemesi normal iken 4 yıl sonraki incelemede ADC değerleri azalmış bulundu. Üç olguda ilk inceleme ve kontrol incelemede difüzyon artışı, ADC değerlerinde artış mevcuttu. İki hastada takip incelemede lezyon sayısında, 1 hastada da lezyon boyutlarında artış mevcuttu. Kardeş olan ikişer olguda benzer lokalizasyonlarda tutulum saptandı. TARTIŞMA VE SONUÇ: Çalışmamızda, DAG'nin ek lezyon saptayarak, lezyonları daha kesin sınırlarla demarke ederek ve SE T2 görüntülerde homojen hiperintens olan lezyonlardaki farklı difüzyon karakteristiklerini belirleyerek rutin incelemeye ek tanısal katkı sağladığı sonucuna ulaştık. ADC haritası üzerinde yapılan ölçümler normal kontrol grubu ile karşılaştırdığında, hastalığın evresine bağlı olarak ADC değerlerinde artış ya da azalma olması nedeniyle istatistiksel değerlendirmede anlamlı farklılık bulunamadı. Bu hastalığın nadir görülen bir hastalık olması ve çalışmada az sayıda hasta olması nedeniyle benzer evrelerdeki hastalardan yeterli sayıda hasta içeren homojen gruplar oluşturulamamasına bağlı olarak uygun istatistiksel analiz yapılamamıştır. Bu nedenle hastalar benzer yaş ve cinsiyetteki kontrol grubu hastaları ile tek tek karşılaştırılmıştır. Ancak DAG ve ADC ölçümü, konvansiyonel sekansta sinyal değişikliği bulunmayan alanlarda hastalık tutulumunun belirlenmesi, hastalık yaygınlığı ve evresinin saptanmasında önemlidir. Bu sonucun özellikle beyaz cevher hastalığı bulunan olgular için önemli olduğunu düşünüyoruz. Çünkü beyaz cevher hastalıklarında normal görünen beyaz cevherin etkilenip etkilenmediğinin belirlenmesi önemlidir. Difüzyon ağırlıklı MRG pediyatrik yaş grubunda mitokondrial ansefalopati hastalığında konvansiyonel MR sekanslarını tamamlayıcı bilgiler vermekte, lezyon yaşının, lezyonların dejenerasyon miktarının ve progresyonunun takibinde önemli katkılar sağlamaktadır. Bu yönü ile rutin beyin MR incelemesine eklenmesi gereken bir sekans olarak değerlendirilmelidir. PURPOSE: Although the sensitivity of magnetic resonance imaging (MRI) in detecting white matter lesions is high, its specificity in the identification of the underlying pathology is limited. Diffusion weighted imaging (DWI) is a functional imaging method that has recently been introduced into clinical use. It visualizes the random microscopic motion of water molecules and thereby provides an image contrast. Methods such as DWI, which are based on measurement, offer more detailed information about the underlying pathologic alterations. The aim of the present study was to demonstrate the contribution of DWI and MRI to the diagnosis of metabolic encephalopathy in pediatric patients and evaluate the patients' apparent diffusion coefficient (ADC) values measured in the 20 predetermined regions by comparing them with those of the individuals in the control group. Additionally, another purpose of the study was to evaluate the superiority of the ADC measurement over conventional imaging sequences or the extent of its contribution to those sequences, using control group comparison. MATERIAL AND METHOD: Ten patients who underwent MRI and DWI examinations with the preliminary diagnosis of neurometabolic disease in the magnetic resonance imaging unit of our department and were diagnosed with mitochondrial encephalopathy after clinical, laboratory and/or genetic examinations between 2004 and 2008 were included in the study. Of the 10 patients included in the study, 6 underwent MRI-DWI examinations 1 to 4 years after their first examinations. Since three of the patients died, their control examinations could not be performed. The brain MR examinations of all patients were performed via 1.5 Tesla MR and standard head coil. All conventional and diffusion MR images were evaluated by two radiologists, one of who was a veteran resident. The evaluation included parenchymal signal intensity changes, localization and number of lesions, the investigation of whether additional lesions could be detected via DWI and the diffusion of lesions. The signal characteristics on DWI were evaluated visually and the ADC values of all patients in the control and patient groups were measured in the predetermined regions using standard ROI. The findings were compared with those of the patients of similar age and gender in the control group. The ADC values obtained from the control and patient groups were compared by the Mann Whitney U test. RESULTS: Since 3 of the 10 patients diagnosed with mitochondrial encephalopathy had died, their control examinations could not be performed. In those three patients, an increase in diffusion and ADC values was determined using DWI. In one of the 3 patients in whom diffusion restriction on DWI scans and a decrease in ADC values were observed at the first examination, an increase in ADC values was determined at the control examination performed four years after the first one. Although a slight increase was observed in the ADC values of the remaining two patients at their control examination performed 1 year after the first one, the values were still low, compared to the control group. Although the ADC values of one patient was within the normal range at the first examination, they were found to be decreased at the second examination performed four years after the first one. In three patients, an increase in diffusion and ADC values was observed between the first examination and the control examination. The number of lesions and the size of the lesions were found to be increased in two and one patients, respectively, at the control examination. Involvement was determined in similar locations in two pairs of siblings. DISCUSSION AND CONCLUSION: In the present study, we concluded that DWI offered additional diagnostic contribution in routine examinations by detecting additional lesions, demarking lesions with clearer boundaries and determining the varying diffusion characteristics in homogeneous hyperintense lesions. As the results of the measurements performed on the ADC map were compared with those of the normal control group, a statistically significant difference was not determined because increases or decreases in ADC values associated with the acute or chronic stages of the disease were already present. Since the disease is rare and a small number of patients were included in the study, homogeneous groups involving a sufficient number of patients could not be performed and consequently, the statistical analysis could not be performed appropriately. Thus, the patients were compared individually with the patients of similar age and gender in the control group. However, DWI and ADC measurement play an important role in the determination of the involvement, diffusion and stage of the disease in regions where signal intensity alterations cannot be detected via conventional sequence imaging. We believe that this result is particularly important for patients with white matter disease. Because it is important to determine whether the white matter, which appears normal on conventional MRI in white matter diseases, is affected or not. Diffusion weighted MRI offers information that complements the findings obtained by conventional MR sequences in mitochondrial encephalopathy and make great contributions to the determination of lesion stage, extent of lesion-induced degeneration and progression of lesions. Given this aspect of the imaging method, it should be evaluated as a sequence that needs to be integrated into routine brain MR examinations.