Bước đầu nghiên cứu hình ảnh khuếch tán của u nguyên bào tủy hố sau

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013  Nghiên cứu Y học Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Bệnh Viện Chợ Rẫy Năm 2012 495 BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU HÌNH ẢNH KHUẾCH TÁN   CỦA U NGUYÊN BÀO TỦY HỐ SAU  Đoàn Thị Hiếu Đức*, Phạm Ngọc Hoa**, Cao Thiên Tượng**  TÓM TẮT  Mục tiêu: Mục đích của nghiên cứu này nhằm xác định cộng hưởng từ (CHT) khuếch tán và hệ số khuếch  tán biểu kiến (ADC) có thể được dùng để phân biệt u nguyên bào tủy và u sao bào lông, khó phân biệt trên cộng  hưởng từ thường qui.  Đối tượng và phương pháp: 13 bệnh nhân u nguyên bào tủy và 7 bệnh nhân u sao bào lông trong nghiên  cứu. CHT khuếch tán được thực hiện trên máy CHT 1,5 Tesla, chuỗi xung khuếch tán (DWI) với b = 0,500,  1000 giây / mm 2 và tính giá trị ADC.   Kết quả: Tăng tín hiệu được nhìn thấy trong tất cả trường hợp u nguyên bào tủy trên CHT khuếch tán.  Trên bản đồ ADC cho thấy khuếch tán hạn chế trong tất cả trường hợp u nguyên bào tủy 0,69 +/‐ 0,12 x 10‐3  mm 2/ giây (trung bình +/‐ độ lệch chuẩn), tỷ số ADC trung bình = 0,87. Tất cả u sao bào lông cho thấy có tín  hiệu thấp trên CHT khuếch tán và giá trị ADC cao (1,62 +/‐ 0,23 x 10‐3 mm 2/ giây, tỷ số ADC trung bình =  1,97). Ngưỡng giá trị ADC dưới 0,8 x 10 ‐3 mm2/ giây được xác định là u nguyên bào tủy với độ nhạy 100% và  độ đặc hiệu 100%.  Kết  luận: CHT khuếch tán là một phương pháp đơn giản giúp phân biệt u nguyên bào tủy với u sao bào  lông với độ tin cậy cao.  Từ khóa: u nguyên bào tủy, u sao bào lông, cộng hưởng từ khuếch tán  ABSTRACT  INITIAL STUDY OF DIFFUSION WEIGHTED MAGNETIC RESONANCE IMAGING OF  MEDULLOBLASTOMA  Doan Thi Hieu Duc, Pham Ngoc Hoa, Cao Thien Tuong  * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 17 ‐ Supplement of No 1 ‐ 2013: 495 ‐ 499  Objective: The purpose  of  this  study was  to determine whether diffusion‐weighted  imaging  (DWI)  and  apparent  diffusion  coefficient  (ADC)  can  be  used  to  distinguish medulloblastoma  from  pilocytic, which  are  sometimes difficult to distinguish by conventional magnetic resonance imaging (MRI) techniques.  Materials and methods: 13 patients with medulloblastoma and 7 patients with pilocytic astrocytoma were  enrolled in this study. The DWI was performed using a 1.5‐T system, with b = 0, 500, 1000 s/mm2 and the ADC  was calculated.  Results: Increased signal was seen in all of the medulloblastoma on DWI. In ADC maps, medulloblastoma  showed restricted  (0.69 ± 0.12 x 10‐3 mm  2/  s  (mean ± SD), mean ADC  ratio =0.87). The  solid portion of all  pilocytic astrocytoma showed low signal intensity on DWI and high ADC values (1.62 ± 0.23 x10‐3 mm 2/s (mean  ± SD), mean ADC ratio =1.97). Our cutoff value of <0.8 x 10 ‐3mm 2/s for medulloblastoma were 100% specific.  Conclusions: Assessment of ADC values of solid portion of  tumor  is a simple and reliable  technique  for  * Bộ Môn Chẩn Đoán Hình Ảnh ‐ ĐHYD TPHCM,   ** Khoa Chẩn Đoán Hình Ảnh ‐ BV Chợ Rẫy,   Tác giả liên lạc: BSCKI. Đoàn Thị Hiếu   ĐT: 0982610007   Email: hieuduchcm@yahoo.com  Nghiên cứu Y học  Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Bệnh Viện Chợ Rẫy Năm 2012 496 differentiation of medulloblastoma from pilocytic astrocytoma.  Key words: medulloblastoma, pilocytic astrocytoma, diffusion‐weighted magnetic resonance imaging  ĐẶT VẤN ĐỀ  U nguyên bào tủy là u hố sau ác tính thường  gặp nhất ở trẻ em. Chẩn đoán sớm và chính xác  có ý nghĩa quan  trọng  đối với  điều  trị  và  tiên  lượng. CHT thường qui có thể giúp chẩn đoán u  nguyên bào tủy trong đa số các trường hợp với  khối u ở đường giữa, dạng đặc, có tín hiệu thấp  trên  T1W,  cao  trên  T2W  và  bắt  thuốc  tương  phản  từ mạnh không  đồng nhất  trên T1W  sau  tiêm thuốc tương phản từ. Tuy nhiên, ở một số  trường hợp mà đặc điểm về hình thái trên CHT  thường quy không  điển hình, khó có  thể phân  biệt u nguyên bào tủy với các u hố sau khác như  u sao bào lông.  CHT khuếch  tán  (DWI) có khả nang  lượng  giá  tính chất khuếch  tán của các phân  tử nước  trong mô  và  đã  được  áp  dụng  hữu  ích  trong  chẩn  đoán  bệnh  lý  đột  quị,  u,  hay  những  rối  loạn chất  trắng. Trong  thời gian gần đây, CHT  khuếch tán bắt đầu được áp dụng để chẩn đoán  phân biệt các loại u hố sau (đặc biệt là u nguyên  bào  tủy và u sao bào  lông),  tuy nhiên  tính phổ  biến còn hạn chế và độ chính xác của các nghiên  cứu  cần  được  khẳng  định  thêm.  Ở Việt Nam,  hiện  nay  tuy  các máy  CHT  ngày  càng  nhiều  nhưng các máy CHT có từ trường cao còn ít nên  việc ứng dụng CHT khuếch tán trong chẩn đoán  các bệnh lý não còn chưa được phổ biến và các  bài báo nghiên cứu ứng dụng CHT khuếch  tán  được xuất bản trong y văn còn quá ít. Vì thế mục  đích của nghiên cứu này để mô tả các đặc điểm  hình  ảnh  và  khám  phá  ra  giá  trị  của  CHT  khuếch  tán  trong  chẩn  đoán  phân  biệt  giữa  u  nguyên bào tủy và u sao bào lông  PHƯƠNG PHÁP ‐ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU  Trong  thời  gian  từ  1‐1‐2009  đến  30‐6‐2010,  nghiên cứu 20 bệnh nhân ở bệnh viện Chợ Rẫy  được chia làm 2 nhóm: u nguyên bào tủy có 13  bệnh nhân gồm 8 nam, 5 nữ, độ tuổi trung bình  11, nhóm u sao bào lông có 7 bệnh nhân, gồm 4  nam và 3 nữ, độ tuổi trung bình 14. Các trường  hợp  đều  có  kết  quả  giải  phẫu  bệnh  lý.  Tất  cả  bệnh nhân trên được khảo sát CHT thường qui  không và có tiêm thuốc tương phản từ trên máy  CHT 1,5 Tesla (Avanto, Siemens, Erlangen, Đức)  với  các  chuỗi  xung T1W, T2W  SE và FLAIR  ở  mặt cắt ngang và hình T1W sau tiêm tĩnh mạch  Gadolinium  liều  0,1mmol/kg  ở  các  mặt  cắt  ngang, đứng dọc và đứng ngang. Độ dày lát cắt  5mm  với  khoảng  cách  lát  cắt  2,5mm,  trường  nhìn 24cm và ma trận 128 x 256 được dùng cho  tất  cả  các  lát  cắt  ,  tổng  cộng  19  lát  cắt.  Xung  khuếch  tán  sử dụng kỹ  thuật  điểm vang  đồng  phẳng điểm vang spin một phát (EPI) với b =0 ,  b=500 và b =1000 giây / mm2. Vì tính chất không  đẳng  hướng  của  mô  não  nên  khuynh  độ  (gradient) khuếch tán được dùng trong 3 hướng  trực giao  để  tổng hợp  ra một hình khuếch  tán  đẳng hướng cuối cùng, hình để phân  tích hình  ảnh. Độ dày lát cắt 5mm với khoảng cách lát cắt  2,5mm, trường nhìn 24cm và ma trận 128 x 256  được dùng cho tất cả các lát cắt, tổng cộng 19 lát  cắt. Thời gian chụp khoảng 40 giây.   Diện  tích vùng quan  tâm được ROI để  tính  giá trị hệ số khuếch tán biểu kiến là 50 mm2. ROI  3 vị trí: vị trí thứ nhất ở trung tâm khối u, vùng  bắt  thuốc  tương phản  từ đồng nhất. Hai vị  trí  còn  lại  đặt  tại  các  lát  cắt kế  tiếp. Nếu u không  hiện diện ở 3 lát cắt, có thể ROI 3 vị trí trên cùng  một  lát cắt sao cho các vòng ROI không chồng  lấp vào nhau. Dựa vào  tổng giá  trị khuếch  tán  biểu kiến của 3 vùng tính giá trị khuếch tán biểu  kiến trung bình. Giá trị khuếch tán biểu kiến đối  chứng  được  tính  bằng  cách  ROI  vào  tiểu  não  bình thường và trung tâm bán bầu dục hai bên.  Tính tỷ số khuếch tán biểu kiến của tổn thuơng  so với vùng bình thường đối chứng  KẾT QUẢ  Trên CHT khuếch  tán,  tất  cả  trường hợp u  nguyên  bào  tủy  đều  có  tín  hiệu  cao  trên  hình  trọng khuếch tán, thấp trên bản đồ ADC và giá  trị ADC thấp (giá trị ADC trung bình 0,69 ±0,12  x 10 ‐3 mm 2/ giây, tỷ số ADC = 0,87) so với nhóm  Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013  Nghiên cứu Y học Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Bệnh Viện Chợ Rẫy Năm 2012 497 u sao bào lông với 100% trường hợp có tín hiệu  thấp trên hình trọng khuếch tán, cao trên bản đồ  ADC và giá trị ADC cao (1,62 ± 0,23 x 10 ‐3 mm 2/  giây,  tỷ  số ADC  =  1,97)  sự  khác  biệt này  có  ý  nghĩa  thống kê cao  (p<0,05). Kết quả phân  tích  đường cong ROC dự báo u nguyên bào tủy ở giá  trị ADC có độ nhạy 100%, độ đặc hiệu 100%, giá  trị dự báo dương 100%, giá trị dự báo âm 100%,  ở điểm ngưỡng giá  trị ADC # 0,8 x 10  ‐3 mm  2/  giây. Không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê  giữa hai phương pháp đo giá trị ADC 1 vị trí và  3 vị trí.  BÀN LUẬN  Kotsenas và  cs(5)  lần  đầu  tiên  báo  cáo năm  1999, một  trường hợp u nguyên bào  tủy ở một  bệnh nhân nam, 12 tuổi, tăng tín hiệu trên hình  khuếch tán và giả thuyết rằng mật độ tế bào cao  gây nên tính hiệu cao và hạn chế khuếch tán. Kể  từ đó có nhiều các công trình nghiên cứu chứng  minh tăng mật độ tế bào dẫn đến tăng tín hiệu  trên hình khuếch  tán và giam  tín hiệu  trên bản  đồ ADC(1,2,3,4,5,6,7,8). Kết quả nghiêu cứu của chúng  tôi cho thấy tất cả các trường hợp u nguyên bào  tủy  (n=13)  đều  có  tín  hiệu  cao  rõ  trên  cộng  hưởng từ khuếch tán và thấp trên bản đồ ADC.  Trong khi  ở nhóm u sao bào  lông,  thành phần  mô đặc của u có tín hiệu thấp trên hình khuếch  tán và cao trên bản đồ ADC.   Hình 1: U nguyên bào tủy trên DWI. Bệnh nhân nữ, 6 tuổi trong mẫu nghiên cứu. Hình T1W sau tiêm thuốc  tương phản (hình bên trái): u đường giữa hố sau, không thấy phù xung quanh, xóa não thất IV, bắt thuốc tương  phản từ mạnh không đồng nhất. Hình DWI với b=1000 (hình giữa) u có tín hiệu cao. Bản đồ ADC (hình bên  phải) u có tín hiệu thấp với giá trị ADC = 0,74 x 10 ‐3mm2/giây  Hình 2: Hình u sao bào lông trên DWI. Bệnh nhân nam, 8 tuổi, trong mẫu nghiên cứu. Hình T1W sau tiêm  thuốc tương phản (hình bên trái): u bán cầu tiểu não phải, dạng nang có nốt thành bắt thuốc tương phản mạnh  không đồng nhất. Hình DWI với b=1000 (hình giữa) nốt thành có tính hiệu thấp.Bản đồ ADC (hình bên phải)  thành phần mô đặc có tín hiệu cao với giá trị ADC = 1,76 x 10 ‐3mm2/giây  Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy có sự khác  biệt có ý nghĩa thống kê về cường độ tín hiệu trên  cộng hưởng từ khuếch tán giữa u nguyên bào tủy  và u sao bào lông p<0,05. Kết quả này có sự tương  đồng với các nghiên cứu khác(3,6).  Sự khác biệt về cường độ  tín hiệu  trên cộng  Nghiên cứu Y học  Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Bệnh Viện Chợ Rẫy Năm 2012 498 hưởng  từ khuếch  tán giữa hai nhóm u nguyên  bào tủy và u sao bào lông có thể được lý giải dựa  trên đặc tính mô học của  từng u. U nguyên bào  tủy có đặc điểm mô bệnh học điển hình gồm mật  độ  tế bào nhiều, đồng nhất, với  tỉ  lệ nhân  / bào  tương cao. U sao bào lông có đặc điểm mật độ tế  bào từ thấp đến trung bình . U sao bào lông ở hố  sau  có  cấu  trúc  hai  pha,  gồm  các  vùng  đặc  và  vùng mô đệm lỏng lẻo. Ngay cả ở vùng đặc, mật  độ  tế bào cũng  ít hơn hẳn so với u nguyên bào  tủy, nhân  tế bào  có hình bầu dục, hai  cực. Một  đặc  đặc  điểm  chẩn  đoán quan  trọng  là  sự hiện  diện các sợi Rosenthal và các hạt ưa eosin.  Sự khuếch tán của nước ở khoang ngoại bào  có  tỉ  lệ  nghịch  với  thành  phần  của  khoang  nội  bào. Mật độ  tế bào càng cao với  tỷ  lệ nhân/ bào  tương lớn (tức thể tích khoang nội bào càng lớn),  càng hạn chế di chuyển của proton trong khoang  ngoại bào gây nên tín hiệu cao trên hình DWI và  thấp  trên bản đồ ADC. Vì vậy, ở u nguyên bào  tủy, mật  độ  tế  bào  cao,  cường  độ  tín  hiệu  trên  hình DWI cao và thấp trên bản đồ ADC. Ngược  lại,  ở  u  sao  bào  lông, mật  độ  tế  bào  thấp  nên  không có hiện tượng hạn chế khuếch tán, tạo hình  ảnh tín hiệu thấp trên DWI và cao trên ADC.  Trong  đa  số  các  trường hợp, hình  ảnh  cộng  hưởng từ thường quy với những thông tin về vị  trí, tín hiệu trên các chuỗi xung T1W, T2W, cách  bắt  thuốc  tương  phản  từ  có  thể  phân  biệt  u  nguyên bào tủy và u sao bào  lông. Tuy nhiên, ở  những  trường  hợp mà  đặc  điểm  về  hình  thái  không điển hình  thì  tính chất khuếch  tán có  thể  giúp  ích  cho  chẩn  đoán phân biệt  các  loại u hố  sau. Trong nghiên cứu của chúng tôi ghi nhận có  một trường hợp u dạng đặc ở bán cầu tiểu não  trái với tính chất hạn chế khuếch tán rõ rệt. Kết  quả giải phẫu bệnh là u nguyên bào tủy.   Hình 3: UNBT ở bán cầu tiểu não. Bệnh nhân nữ, 12  tuổi trong mẫu nghiên cứu. U vùng bán cầu tiểu não  trái với hình ảnh tăng tín hiệu trên hình DWI (hình  bên trái) và giảm tín hiệu trên bản đồ ADC (hình bên  phải).   Một  trường  hợp  khác,  u  ở  đường  giữa  hố  sau  với  thành  phần  nang  và mô  đặc. Về mặt  hình  thái, khó phân biệt giữa UNBT và USBL.  Tuy nhiên, trên hình khuếch tán, thành phần mô  đặc có tín hiệu cao, gợi ý nhiều đến UNBT.   Hình 4: UNBT không điển hình. Bệnh nhân nữ, 8 tuổi trong mẫu nghiên cứu. U đường giữa hố sau, với thành  phần nang và mô đặc. Trên hình T1W sau tiêm thuốc (hình bên trái), thành phần mô đặc bắt thuốc ít. Thành  phần mô đặc tăng tín hiệu trên hình DWI (hình giữa) và giảm tín hiệu trên bản đồ ADC (hình bên phải) với giá  trị ADC là ADC = 0,69 x 10 ‐3mm2/giây. Kết quả giải phẩu bệnh là u nguyên bào tủy.  Tác  giả  Koral  K.  và  cs(4)  có  báo  cáo  một  trường hợp u nguyên bào tủy ở hố sau với đặc  điểm hình thái là dạng nang có nốt thành. Giá trị  ADC của nốt thành là 0,31 x 10 ‐3mm2/s là thông  tin  có  giá  trị  để  nghĩ  nhiều  đến UNBT.Trong  nghiên  cứu  của  J.L.  Jaremko  và  cs(3),  có  2/10 u  nguyên  bào  tủy  không  có  hình  ảnh  hạn  chế  khuếch tán rõ rệt. Trong hai trường hợp đó có 1  Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013  Nghiên cứu Y học Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Bệnh Viện Chợ Rẫy Năm 2012 499 trường  hợp  là  u  nguyên  bào  tủy  thoái  sản.  Ở  nghiên cứu của Rumboldt và cs(6) cũng ghi nhận  một  trường  hợp  u  nguyên  bào  tủy  thoái  sản  nhưng có hình ảnh hạn chế khuếch tán. Mặc dù  đặc điểm hình  ảnh để phân biệt u nguyên bào  tủy dạng cổ điển và dạng thoái sản không được  nghiên cứu nhiều, người  ta cho rằng u nguyên  bào  tủy  thoái sản  ít xâm  lấn hơn nên  ít có hạn  chế khuếch  tán hơn  loại cổ điển. Ở nghiên cứu  của chúng  tôi,  tất  cả  các  trường hợp u nguyên  bào  tủy  (n=13)  đều  có  tín  hiệu  cao  trên DWI,  thấp trên ADC, giải phẫu bệnh không có trường  hợp u nguyên bào tủy thoái sản nào. Có thể do  mẫu nghiên cứu không đủ lớn nên không có đủ  các dạng mô học của u nguyên bào tủy.  Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy không có  sự khác biệt có ý nghĩa  thống kê giữa giữa hai  phương pháp ROI 1 vị trí và 3 vị trí cho thấy đo  giá  trị ADC  là một phương pháp  đơn giản, dễ  ứng dụng trong thực tế, cung cấp thông tin hữu  ích giúp chẩn đoán u nguyên bào  tủy, đặc biệt  trong những trường hợp không điển hình.  KẾT LUẬN  Trong một số  trường hợp, CHT khuếch  tán  cung  cấp  nhưng  thông  tin  hữu  ích  giúp  chẩn  đoán phân biệt u nguyên bào  tủy và u sao bào  lông. Tuy nhiên, cần kết hợp các đặc điểm hình  ảnh  trên  cộng hưởng  từ  thường quy  để  có  thể  chẩn đoán phân biệt hai u này.  TÀI LIỆU THAM KHẢO  1. Chawla A, Emmanuel JV, Seow WT, Lou J, Teo HE, Lim CCT  (2007).  “  Paediatric  PNET:  pre‐surgical MRI  features  ”. Clin  Radiol, 62, pp.43 –52  2. Gauvain  KM,  McKinstry  RC,  Mukhejee  P  et  al  (2001).  “  Evaluating  pediatric  brain  tumor  cellularity  with  diffusion‐ tensor imaging. Am J Roentgenol. 177, pp 449‐54  3. Jaremko  JL,  Jans  LB,  Coleman  LT,  Ditchfield  MR  (2010).  “Value  and  Limitations  of  Diffusion‐Weighted  Imaging  in  Grading and Diagnosis of Pediatric Posterior Fossa Tumors ”.  Am J Neuroradiol ,ajnr.A2155 v1‐0.  4. Koral K, Gargan L, Bowers DC, Gimi B, Timmons CF, Weprin  B,  Rollins  NK  (2008).  “  Imaging  characteristics  of  atypical  teratoid‐rhabdoid  tumor  in  children  compared  with  medulloblastoma ”. Am J Roentgenol, 90(3), pp.809‐14.  5. Kotsenas AL, Roth TC, Manness WK, et al (1999). “ Abnormal  diffusion‐weighted MRI  in medulloblastoma:  does  it  reflect  small cell histology? ” . Pediatr Radiol, . 29, pp.524–26  6. Rumboldt Z, Camacho DL, Lake D, et al  (2006). “ Apparent  diffusion coefficients for differentiation of cerebellar tumors in  children ”. Am J Neruoradiol, 27, pp.1362‐69  7. Yamasaki  F,  Kurisu  K,  Satoh  K,  et  al  (2005).  “  Apparent  diffusion coefficient of human brain tumors at MR imaging ” .  Radiology, 235, pp. 985‐91  8. Yamashita Y, Kumabe T, Higano S, Watanabe M, Tominaga T  (2009).  “Minimum  apparent  diffusion  coefficient  is  significantly correlated with cellularity in medulloblastomas ”.  Neurol Res, 31(9), pp.940‐6.