Akut Beyin Sap

(1)

31

Akut Beyin Sap› ‹nfarkt› Olan Bir Hastada Difüzyon Tensör Traktografi Görüntülemesi

Diffusion Tensor Tractography Imaging in a Case of Acute Brain Stem Infarct

O L G U S U N U M U / C A S E R E P O R T

ÖZET

Difüzyon tensör traktografi ile beyaz cevher yolaklar›n›n grafiksel canland›r›m› ve beyaz cevher bütünlü¤ünün niceliksel olarak de¤erlendirilmesi mümkün olmaktad›r. Bu yöntem ile canl› bir bireyde beynin sanal diseksiyonu yap›labilir. Bu teknik inme de¤erlendirmesini de içeren birçok nörolojik hastal›kta klinik uygulama için potansiyel oluflturmaktad›r. Yaz›m›zda beyin sap›nda akut iskemik infarkt olan bir hastan›n traktografi bulgular› sunulmaktad›r. ‹nfarkt lokalizasyonunda, klinik bulgularla uyumlu olan beyaz cevher yolaklar›ndaki kesintinin in vivo gösterilmesi hedeflenmifltir. Traktografinin günümüzde nörolojik hastal›klardaki uygulamalar›, bu yöntemin beyin ve spinal korddaki hasar› ve iyileflmeyi anlayabilmemizi art›r›c› potansiyele sahip oldu¤unu göstermektedir. Klinik aç›dan bak›ld›¤›nda, traktografi yeni hipotezleri test etmek, beynin yap›land›r›lmas› ve beyin hastal›klar›n›n etkilerinin anlafl›lmas›nda önemli yeni görüfller elde etmek için kullan›labilir.

Anahtar Kelimeler: Difüzyon tensör görüntüleme, traktografi, inme.

ABSTRACT

Diffusion Tensor Tractography Imaging in a Case of Acute Brain Stem Infarct Nilgül Yard›mc›¹, Hakan Ulubay², Kamil Topalkara¹, Bar›ﬂ Diren²

Medicana International Ankara Hospital,

1Neurology Unit, ²Radiology Unit, Ankara, Turkey

Diffusion tensor tractography enables graphical reconstruction of the white matter pathways in the brain and quantitative study of white matter integrity. With this method virtual dissection of the living human brain can be performed. This technique has many potential clinical applications in neurological disorders, including the investigation of stroke. We present tractography findings of a patient that had an acute ischemic infarct in the brain stem. We aimed to report the disintegration of the white matter tracts at the infarct location in vivo, as well as the associated clinical symptoms. The current use of tractography in neurological disorders shows

Nilgül Yard›mc›¹, Hakan Ulubay², Kamil Topalkara¹, Bar›ﬂ Diren²

Medicana International Ankara Hastanesi,

1Nöroloji Birimi, ²Radyoloji Birimi, Ankara, Türkiye

Turk Norol Derg 2009; 15: 31-34

geliﬂ tarihi/received date 07/01/2009 • kabul ediliﬂ tarihi/accepted date 16/01/2009

(2)

32

Yardımcı N, Ulubay H, Topalkara K, Diren B. Diffusion Tensor Tractography in Brain Stem Infarct

G‹R‹ﬁ

Difüzyon a¤›rl›kl› manyetik rezonans görüntüleme (MRG), infarkt bölgesindeki k›s›tlanm›ﬂ difüzyonu ölçe- rek inmedeki hasarl› bölgenin gösterilmesini sa¤lamakta ve günümüzde akut inme tan›s›nda rutin olarak kullan›l- maktad›r. Difüzyon tensör görüntüleme (DTG) ise doku içerisindeki difüzyonun hangi yönde daha çok k›s›tland›-

¤›n› niceliksel olarak göstererek beyaz cevher bütünlü¤ü- nün ve içindeki özgün yolaklar›n izlenmesini ve bunlar›n özel grafik teknikleri kullan›larak üç boyutlu gösterilebil- mesini mümkün k›lmaktad›r (1). Fiber traktografi olarak tan›mlanan DTG yöntemi, klinik uygulamada canl› insan beyninde miyelin kapl› ak madde aksonlar›n›n noninvaziv görüntülenebilme imkan›n› veren tek görüntüleme yön- temidir.

DTG, temelde suyun geçiﬂme özelli¤inin ak ve gri madde aras›nda farkl› olmas›na dayanmaktad›r. De¤iﬂik bö- lümlerde yer alan, farkl› h›z ve oranlara sahip serbest su protonlar›n›n hareketleri, beyin dokusu içindeki miyelinden zengin aksonlara dik yönde, paralel olandan daha fazla k›s›tlan›r; bu varsay›m DTG’nin temelinde yatan varsa- y›md›r (2).

Yaz›m›zda, klinik bulgular› ve difüzyon MRG görüntü- leri ile akut beyin sap› infarkt› tespit edilen bir hastada, fiber traktografi yard›m›yla beyin sap›ndaki yolaklar›n infarkt›n lokalizasyonu ile orant›l› olarak etkilenmesi gösteril- mektedir. Bu yaz›da, traktografinin inmede lezyon lokali- zasyonundaki etkilenmiﬂ yolaklar ve etkilenme derecesiyle kompensatuar yolaklardaki aktivasyonu gösterebilmesi ile

ilgili çal›ﬂmalar gözden geçirilerek bu yöntemin inme sonras› klinisyene katk›lar› tart›ﬂ›lacakt›r.

OLGU

Altm›fl üç yafl›nda erkek hasta ani bafllang›çl› bulant›, kusma ve dengesizlik flikayeti ile acil servise baflvurdu. Has- ta desteksiz ayakta duram›yordu. Öz geçmiflinde 20 y›ld›r tip II diabetes mellitus tan›s› vard›. Nörolojik muayenesin- de bilinç aç›k, koopere ve oryante idi. Göz hareketleri serbest, horizontal ve vertikal planda nistagmus mevcuttu.

Sa¤ yüz yar›s›nda hipoestezi vard›. Uvula sola deviye idi, sa¤ palatal ark az çekiyordu ve ö¤ürme refleksi azalm›ﬂt›.

Sa¤da serebellar testler beceriksiz ve derin duyu solda bo- zuktu. Acilde yap›lan difüzyon MRG incelemesinde hastada sa¤ orta serebellar pedinkül düzeyinde, ponsta sa¤

posterolateral bölgede yaklaﬂ›k 1 cm çap›nda iskemik infarkt tespit edildi. Flair görüntüde sa¤ orta serebellar pe- dinkülde hiperintens sinyal, difüzyon a¤›rl›kl› görüntüde di- füzyon k›s›tl›l›¤› gösteren hiperintens sinyal ve ADC gö- rüntüde sinyalsiz alan gözlenmekte olup, lezyon hiperakut iskemik infarkt olarak de¤erlendirildi (Resim 1A,1B,1C).

Hastan›n beyin manyetik rezonans anjiyografisinde, sa¤

vertebral arterin baziler artere kat›l›m› izlenmiyordu. Has- taya 1 hafta sonra DTG ile fiber traktografi uyguland›.

Beyin MRG incelemesi 1.5 T cihazda SENSE (Synergy-L Sensitivity Encoding) kafa koili kullan›larak T1-T2 ve FLAIR a¤›rl›kl› serilerden oluﬂturuldu. Difüzyon MRG incelemesi 22 direction b:1000 de¤erleri ile aksiyal planda elde edildi ve bu serilerden matematik modelleme ile 3 boyutlu fiber traktografi görüntüleri oluﬂturuldu.

that it has the potential to improve our understanding of the damage and recovery process in diseases of the brain and spinal cord.

From a clinical point of view tractography might be used to test new hypotheses, and to provide important new insights into the organization of the brain and the effects of brain disorders.

Key Words: Diffusion tensor imaging, tractography, stroke.

Resim 1. Flair (A) görüntüde sa¤ orta serebellar pedinküldeki hiperintens sinyal, difüzyon a¤›rl›kl› görüntüde (B) difüzyon k›s›tl›l›¤›n›

temsil eden hiperintens, ADC görüntüde (C) ise sinyalsiz bir alan olarak izlenmektedir.

(3)

Difüzyon tensör verilerinden farkl› algoritma ve yeni- den yap›land›rma iﬂlemleri ile 2 farkl› görüntü elde edilir.

Bunlardan ilki renk kodlu görüntüler (colour encoded ima- ges), di¤eri ise traktografi haritalar›d›r. K›rm›z› ile sa¤dan sola, yeflil ile önden arkaya ve mavi ile yukardan afla¤›ya olan anizotropi kodlan›r (3). Traktografi haritalar›m›zda renk kodlamas› da bu flekilde yap›lm›flt›r. Resim 2’de renk kodlamas› ile global yaklafl›m görülmektedir.

TARTIﬁMA

Doku içindeki farkl› membran ve yap›lar›n, farkl› dizi- lim, zar geçirgenli¤i, homojenite, mikroyap› ve dinamikle- re sahip olmas› serbest su protonlar›nda yön ba¤›ml› de¤i- ﬂikliklere yol açar. Beyin dokusu içinde protonlar›n hareketleri miyelinden zengin aksonlara dik yönde, paralel olandan daha fazla k›s›tlan›r. Difüzyon tensörü protonlar›n hareketlerini 3 boyutlu ortamda tan›mlayan matematiksel model olarak tan›mlanabilir (3).

Fiber traktografi ise DTG ile difüzyonun yönü konusunda bilgi vererek beyindeki özgün beyaz cevher yolaklar›n›n izlenmesini ve bunlar›n özel grafik teknikleri kullan›larak 3 boyutlu gösterilmesini sa¤lar (4). Peroksidaz ya da nöron- larca aktif olarak al›nan manganez bileﬂiklerinin kontrast ajan olarak kullan›lmas› sayesinde yolaklar›n iﬂaretlenebil- mesi mümkün olmaktad›r.

Traktografi inme çal›ﬂmalar›nda insan beyin anatomisi- ne in vivo yeni katk›lar sa¤lamaktad›r. ‹nme sonras› hangi beyaz cevher yolaklar›n›n etkilendi¤inin gösterilmesi semptomlar›n spesifik olarak aç›klanmas›n› sa¤lar. Örne-

¤in; sa¤ posterior serebral arter inmelerinde görsel-uzay- sal ihmal e¤er lezyon parahipokampal girustan angular gi- rusa uzanan ba¤lant›lar› etkilemiﬂse gözlenir ya da dil yolaklar›n›n traktografisi ile farkl› afazi tiplerindeki yap›y›

aç›klamak mümkün olmaktad›r (5,6).

‹nmeli hastalarda fiber traktografi ile yap›lan kortikospinal yolak analizlerinde araflt›r›c›lar, lezyon hacmini ve yolak etkilenimini gösteren kantitatif ölçümlerin, uzun dö- nem klinik prognozu do¤ru flekilde önceden tahmin ede- bildi¤ini göstermifllerdir (7-9). Bu çal›flmalarda lezyondan etkilenmifl alandaki kortikospinal yola¤›n yap›sal ve fonksiyonel bütünlü¤ündeki bozulma miktar› ile hastan›n prog- nozunda beklenen iyileflme aras›nda negatif korelasyon oldu¤u gözlenmifltir (9,10).

Traktografi ile inme gibi bölgesel hasarlar sonras› sade- ce motor yola¤›n yap›sal hasar› gösterilmekle kalmay›p fonksiyonel yeni yap›lanmalar da gösterilebilir. DTG ile inme geçiren bir hastada, primer olmayan motor alanlarda ve kontralateral sa¤lam hemisferdeki motor alanlarda art- m›fl aktivite gösterilerek baz› hastalardaki klinik düzelme aç›klanabilmektedir (11-13). Motor yolaklardaki hasar›n derecesine göre fonksiyonel yolaklarda reorganizasyon ge- liflir. Newton ve arkadafllar›, inmeli hastalarda traktografi ile kortikofugal yolaklar›n haritas›n› ç›karm›fl ve lezyon hac- mi ile yola¤›n izdüflümünün primer olmayan motor alanlar- daki fonksiyonel afl›r› aktivasyon ile uyumlu oldu¤unu gös- termifllerdir (14). Schaechter ve arkadafllar›, lezyonlu he- misferde kortikospinal yolaktaki hasar› traktografide lif kayb› ile ölçerek kontralezyonel sensörimotor korteks ve ipsilezyonel sensörimotor korteksin ventral bölgelerindeki artm›fl fonksiyonel cevaplar› göstermifllerdir (15). Bu çal›flmalar, hayvanlarda inme iyileflme modellerinde gözlenmifl olan primer motor korteksteki iskemik lezyonun alan› ile fonksiyonel reorganizasyonun derecesi aras›ndaki uyumu desteklemektedir (16). ‹n vivo traktografi yöntemi ile heye- can uyand›ran yeni bulgular da elde edilmektedir. Örne¤in;

daha önce keflfedilmemifl, frontal lobu kontralateral oksipi- tal kortekse ba¤layan bir yolak görüntülenmifltir (17).

33 Turk Norol Derg 2009; 15: 31-34

Beyin Sapı İnfarktında Difüzyon Tensör Traktografi Yardımcı N, Ulubay H, Topalkara K, Diren B.

Resim 2. Difüzyon tensör traktografi yöntemi ile (A) koronal, (B) aksiyal planda çok yönlü (multidirectional) elde edilen görüntülerde orta serebellar pedinkülde yukar›da tan›mlanm›ﬂ lezyon lokalizasyonunda sa¤ medial lemniskus trasesinde yo¤un lif kay›plar› görün- tülenmiﬂtir.

(4)

Bizim olgumuzda beyin sap› infarkt› olan hastada medial lemniskusun lezyon lokalizasyonunda kesintiye u¤ra- mas› gözlenmektedir. Hastan›n klinik bulgular› göz önün- de bulunduruldu¤unda lezyonun yeri beyin sap› olarak tahmin edilebilece¤i gibi difüzyon MRG görüntüleri ile de ponstaki infarkt gösterilmektedir. Fiber traktografi ise lezyonun lokalizasyonunda liflerin say›s›ndaki azalmay› belir- gin göstermekte ve bu bölgeden geçen, renk kodlamas›

ile yukar›dan afla¤›ya indi¤i bilinen yolaklardaki kesintiye dikkati çekmektedir. Lezyonun beyin sap›nda, yolaklar›n üzerinde olmas› hastan›n klini¤indeki çeflitlili¤i aç›klay›c›- d›r. Kadavra çal›flmalar›ndan elde edilen bilgiler ve nöro- anatomistlerin araflt›rmalar› bu bölgenin yolaklar yönün- den zengin oldu¤unu göstermifltir. Ancak traktografi yön- temi ile 1 dakikadan k›sa sürede in vivo yolaklardaki kesin- ti demonstre edilebilmifltir. Traktografi ile hemisfer lezyon- lar›nda, yolaklar›n ne kadar etkilendi¤i ve klini¤in nas›l ola- bilece¤ini göstermek mümkün olmaktad›r.

‹nme d›ﬂ›nda, difüzyon tensör traktografi ak madde anatomisi ve varyasyonlar› hakk›nda temel fizyolojik bilgi- lere katk›da bulunurken, in vivo nöropatolojiyi 3 boyutlu göstererek tümör cerrahisi öncesi yolak tutulumu ve yay- g›nl›¤› konusunda sa¤lad›¤› bilgi sayesinde ameliyat sonra- s› hastal›k ve ölüm oran›n›n azalmas›n› sa¤lamaktad›r. Ay- r›ca, multipl skleroz, epilepsi ve epilepsi cerrahisi, nörode- jeneratif hastal›klar, spinal kord hastal›klar›n›n yan› s›ra depresyon, ﬂizofreni, alkol ba¤›ml›l›¤›nda da klinisyene te- davi ve prognoz yönünden yol gösterici olmay› vadeden bir görüntüleme yöntemidir.

KAYNAKLAR

1. Park HJ, Kubicki M, Shenton ME, Guimond A, McCarley RW, Maier S, et al. Spatial normalization of diffusion tensor MRI using multiple channels. Neuroimage 2003;20:1995-2009.

2. Le Bihan D, Breton E, Lallemand D, Grenier P, Cabanis E, Laval- Jeantet M. MR imaging of intrvoxel incoherent motions: Appli- cation to diffusion and perfusion in neurologic disorders. Radi- ology 1986;161:401-7.

3. Göksel D, Özkan M. Difüzyon tensör MR görüntüleme. Biyome- dikal mühendisli¤i Ulusal Toplant›s› B‹YOMUT. ‹stanbul, Türki- ye, 2005:174-9.

4. Pajevic S, Pierpaoli C. Color schemes to represent the orientati- on of anisotropic tissues from diffusion tensor data application to white matter fiber tract mapping in the human brain. Magn Reson Med 1999;42:526-40.

5. Bird CM, Malhotra P, Parton A, Coulthard E, Rushworth MF, Husain M. Visual neglect after right posterior cerebral artery in- farction. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2006;77:1008-12.

6. Catani M, Jones DK, Flytche DH. Perisylvian language networks of the human brain. Ann Neurol 2005;57:8-16.

7. Cho SH, Kim DG, Kim DS, Kim YH, Lee CH, Jang SH. Motor out- come according to the integrity of the corticospina tract deter- mined by diffusion tensor tractography in the early stage of co- rona radiata infarct. Neurosci Lett 2007;426:123-7.

8. Konishi J, Yamada K, Kizu O, Ito H, Sugimura K, Yoshikawa K, et al. MR tractography for the evaluation of functional recovery from lenticulostriate infarcts. Neurology 2005;64:108-13.

9. Moller M, Frendsen J, Anderson G, Gjedde A, Vestelgaard-Po- ulsen P, Ostergaard L. Dynamic changes in corticospinal tracts after stroke detected by fibretracking. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2007;78:587-92.

10. Ward NS, Newton JM, Swayne OB, Lee L, Thompson AJ, Greenwood RJ, et al. Motor system activation after subcortical stroke depends on corticospinal system integrity. Brain 2006;129:809-19.

11. Sertz RJ, Hoflich P, Binkofski F, Tellmann L, Herzog H, Freund HJ. Role of the premotor cortex in recovery from middle cereb- ral artery infarction. Arch Neurol 1998;55:1081-8.

12. Cramer SC, Nelles G, Benson RR, Kaplan JD, Parker RA, Kwong KK, et al. A functional MRI study of subjects recovered from hemiparetic stroke. Stroke 1997; 28:2518-27.

13. Lotze M, Markett J, Sauseng P, Hoppe J, Plewnia C, Gerloff C.

The role of multiple cotralesional motor areas for complex hand movements after internal capsular lesion. J Neurosci 2006;26:6096-102.

14. Newton JM, Ward NS, Parker GJ, Deichmann R, Alexander DC, Friston KJ, et al. Noninvasive mapping of corticofugal fibres from multiple motor areas-relevance to stroke recovery. Brain 2006;129:1844-58.

15. Schaechter JD, Perdue KL, Wang RM. Structural damage to the corticospinal tract correlates with bilateral sensorimotor cortex reorganization in stroke patients. Neuroimage 2008;39:1370-82.

16. Frost SB, Barbay S, Friel KM, Plautz EJ, Nudo RJ. Reorganizati- on of remote cortical regions after ischemic brain injury: A po- tential substrate for stroke recovery. J Neurophysiol 2003;89:

3205-14.

17. Tovar-Mol F, Moll J, Oliveira-Souza R, Bramati I, Andreiudo PA, Lent R. Neuroplasticity in human callosal dysfenesis; a diffusion tensor imaging study. Cereb Cortex 2007;17:531-41.

Yaz›ﬂma Adresi/Address for Correspondence

Uzm. Dr. Nilgül Yard›mc›

Medicana International Ankara Hastanesi Nöroloji Birimi

Ankara/Türkiye

E-posta: ntuncel@yahoo.com

34

Yardımcı N, Ulubay H, Topalkara K, Diren B. Diffusion Tensor Tractography in Brain Stem Infarct