Gradación de los astrocitomas mediante histogramas de diferentes

Gradación de los astrocitomas mediante histogramas de
diferentes parámetros de perfusión tisular obtenidos con
RM
Poster no.:
S-0101
Congreso:
SERAM 2012
Tipo del póster: Presentación Electrónica Científica
Autores:
1
1
1
A. J. Revert Ventura , R. Sanz Requena , L. Martí-Bonmatí ,
1
2
2
Y. Pallardó Calatayud , J. Jornet Fayos , C. Gaspar Martinez ;
1
2
Valencia/ES, Alzira/ES
Palabras clave:
Neurorradiología cerebro
DOI:
10.1594/seram2012/S-0101
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Objetivos
La proliferación vascular es uno de los descriptores histológicos que se usan para
clasificar los tumores gliales en grados de malignidad. Los estudios de perfusión por RM
basados en la inyección de un medio de contraste exógeno proporcionan información
muy útil sobre la alteración de la vascularización tumoral y de la permeabilidad capilar,
así como de los procesos de angiogénesis asociados a la progresión de los tumores.
Aunque en los estudios de perfusión por RM se realizan análisis que emplean los valores
medios de las regiones de interés (ROI) (figura 1), una aproximación metodológica
más adecuada para evaluar los cambios en las propiedades vasculares de la lesión
es analizar todo el volumen tumoral (figura 2). De esta forma, si se manejan todos los
valores obtenidos vóxel a vóxel del volumen tumoral se puede construir un histograma
(figura 3), que ofrezca una representación gráfica de las frecuencias de aparición de cada
valor para cada parámetro de perfusión. Con esto conseguimos reducir la variabilidad
inter-observador causada por la selección del la ROI.
Nuestra hipótesis es que el grado tumoral en los astrocitomas influye en los parámetros
de perfusión por RM, tanto en el tumor como en el área peritumoral. El objetivo de este
trabajo es estudiar si los histogramas de los parámetros cuantitativos de perfusión por
RM obtenidos a partir de los volúmenes tumoral y peritumoral permiten clasificar in vivo
el grado de los astrocitomas.
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Fig. 1: Izquierda: ejemplo de selección de regiones de interés (sustancia blanca tumoral
y contralateral) para caracterizar una lesión a partir de un mapa paramétrico de flujo
sanguíneo cerebral. Derecha: superposición sobre una imagen morfológica.
Fig. 2: Ejemplo de reconstrucción volumétrica de una lesión de alto grado. Los valores
representados en escala de colores corresponden al volumen sanguíneo cerebral. El
análisis cuantitativo se realiza en este caso sobre todos los valores que componen la
lesión.
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Fig. 3: Histograma correspondiente a la lesión mostrada en la figura anterior. En este
histograma se representan todos los vóxeles de la lesión.
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Material y método
Se ha realizado un estudio retrospectivo de 113 pacientes con tumores gliales y estudio
de perfusión por RM. Se consideraron criterios de exclusión: una calidad deficiente
en las imágenes de perfusión debida a movimientos por falta de colaboración de los
paciens (51 casos); pacientes diagnosticado de astrocitomas pilocíticos o grado I, que
presentan alteración de la perfusión y de la permeabilidad elevadas, situándolos en un
grupo diferente de lesiones en términos de características de la perfusión (1 caso).
Finalmente, se incluyen 61 pacientes diagnosticados histológicamente de astrocitoma
grado II, III o IV, estudiados mediante RM de perfusión con potenciación T2* (eco de
gradiente EPI, TR/TE/FA 836ms/30ms/40º, espesor de corte 7 mm, matriz 128x128,
cobertura cráneo-caudal de 14 cm, 20 cortes, 2,4 segundos/dinámico, 40 dinámicos,
inyección de contraste al tercer dinámico, gadodiamida 0,1 ml/kg + 30 ml suero fisiológico
a 5 ml/s).
Se seleccionaron manualmente las ROIs asociadas a la arteria cerebral media como
función de entrada arterial y a los volúmenes tumoral y peritumoral (figura 4). Se definió
el área tumoral como la región con captación de contraste en la secuencia T1. En el caso
de lesiones sin realce relevante, se definió como área tumoral la región con alteración
de señal en las imágenes potenciadas en T2 y FLAIR. Se tomó como área peritumoral
la región que rodeaba al área tumoral a una distancia máxima de 1 cm. En las lesiones
multicéntricas se usó para el análisis sólo la que se había biopsiado. La selección de
las ROIs se realizó directamente sobre las imágenes de perfusión, orientándose con las
imágenes morfológicas.
A continuación se aplicaron los modelos cuantitativos a las curvas de captación vóxel a
vóxel para obtener los diferentes parámetros de perfusión:
Modelo monocompartimental: volumen sanguíneo (VS), flujo sanguíneo (FS), tiempo de
tránsito medio (TTM).
Modelo farmacocinético bicompartimental: constante de transferencia (K
coeficiente de lavado (kep), volumen intersticial (ve) y volumen vascular (vp).
trans
),
Para cada volumen se obtuvo el histograma con su media, desviación típica y curtosis,
estas últimas como medidas de heterogeneidad, comparándose las diferencias por
parámetro y grado tumoral. Se obtuvieron curvas ROC y los puntos de corte óptimos
para cada variable para evaluar la sensibilidad y especificidad, dividiendo los pacientes
en grado bajo (II) y alto (III y IV).
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Images for this section:
Fig. 4: Astrocitoma de grado IV. En la fila superior se muestran los cortes morfológicos
T1 con contraste y T2, utilizados para localizar la lesión y orientar la selección manual
de los volúmenes tumoral y peritumoral. En la fila inferior se muestran dos cortes de la
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secuencia de perfusión. En el primero de ellos se indica la selección de la arteria cerebral
media como función de entrada arterial. En el segundo corte se muestran la selección de
las regiones tumoral y peritumoral. Hay que tener en cuenta que esta selección se repite
para todos los cortes donde es visible la lesión, de forma que se obtiene un volumen
tumoral y otro peritumoral.
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Resultados
En el volumen tumoral se obtuvieron diferencias estadísticamente significativas entre los
trans
tres grados para la media y la desviación típica de VS, FS y K
(figura 5, tabla 1).
En la región peritumoral no se obtuvieron diferencias significativas, sólo se apreció un
tendencia al aumento de los valores con el grado tumoral. Individualmente, la desviación
típica del FS de la región tumoral fue el parámetro estadístico de perfusión que mejor
clasificó los grados tumorales.
Para las curvas ROC, los valores de sensibilidad oscilaron entre 82-90% y los
de especificidad entre 80-100%, presentando la desviación típica de FS la mayor
rentabilidad diagnóstica (sensibilidad 90% y especificidad 100%) (tabla 2).
Images for this section:
Table 1: Resultados obtenidos para los valores medios de Ktrans, VS y FS y para sus
desviaciones típicas para cada grado tumoral y volumen de interés.
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Table 2: Resultados del análisis de especificidad y sensibilidad de los valores medios
de VS, FS y Ktrans y sus desviaciones típicas, obtenidos a partir de las curvas ROC. El
valor de punto de corte se ha obtenido a partir del análisis gráfico de la curva, en el que
se representa para cada punto de corte (eje X) su sensibilidad y especificidad (eje Y),
seleccionándose aquél valor de x en el que se cruzan las dos curvas.
Fig. 5: Ejemplos de mapas paramétricos de flujo sanguíneo superpuestos a imágenes
morfológicas. De izquierda a derecha: grado II, grado III y grado IV.
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Conclusiones
trans
La cuantificación de parámetros del volumen de la región tumoral con VS, FS y K
es útil para gradar los astrocitomas. La heterogeneidad, representada por la desviación
típica del FS, es el parámetro con mayor fiabilidad diagnóstica para separar bajo y alto
grado.
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