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Bm. Thiago FedeleBm. Thiago FedeleIrmandade Santa Casa de Misericórdia de São PauloIrmandade Santa Casa de Misericórdia de São Paulo

JPR 2009JPR 2009

O trauma cranioencefálico (TCE) é a 3° causa mais comum demortalidade e de morbidade neurológica, sendo maisprevalente em adultos jovens*

Protocolos de RM na Avaliação das Protocolos de RM na Avaliação das Lesões Axonais Traumáticas DifusasLesões Axonais Traumáticas Difusas

BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleINTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

Incidência anual de TCE nos EUA é estimada em 180-220casos por 100 mil habitantes*

Em São Paulo, 2005 - 2006 foram realizadas 48.872internações por TCE, sendo 21.541 apenas na regiãometropolitana de São Paulo > Taxa de mortalidade = 9,63%,totalizando 4.708 óbitos**

*Blagley et.al., 1999** DataSUS, 2008

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TCETCE

MomentoMomento

Lesões Lesões PrimáriasPrimárias

Lesões Lesões SecundáriasSecundárias

Lesões Lesões TerciáriasTerciárias

LocalLocal

Lesões Lesões DifusasDifusas

Lesões Lesões FocaisFocais

Lesões Lesões MultifocaisMultifocais

MecanismoMecanismo

Lesões de movimento Lesões de movimento (inerciais)(inerciais)

Lesões de impacto Lesões de impacto (contato)(contato)

Protocolos de RM na Avaliação das Protocolos de RM na Avaliação das Lesões Axonais Traumáticas DifusasLesões Axonais Traumáticas Difusas

BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleINTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

JPR 2009JPR 2009

MomentoMomento

Lesões Lesões PrimáriasPrimárias

--Imediata;Imediata;--Proporcional a Proporcional a intensidade do intensidade do

trauma;trauma;

--Lesões da substância branca;Lesões da substância branca;--Lesões da substância cinzenta Lesões da substância cinzenta

(lacerações e contusões);(lacerações e contusões);-- Fraturas e lesões meníngeas;Fraturas e lesões meníngeas;

Lesões Lesões SecundáriasSecundárias

--Decorre a partir Decorre a partir do trauma;do trauma;--Dinâmica e Dinâmica e Evolutiva;Evolutiva;

-- Danos SNC (ventilação, Danos SNC (ventilação, circulação , acidose e hipotermia;circulação , acidose e hipotermia;

-- Aumento da PIC (inchaços Aumento da PIC (inchaços encefálicos e hematomas encefálicos e hematomas

intracranianos);intracranianos);

Lesões Lesões TerciáriasTerciárias

--Lesões Lesões Isquêmicas;Isquêmicas;

“cascata “cascata isquêmica’’ isquêmica’’

-- Difusas;Difusas;-- Focais (compressões e Focais (compressões e

lesões vasculares);lesões vasculares);

Protocolos de RM na Avaliação das Protocolos de RM na Avaliação das Lesões Axonais Traumáticas DifusasLesões Axonais Traumáticas Difusas

BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleINTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

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LocalLocal

Lesões focais Lesões focais -- Contusões/Lacerações Contusões/Lacerações (substância cinzenta SC)(substância cinzenta SC)

Lesões difusasLesões difusas-- Lesões axonais Lesões axonais

difusas (LAD) difusas (LAD) (substância branca SB)(substância branca SB)

Lesões MultifocaisLesões Multifocais

Protocolos de RM na Avaliação das Protocolos de RM na Avaliação das Lesões Axonais Traumáticas DifusasLesões Axonais Traumáticas Difusas

BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleINTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

JPR 2009JPR 2009

MecanismoMecanismo

Lesões de Lesões de movimento movimento (inerciais) (inerciais)

LinearLinear -- Descolamento do encéfalo;Descolamento do encéfalo;-- Lesões de contragolpe;Lesões de contragolpe;

AngularAngular--Diversas energias Diversas energias –– cisalhamentocisalhamento;;

--Força centrífuga Força centrífuga –– estiramento estiramento axonal;axonal;

--Lesões difusas;Lesões difusas;--Graus (energia) : Graus (energia) :

Lesão axonal difusa (LAD)Lesão axonal difusa (LAD)Disfunção axonal difusa (DAD)Disfunção axonal difusa (DAD)

Lesões de Lesões de impacto impacto (contato)(contato)

-- ImpactoImpacto

Protocolos de RM na Avaliação das Protocolos de RM na Avaliação das Lesões Axonais Traumáticas DifusasLesões Axonais Traumáticas Difusas

BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleINTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

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LADLAD

Lesões Lesões PrimáriasPrimárias

Lesões Lesões DifusasDifusas

Movimento Movimento AngularAngular

Protocolos de RM na Avaliação das Protocolos de RM na Avaliação das Lesões Axonais Traumáticas DifusasLesões Axonais Traumáticas Difusas

BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleLAD LAD –– Definição e mecanismosDefinição e mecanismos

RupturaRuptura dosdos axôniosaxônios ((lesãolesão primáriaprimária));;**

PerturbaçãoPerturbação dodo citoesqueletocitoesqueleto dosdos

axôniosaxônios ((lesãolesão secundáriasecundária));;****

InfluxoInfluxo dede cálciocálcio ((lesãolesão secundáriasecundária));; ******

**VIK AVIK A et.al., et.al., 20062006; WASSERMAN J and KOENIGSBERG RA, 2007; WASSERMAN J and KOENIGSBERG RA, 2007

**GENNARELLI GA and GRAHAM DI, 2005; STAAL JA et.al., 2007**GENNARELLI GA and GRAHAM DI, 2005; STAAL JA et.al., 2007

***LOPACHIN RM and LEHNING EJ, 1997; ZHOU F et.al., 2001***LOPACHIN RM and LEHNING EJ, 1997; ZHOU F et.al., 2001

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LADLAD

Lesões Lesões PrimáriasPrimárias

Lesões Lesões DifusasDifusas

Movimento Movimento AngularAngular

Lesões Lesões SecundáriasSecundárias

Protocolos de RM na Avaliação das Protocolos de RM na Avaliação das Lesões Axonais Traumáticas DifusasLesões Axonais Traumáticas Difusas

BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleLAD LAD –– Definição e mecanismosDefinição e mecanismos

FigureFigure 66.. ProposedProposed mechanismsmechanisms ofofcalciumcalcium entryentry intointo stretchstretch--injuredinjured axonsaxons..11,, StrainStrain onon thethe axonalaxonal membranemembraneinducinginducing anan abnormalabnormal influxinflux ofof NaNa11throughthrough mechanosensitivemechanosensitive sodiumsodiumchannelschannels.. 22,, InIn response,response, reversalreversal ofofaxonalaxonal NaNa11––CaCa2121 exchangersexchangers (a)(a) andandactivationactivation ofof voltagevoltage--gatedgated calciumcalciumchannelschannels ((b),b), collectivelycollectively contributingcontributing totoaa pathologicalpathological influxinflux ofof CaCa1212 intointo thetheaxonsaxons..

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleLAD LAD –– Definição e mecanismosDefinição e mecanismos

KeyKey pointspoints

•• SevereSevere traumatictraumatic brainbrain injuryinjury isis aa leadingleading causecause ofofmorbiditymorbidity andand mortalitymortality worldwideworldwide..•• AbnormalAbnormal intracellularintracellular calciumcalcium homeostasishomeostasis isis aacentralcentral featurefeature ofof bothboth greygrey andand whitewhite mattermattersecondarysecondary injuryinjury..•• WhiteWhite mattermatter injuryinjury isis importantimportant inin thethe prognosisprognosis ofofbothboth severesevere andand mildmild injuryinjury..•• RecentRecent studiesstudies pointpoint toto traumatrauma--inducedinduced changeschanges ininneuronalneuronal receptorreceptor compositioncomposition thatthat renderrender cellscellsvulnerablevulnerable toto delayeddelayed injuryinjury..

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleLAD LAD –– Definição e mecanismosDefinição e mecanismos

ComumComum Menos ComumMenos Comum

Transição Substância B/C (67%) Transição Substância B/C (67%) –– lobo frontotemporallobo frontotemporal Corpo caloso (20%) Corpo caloso (20%) –– esplênio e corpoesplênio e corpo Tronco Tronco –– dorsolateral do mesencéfalo e ponte dorsolateral do mesencéfalo e ponte Caudado, Tálamo, Cápsula interna/externa, Fórnix, Caudado, Tálamo, Cápsula interna/externa, Fórnix, Corona Radiata e Pedúnculo cerebelar (13%)Corona Radiata e Pedúnculo cerebelar (13%)

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TCTC RMRM

Protocolos de RM na Avaliação das Protocolos de RM na Avaliação das Lesões Axonais Traumáticas DifusasLesões Axonais Traumáticas Difusas

BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleDiagnóstico: TC X RMDiagnóstico: TC X RM

JPR 2009JPR 2009 Protocolos de RM na Avaliação das Protocolos de RM na Avaliação das Lesões Axonais Traumáticas DifusasLesões Axonais Traumáticas Difusas

BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

GRE/FFE T2*GRE/FFE T2* MTCMTC Difusão (DWI/DTI)Difusão (DWI/DTI)

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

GRE/FFE T2*GRE/FFE T2*sinal

TR

TE

Gradientede retorno

de fase

AvaliaçãoAvaliação dada LADLAD nana fasefase agudaaguda ee crônicacrônica;;

MaiorMaior sensibilidadesensibilidade nana identificaçãoidentificação dede

microsangramentosmicrosangramentos;;

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

“CONCLUSION“CONCLUSION:: TT22**--weightedweighted gradientgradient--echoecho imagingimaging atat highhigh fieldfieldstrengthstrength isis aa usefuluseful tooltool forfor thethe evaluationevaluation ofof diffusediffuse axonalaxonal injuryinjuryduringduring thethe chronicchronic stagestage ofof traumatictraumatic brainbrain injuryinjury.. DiffuseDiffuse axonalaxonalinjuryinjury--relatedrelated brainbrain lesionslesions areare mainlymainly hemorrhagichemorrhagic.. TheThe relevancerelevanceofof diffusediffuse axonalaxonal injuryinjury forfor longlong--termterm clinicalclinical outcomeoutcome isisuncertainuncertain..’’’’

FIG 5. Images of a 39-year-old woman who fell off a horse in July 1996. Traumaticmicrobleeds are shown in the left rostral brain stem (superior cerebellar peduncle),which is a preferential site for diffuse axonal injury. The nearly symmetricaladditional larger dark areas are artifacts from the petrous bone. Left, T2- weightedimage; right, T2*-weighted image. GCS score, 14; GOS score, 6.

FIG 4. Images of a 42-year-old man who was a passenger in a traffic accident in September 2000.Traumatic microbleeds are shown in the posterior corpus callosum. Left, T2-weighted image; right,T2*-weighted image. Note the additional traumatic microbleeds in the left side of the splenium andat the gray matter-white matter border of the frontal lobes, which are not visible on the T2-weighted images. No T2-hyperintense callosal lesions are seen. GCS score, 3; GOS score, 4

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

ConclusionConclusion:: TT22**-- weightedweighted gradientgradient--echoecho MRIMRI atat 33 TT isis superiorsuperiorasas comparedcompared toto MRIMRI atat 11..55 TT forfor thethe detectiondetection ofof TMBsTMBs..Nevertheless,Nevertheless, inin clinicalclinical practice,practice, MRIMRI atat 11..55 TT seemsseems toto bebesufficientsufficient forfor thisthis purposepurpose.. MRIMRI atat 33 TT maymay bebe appropriateappropriate ififtherethere isis aa strongstrong clinicalclinical suspicionsuspicion ofof DAI,DAI, despitedespite unremarkableunremarkableroutineroutine MRI,MRI, andand possiblypossibly alsoalso ifif evidenceevidence ofof DAIDAI isis soughtsought afterafteraa longlong intervalinterval fromfrom traumatrauma..

ArtefatoArtefato

FIGFIG.. 22.. IllustrativeIllustrative comparisoncomparison ofof 11..55 (A)(A) andand 33 TeslaTesla (B)(B) imagesimages ofof oneonepatientpatient.. NoteNote thethe higherhigher sensitivitysensitivity forfor traumatictraumatic microbleedsmicrobleeds (TMBs)(TMBs) ofofthethe 33 TeslaTesla imagesimages inin severalseveral anatomicanatomic locationslocations..

1.5T

1.5T 1.5T

3T

3T

3T

FIG. 3. An axial view section on the level of the basal forebrain demonstrates the increased susceptibility to artifacts fromair of sinuses and temporal bone of the 3 Tesla images (B) as compared to the 1.5 Tesla images (A).

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

GRE/FFE T2*GRE/FFE T2*

SistemasSistemas 11..55 TT ee 33..00 TT;;

PlanoPlano axial,axial, orientaçãoorientação ACAC--PCPC;;

EspessuraEspessura dede cortecorte 44--55 mm,mm, gapgap 00..44--00..55 mmmm;;

FOVFOV 2222..99//2222..99 cm,cm, matrixmatrix 256256xx256256,, TRTR 570570

msecmsec,, TETE 1818..44 msecmsec,, flipflip angleangle 2020°°;;

FOVFOV 1919..22//1919..22 cm,cm, matrixmatrix 256256xx256256,, TRTR 700700

msecmsec,, TETE 1515 msecmsec,, flipflip angleangle 2525°°))..

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

Transferência de Magnetização (MT) ou Transferência de Magnetização (MT) ou Contraste por Transferência de Contraste por Transferência de

Magnetização (MTC)Magnetização (MTC)

Maior sensibilidade de detecção de LAD (lesões não-hemorrágicas) Informações funcionais do tecido cerebral (alterações cognitivas)

3D3D--TOF + MTCTOF + MTC

Uso de pulsos RF (fora de ressonância) para saturarsinais de prótons associados (macromoléculas).

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

CONCLUSION: Our results suggest that MTI and contour plot analysismay add sensitivity to the MR imaging examination of patients withtraumatic brain injury.

Normal Alterações cognitivasAlterações cognitivas TCE (LAD)

FIG 2. MT image of an axial section at thelevel of the splenium, with superimposedbox to indicate the region of detailedanalysis by contour plotting, asexemplified in Figure 3.

FIG 3. A, Detail of an MT-weighted image overlaid with contours corresponding to 2 SD below normal white matter MTR. The image in theaxial plane shows the region of the splenium in a healthy volunteer. B, MT contour map of a patient with TBI shows a region of MTR lowered inexcess of 2 SD below normal (arrow). This patient had a pattern of cognitive weakness and impairments consistent with TBI, includingfluctuating auditory attention and impaired sustained attention and visual concentration. C, MT contour map of a different patient with TBIshows multiple regions (arrows) of abnormality. This patient had impairments consistent with TBI, including deficits in executive function anddelayed short-term memory.

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

Transferência de Magnetização (MT)Transferência de Magnetização (MT)

Sistema 1.5 T ;

3D-gradiente eco, plano axial (AC-PC), steady

state (106/5/1), flip angle 128° - minimizar os efeitos

das ponderaçõesT1 e T2 (MTR = (M0 - Ms) / M0 X

100%);

Pulso de saturação MT off-resonance 19ms TR=

1200Hz RF;

Espessura de corte 5mm e gap 0.0;

Software de processamento (Ex: Sun Sparc

station 330 (Sun Microsystems, Palo Alto, CA))

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

Difusão (DWI / DTI )Difusão (DWI / DTI )

Adultos: SC (0.76±0.13×10-3 mm2/s) e SB (0.77±0.18×10-3 mm2/s)Neonatos: SB (1.13×10-3 mm2/s) SC (1.02×10-3 mm2/s)

LAD - diminuição do coeficiente aparente

de difusão (ADC) – mecanismo desconhecido;

Fase aguda e subaguda;

Mapas normais de ADC

DTI: Determinação do tensor permite a plena realização3-D, verdadeira natureza da difusão. Medição rotacional (valores nãosão regidos pela orientação da estrutura em relação ao scanner).

DWI: Movimento das moléculas de água no tecido; H2O

H2O

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

FIGFIG 33.. A,A, LILI mapmap inin aa controlcontrol subjectsubject.. TheThe borderborder betweenbetween thethe anterioranterior (AIC)(AIC) andand posteriorposterior (PIC)(PIC) limbslimbs ofof thethe internalinternal capsulecapsule isis notnotobviousobvious fromfrom thisthis imageimage.. B,B, AbsoluteAbsolute valuevalue colorcolor mapmap ofof thethe samesame sectionsection asas inin AA.. ArrowsArrows indicateindicate thethe exactexact levellevel ofof thethe borderborder betweenbetweenAICAIC andand PICPIC.. ColorColor representationrepresentation ofof directionsdirections inin 33DD spacespace helpshelps toto clearlyclearly separateseparate thethe twotwo structuresstructures.. C,C, ColorColor circlecircle demonstratesdemonstratesthethe correspondencecorrespondence ofof colorscolors andand directionsdirections inin 33DD spacespace.. ThisThis circlecircle shouldshould bebe thoughtthought ofof asas aa 33DD domedome thatthat isis viewedviewed fromfrom belowbelow..

FIG 4. A, T2-weighted image in a patient with mild traumatic brain injury. Small hemorrhagic lesions are visible in the left occipital lobeand right frontal lobe. B, Diffusion-weighted map of the same section in the same patient, for one of the 23 diffusion-weighted gradientdirections. The abnormal regions from A are also visible in B. C, Corresponding trace map. The same lesions from A and B can bedetected. D, LI map of the same section in the same patient. Decreased anisotropy is visible in the left internal capsule and left anteriorcorpus callosum. No abnormality was demonstrated in these regions with any other type of imaging. On this LI map, however, thehemorrhagic lesions from A, B, and C are hard to identify. R indicates right; L, left.

FIGFIG 22.. ExampleExample ofof thethe selectionselection ofof voxelsvoxels fromfromthethe fivefive structuresstructures underunder study,study, inin oneone sectionsectionofof aa controlcontrol subjectsubject.. TheThe backgroundbackground imageimage isisanan LILI mapmap.. TheThe redred dotsdots correspondcorrespond toto thetheselectedselected voxelsvoxels.. TheThe dotsdots werewere mademade largerlargerthanthan thethe inin--planeplane dimensionsdimensions ofof aa singlesingle voxelvoxelforfor visualizationvisualization purposespurposes..

CONCLUSION: White matter regionswith reduced anisotropy are detected inthe first 24 hours after traumatic braininjury. Therefore, diffusion tensorimaging may be a powerful techniquefor in vivo detection of DAI.

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

FigureFigure 11.. TransverseTransverse MRMR imagesimages inin anan 1818--yearyear--oldold femalefemale patientpatient afterafter traumatictraumatic brainbrain injuryinjury secondarysecondary toto motormotor vehiclevehicle crashcrash..DiffusionDiffusion--weightedweighted imagesimages (DWI)(DWI) (first(first columncolumn;; 60006000//118118,, 4040 2020--cmcm fieldfield ofof view,view, 256256 128128 matrix,matrix, 66--mmmm sectionsection thickness,thickness, 11--mmmm intersectionintersection gap,gap, threethree gradientgradient directions,directions, sixsix signalssignals acquired,acquired, bb 12211221 sec/mmsec/mm22)) showshow aa largerlarger volumevolume andand higherhigher numbernumberofof diffusediffuse axonalaxonal injuriesinjuries (arrows)(arrows) thanthan dodo FLAIRFLAIR imagesimages (second(second columncolumn;; 90009000//120120//22002200,, 2424 1818--cmcm fieldfield ofof view,view, 256256 192192matrix,matrix, 55--mmmm sectionsection thickness,thickness, 11--mmmm intersectionintersection gap,gap, oneone signalsignal acquired),acquired), TT22--weightedweighted imagesimages (third(third columncolumn;; 50005000––60006000//108108[effective],[effective], 2424 1818--cmcm fieldfield ofof view,view, 256256 192192 matrix,matrix, 55--mmmm sectionsection thickness,thickness, 11--mmmm intersectionintersection gap,gap, echoecho traintrain lengthlength ofof eight,eight,twotwo signalssignals acquired),acquired), oror GREGRE imagesimages (fourth(fourth columncolumn;; 750750//2525,, 2020°° flipflip angle,angle, 2424 1818--cmcm fieldfield ofof view,view, 256256 192192 matrix,matrix, 55--mmmmsectionsection thickness,thickness, 11--mmmm intersectionintersection gap,gap, twotwo signalssignals acquired)acquired)..

“CONCLUSION“CONCLUSION:: VolumeVolume ofof lesionslesions onon diffusiondiffusion--weightedweighted MRMR imagesimages providesprovides thethe strongeststrongestcorrelationcorrelation withwith aa scorescore ofof subacutesubacute onon modifiedmodifiedRankinRankin scalescale atat dischargedischarge.. TotalTotal lesionlesion numbernumber alsoalsocorrelatescorrelates wellwell withwith modifiedmodified RankinRankin scorescore.. InIn future,future,diffusiondiffusion--weightedweighted imagesimages maymay bebe usefuluseful inindeterminingdetermining treatmenttreatment strategiesstrategies forfor acuteacute headhead injuryinjury..””

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BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleProtocolo de RM: LADProtocolo de RM: LAD

Difusão (DWI / DTI / Difusão (DWI / DTI / TractrografiaTractrografia))Difusão (DWI)Difusão (DWI)

SistemaSistema 11..55 TT ;;

Axial,Axial, orientaçãoorientação ACAC--PCPC

DifusãoDifusão (DWI)(DWI):: EcoEco--PlanarPlanar singlesingle shotshot (SS(SS--

EPI)EPI),, TR/TETR/TE 60006000//118118,, FOVFOV 4040//2020mm,mm, matrizmatriz

256256xx128128,, espessuraespessura dede cortecorte 66mmmm gapgap 11mmmm;;

DWIDWI gradientegradiente:: valorvalor mínimomínimo ((33 secsec/mm/mm22)) ee

valorvalor máximomáximo ((12211221 secsec/mm/mm22))

JPR 2009JPR 2009 Protocolos de RM na Avaliação das Protocolos de RM na Avaliação das Lesões Axonais Traumáticas DifusasLesões Axonais Traumáticas Difusas

BM. Thiago FedeleBM. Thiago FedeleConsiderações finaisConsiderações finais

SWISWIGREGRE

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OBRIGADO!OBRIGADO!Email: thiago_fedele@yahoo.com.brEmail: thiago_fedele@yahoo.com.br

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