PERANAN MR SPECTROSCOPY PADA TUMOR OTAK Oleh: Ferry Indriasmoko Radiografer MRI Rumah Sakit Husada Utama
PENDAHULUAN Latar belakang Pemeriksaan imaging yang pada awalnya hanya memberikan gambaran anatomi terus mengalami peningkatan, Saat ini pencintraan sudah sangat berkembang kearah pencitraan fungsional dan metabolik.Salah satu modalitas yang telah terbukti perannya dan terus dikembangkan adalah Magnetik Resonance spectroscopy (MRS). MRS
adalah pemeriksaan radiologi noninvasive yang merupakan bagian kelengkapan dari
Magnetik Resonance Imaging (MRI)
dengan menggunakan proton informasi ini menentukan
konsentrasi metabolit otak yang dapat menggambarkan karakteristik jaringan dan menunjang diagnostis penykit-penyakit di susunan saraf pusat (SSP) seperti tumor otak, stroke, trauma kepala, multiple sclerosis dan juga penyakit Alzheimer. Pada tahun 2005 di United state ditemukan 20.000 kasus baru tumor otak yang menyebabkan 13.000 kematian.Insidennya 7,4 / 100.000 orang.Insiden ini meningkat dengan bertambahnya usia 50 / 100.000 pada usia >75 tahun 80%-85% terdapat pada usia diatas 15 tahun 70% terletak di supratentorial, 30% dari seluruh tumor di SSP adalah metastase, sebaliknya se baliknya pada usia di bawah 15 tahun lokasi paling sering adalah fossa posterior (70%) MRI
dengan
kontras
merupakan
metode
pemeriksaan
otak.Keunggulan MRI adalah dengan kemampuan multiplanar
MRI
pilihan
untuk
kasus
tumor
dapat memperlihatkan dengan jelas
gambaran anatomi, lokasi, batas dan karakteristik massa serta infiltrasi kestruktur sekitarnya.MRI juga memberikan gambaran agrevisitas dan derajat keganasan tumor.Studi Standbauer menunjukan akurasi diagnosis
MRI
pada tumor otak tidak patognomonik dan spesifik tergantung dari jenis dan lokasi
tumor.Studi Nakaaiso et al dan Lau et al melaporkan kesulitan membedakan kasus inflamasi otak dengan tumor otak secara klinis dan radiologis. Sampai saat ini
MRS
belum populer dan rutin dilakukan karena membutuhkan pengertian yang
dalam mengenai teori dasar karena tidak secara langsung membentuk gambar melainkan anka2, grafik dan ratio yang besifat resultan..Hasil berupa data kuantitatif maupun semi kuantitatif yang dengan menghitung kadar metabolit terhadap standart referensi. Penulis disini membuat sebuah gambaran peranan diagnosis tumor otak. 1
MR
spectroscopy dalam menegakkan
TINJAUAN PUSTAKA MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY (MRS) Pemeriksaan imaging yang pada awalnya hanya memberikan gambaran anatomi terus mengalami peningkatan.Saat ini pencitraan sudah sudah sangat berkembang kearah pencitraan fungsional dan metabolik.Salah satu modalitas yang telah terbukti perannya dan terus mengalami perkembangan adalah Magnetik Resonance Spectroscopy (MRS). MRS
adalah pemeriksaan radiologi non invasif yang merupakan bagian dari
MRI
serta
menggambarkan karakteristik jaringan.MRI menggunaka sinyal proton hidrogen untuk memperlihatkan gambaran anatomik, sedangkan proton
MRS
menggunakan informasi ini untuk menentukan konsentrasi
metebilot otak seperti N-Acethyl aspartate (NAA), Cholin (Cho), Creatine (Cr), Laktate (Lac), Myoinositol (mI), Lipids (Lip) dan Gulatamine-Glutamate (GLx) pada jaringan yang diperiksa di lokasi atau daerah tertentu dalam spectrum dengan satuan parts per million (ppm). MRS
merupakan pemeriksaan non invasif untuk menunjang diagnosis penyakit-penyakit susuna
saraf pusat (SSP) seperti tumor otak, stroke, trauma kepala, multiple sclerosis juga penyakit alzheimer.Selain itu juga bisa untuk menilai kelainan metabolik yang mempengaruhi SSP.Penilaian hasil MRS
MRS
dilihat berdasarkan penafsiran re sonansi metabolit pada gambaran spectroscopi yang timbul.
lebih superior dibandingkan dengan
normal.Akurasi
MRS
MRI
salam mendeteksi pertumbuhan tumor pada jaringan
dalam membedakan lesi tumor dengan non tumor pada intracranial adalah 95%2
100%.Pada beberapa literatur dikatakan bahwa cholin dapat dijadikan marker yang spesifik pada tumor intracranial.Studi ini dilakukan oleh Jin Lee et al. Melaporkan bahwa sensitifitas
MRS
dalam menentukan
suatu keganasan adalah 88%. Pemeriksaan
MRS
biasanya dilakukan bersama
MRI
atau melalui pengolahan raw data.MRS
dilakukan setelah MRI dengan kontras karena efek Gd minimal pada rasio peak metabolit, lesi post kontras akan memperlihatkan dengan jelas lesi, area penyengatan, nekrosis edema perifokal dan kemungkinan infiltrasi .
Secara sederhana pemeriksaan MRS terdiri dari :
Pemilihan area yang diselidiki yaitu v olume olume of interst (VOI) sering juga disebut region of interst.
Memastikan
Menentukan
homogenitas medan magnet dan supresi signal air pada VOI tersebut. teknik spectroscopi yang akan dipakai, single v oxel oxel spectroscopy atau multi v oxel oxel
(MVS)
Pemilihan metode lokalisasi / sequence akuisisi yang tepat : teknik yang paling banyak digunakan adalah PRESS dan STEAM.Amplitudo metabolit tergantung pada parameter TR / TE dan metode lokalisasi.
I.TEKNIK Dalam pelaksanaan
MRI
guide clinical
MRS, pulse
sequence, repetition time (TR) echo (TE) dan
Regio of interest telah dipilih.Dua pulse sequence yang paling sering digunakan pada pelaksanaan klinis MRS
adalah :
1.STEAM (Stimulated echo acquisition mode)
Pasa STEAM menggunakan series of slice selecti v ve 90 degree pulse. Pada orthogonal plane, untuk menseleksi v olume olume of interst.STEAM minimum TE valuenya rendah sehingga lebih baik digunakan untuk mendeteksi metabolit dengan T2 relaxation time yang pendek. 2.PRESS (Proton resolved spectroscopy in steady Menggunakan
state)
3-orthogonal slice-selecti v ve pulse, pertama 90 degree yang kedua dan ketiga 180
degree.Sedangkan pada PRESS lebih dipengaruhi oleh efek pergerakan, difusi dan spin-spin coupling
(peak splitting) S/N ratio 2x lebih besar dibanding ST EAM dan lebih effisien mensupresi cairan, sehingga lebih baik untuk mendeteksi metabolit denga T2 relaxation yang panjang. Teknik
MRS
yang dipilih tergantung pada eplikasi klinis.pada praktek
MRS
saat ini parameter
yang paling sering dipakai adalah intermediate TE ( 135-144ms), karena dianggap optimal dari segi kuantifikasi metabolit, kualitas spectrum dan proses pengolahan.beberapa pusat studi
MRS
melakukan
protokol standart dengan intermediate TE dan dilanjutkan shirt T E (30ms) bila diperlukan data metabolit tambahan untuk mendeteksi metabolit dengan long T2 v alue alue (NAA, Cho, Cr ) digunakan STEAM atau PRRESS dengan Long TE, sedangkan untuk mendeteksi metabolit dengan short T2 v alue alue (m.ins, lipid
3
atau kombinasi Glu dan Gln).digunakan ST EAM dengan Short TE pada
MRI
1,5 T atau lebih deteksi Glu
dan Gln (resonansi 2,2-2,4 ppm) dengan short T2 relaxation time perlu ST EAM dengan TE minimum. PRESS dan STEAM dapat digunakan pada single
oxel oxel dan multi v oxel. oxel.Multi voxel mungkin
v
memiliki beberap kelebihan antara lain pada volume yang lebih besar dapat dibagi menjadi beberapa voxel dan meningkatkan S/N ratio.Jaringan yang normal dan yang tidak normal dapat dievaluasi.
II.TUMOR OTAK Tumor otak merupakan penyakit sukar terdiagnosa secara dini, karena pada awalnya menunjukkan berbagai gejala yang menyesatkan dan meragukan tapi umumnya berjalan progresif. Pada tahun 2005 di United state ditemukan 20.000 kasus baru tumor otak yang menyebabkan 13.000 kematian.Insidennya 7,4 / 100.000 orang.Insiden ini meningkat dengan bertambahnya usia 50 / 100.000 pada usia >75 tahun 80%-85% terdapat pada usia diatas 15 tahun 70% terletak di supratentorial, 30% dari seluruh tumor di SSP adalah metastase, sebaliknya pada usia di bawah 15 tahun lokasi paling sering adalah fossa posterior (70%) Manifestasi
klini tumor otak berupa :
Nyeri kepala
Kejang
Tekanan intracranial
Muntah
Defisit neurologis focal
Gejala serebral umum, bisa berupa perubahan mental
III.PERANAN III.PERANAN MRS PADA TUMOR OTAK Aplikasi proton pada
MRS
pada tumor otak adalah untuk membedakan neoplasma dan proses
non neoplasma.Secara umum pada tumor otak metabolit NAA rendah. Dan cholin tinggi dibandingkan dengan proses non neo plasma atau jaringan otak normal.Pada saat terjadi peningk atan malignansi, NAA dan creatin menurun sedangkan cholin, lactate dan lipid meningkat.Penurunan NAA terjadi oleh karena dalam pertumbuhannya tumor mendesak dan merusak sel neuron. Tumor yang sangat ganas mempunyai aktifitas metabolit yang tinggi dan energi store menipis sehingga creatin menurun.Tumor yang sangat hypervaskuler
level
cholinnya
meningkat
dengan sangat cepat.Lipid ditemukan pada bagian necrotic, dan laktat mulai terlihat ketika suplai darah ke tumor bertambah besar, sehingga memanfaatkan anaerobic glycolysis.untuk mendapatkan suatu penilaian chemistri
4
tumor
yang
akurat.Voxel
spectroscopy harus ditempatkan melebihi regio tumor yang enhance untuk menghindarkan area necrosis, hemorrhage, kalsifikasi dan kista. Multi
voxel spectroscopi terbaik untuk mendeteksi infiltrasi sel-sel malignan diluar pinggir tumor
enhance.Pada sebagian kasus glioma cerebri peningkatan cholin sering terdeteksi pada regio edema diluar massa yang enhance.
STUDI KASUS Wanita usia 41 tahun mengeluh mata sebelah kiri, tidak bisa melihat samar-samar sudah satu bulan, tidak ada riwayat hypertensi, kadang-kadang telinga kiri tidak jelas saat mendengar, untuk jalan keseimbangan kurang.Pasien ini di mintakan MRI kepala oleh dokter bedah saraf. GB 1.T2 W sagital menunjukan area hyperdens pada spenoid wing kiri GB
2.
T1
W
menunjukkan
post
area
contrast
enhance
di
spenoid wing kiri.uk 4,73 x 4,24 x 4,55 cm.
TEKNIK PEMERIKSAAN MRI KEPALA DENGAN MRS Pada pemeriksaan yang saya saya lakukan saya menggunakan menggunakan sense head coil.Pemeriksaan
MRI
MRI
1.5 T Achieva Philips, dengan
kepala tidak membutuhkan persiapan khusus.Ada
beberapa yang harus di tanyakan kepada pasien perihal apakah memakai alat pacu jantung, clip carotis, gigi palsu, pasang implan logam dll yang menjadi kontra indikasi pemeriksaan adalah menyiapkan pasien pada posisi supine diatas meja
MRI,
MRI.Langkah
berikutnya
kepala dimasukkan ke dalam head coil
kemudian di sentrasikan dan di masukkan ke dalam gantry.Pasien diberi petunjuk bahwa selama pemeriksaan tidak boleh bergerak, jika mengalami sesak nafas ataupun tiba-tiba phobia beri tanda dengan memencet bell.Intruksi ini sangat penting dikarenakan kita sebagai radiografer berada pa control table.
Tabel 1.Routine Protocol SEQUENCE SURVEY T2W TSE_Sag T2W TSE_Cor T2W TSE_Ax T1W SE_Ax DW _SSh_Ax
FOV
ST / GAP
MATRIX
TR
TE
230 230 230 230 230
1/1 1/1 1/1 1/1 1/1
384 X 270 384 X 240 384 X 240 256 X 163 112 X 87
550 550 550 450-650 1000
100 100 100 15 74
5
230 1/1 240 X 144 6000 120 T2 FLAIR_Ax 230 1/1 296 X 204 500 14 T2 FFE_Ax 230 30 / 0 64 X 52 22 8 Sperf 230 1/1 250 X 163 450-650 100 T1W SE GD_Ax 230 1/1 384 X 280 8 550 T1W SE GD_Cor 230 1/1 384 X 280 8 550 T1W SE GD_Sag SV_PRESS 144 Kontras yang kami gunakan adalah GADOVIST 5ml dengan volume yang sedikit bermanfaat untuk meringankan beban dari ginjal sehingga aman untuk di injeksikan, dan terbukti hasil image yang diperoleh sangat bagus walupun dengan ml yang sedikit.Hasil post kontras nya sbb :
Gb.1 T1W SE Post Kontras
Gb.2 T1W SE Pre kontras
BAGAIMANA MR SPECTROSCOPY DILAKUKAN ? Kebetulan pada kasus ini saya menggunakan teknik Single Voxel P RESS 144.Pasang voxel pada area massa lihat gb.1 pada T1W post kontras pilih setelah kontras agar kita dapat menentukan area yang tepat.Durasi scaning 4 menit saat scaning berlangsung akan muncul informasi peak dari spectroscopy kita lihat di informasi tersebut jika voxel tepat pada massa maka akan menunjukkan peak yang betul, jika tidak maka ulangi untuk meletakkan voxelnya.Kuncinya adalah jagan letakkan voxel pada area :
Nekrotik
Kalsifikasi
Kista
Hemorrhage
Bone
Udara
6
Karna tidak akan tergambar dengan bagus selain itu informasi nya akan tidak tepat.
Gb.3 Hasil dari single v o oxel xel PRESS 144 yang kita ambil dari gambar T1W SE post kontras nampak ratio cholin dan creatine sangat tajam y ang menandakan adanya massa yang ganas.
Setelah dibaca oleh Radiolog hasilnya adalah sebagai berikut : Meningiomatosis
pada sphenoid wing kiri dengan ukuran 4,73 x 4,24 x 4,55 cm convexity frontalis kiri
ukuran 1,17 x 1,02 cm, convexity parietal kanan ukuran 3,01 x 4,38 x 2,03 cm dengan massa terbesar mengilfiltrasi chiasma opticum kiri dan fissura orbitalis superior kiri, melekat pada v.jugularis interna L ICA pars cavernous Subacute small vessel ischemic pada centrum semiovale kanan-kiri, deep white matter periventrikuler lateralis kanan kiri, subcortical frontalis kanan kiri.
7
KESIMPULAN MRS
adalah pemeriksaan radiologi non invasif yang merupakan bagian dari
MRI
serta
menggambarkan karakteristik jaringan.MRI menggunaka sinyal proton hidrogen untuk memperlihatkan gambaran anatomik, sedangkan proton
MRS
menggunakan informasi ini untuk menentukan konsentrasi
metebilot otak seperti N-Acethyl aspartate (NAA), Cholin (Cho), Creatine (Cr), Laktate (Lac), Myoinositol (mI), Lipids (Lip) dan Gulatamine-Glutamate (GLx) pada jaringan yang diperiksa di lokasi atau daerah tertentu dalam spectrum dengan satuan parts per million (ppm). Ada dua teknik
MR
spectroscopy yang biasa kita kenal yaitu single voxel dan multi voxel.Untuk
single voxel biasanya memakai P RESS dan STEAM.Untuk kasus yang penulis buat menggunakan P RESS 144.Hasil dan gambar sudah dijelaskan diatas. Pemeriksaan
MRI
kepala dengan kasus tumor sebaiknya menggunakan kontras dan
menggunakan sprectroscopy.MR spectroscopy dinilai sangat membantu dalam menegakkan diagnosa yang pasti.Ada beberapa hal yang penting dalam membuat
MR
spectroscopy yaitu penempatan voxel
pada area massa. Kuncinya adalah jagan letakkan voxel pada area nekrotik, kalsifikasi, kista, hemorrhage,bone, udara.
8
DAFTAR PUSTAKA 1.
Ross BD,
Colletti P, Lin A:
MR
spectroscopy of the brain: Neurospectroscopy. in Edelman,
Hesselink, Zlatkin & Crues, eds., Clinical Elsevier,
Magnetic Resonance
Imaging, 3rd edition, Saunders-
Philadelphia, 2006, pp 1840-1910.
2.
Neuroimaging Clinics, Volume 3, Number 4, November, 1998.
3.
Brandao, L, Domigues R. MR
4.
Howe FA,
Barton
Spectroscopy of the Brain. Lippincott Williams & Wilkins, 2003.
SJ, Cudlip SA, et al.
Metabolic
profiles of human brain tumors using
quantitative in vivo 1H magnetic resonance spectroscopy.
Magnetic Resonance
in
Medicine
49:223-32, 2003.
5.
Nelson SJ,
McKnight
TR, Henry
RG.
Characterization of untreated gliomas by magnetic
resonance spectroscopic imaging. Neuroimag Clin 12:599-613, 2002.
6.
Burtscher
and Holtas. Proton
MR
spectroscopy in clinical routine. J
Magn Reson
Imaging. 2001 Apr;13(4):560-7. 7.
Mullins.
MR
spectroscopy: truly molecular imaging; past, present and future.
Neuroimaging clinics of North America. 2006 Nov;16(4):605-18, viii. 8.
Kwock. Localized
MR
spectroscopy: basic principles. Neuroimaging clinics of North
America. 1998 Nov;8(4):713-31. 9.
Bartella, Morris.
Proton
MR
spectroscopy with choline peak as malignancy marker
improves positive predictive value for breast cancer diagnosis: preliminary study. Radiology. 2006 Jun;239(3):686-92.
10.
Graves EE, Nelson SJ, Vigneron DB, et al. Serial proton MR spectroscopic imaging of recurrent malignant gliomas after gamma knife radiosurgery. AJN R 22:613
9
