T.C. SAĞLIK BAKANLIĞI İSTANBUL HAYDARPAŞA NUMUNE EĞİTİM VE ARAŞTIRMA HASTANESİ RADYOLOJİ KLİNİĞİ. KLİNİK ŞEFİ Prof. Dr. MEHMET MASUM ŞİMŞEK

Transkript

1 T.C. SAĞLIK BAKANLIĞI İSTANBUL HAYDARPAŞA NUMUNE EĞİTİM VE ARAŞTIRMA HASTANESİ RADYOLOJİ KLİNİĞİ KLİNİK ŞEFİ Prof. Dr. MEHMET MASUM ŞİMŞEK AKUT İSKEMİK İNMEDE DİFÜZYON AĞIRLIKLI GÖRÜNTÜLEME VE ADC ÖLÇÜMLERİYLE İNFARKT PROGNOZUNU BELİRLEME, EŞLİK EDEN KAROTİS ARTER DOPPLER USG BULGULARININ ARAŞTIRILMASI VE KORELASYONU (UZMANLIK TEZİ) Dr. KORCAN AYSUN BALCI ( TEZ DANIŞMANI: Dr. FAİK SUNGURLU) İSTANBUL

2 İÇİNDEKİLER GİRİŞ 1 GENEL BİLGİLER 3 Epidemiyoloji 3 7 Serebral İnfarkt Karotis Aterosklerozu 9 11 Stroke Patofizyolojisi ve Kullanılan Görüntüleme Yöntemleri o Bilgisayarlı Tomografi 14 o Konvansiyonel Manyetik Rezonans 15 o Difüzyon Ağırlıklı Görüntüleme (DAG) 18 * Serebral infarktın değerlendirilmesinde DAG MATERYAL-METOD OLGULARDAN ÖRNEKLER 35 BULGULAR 45 TARTIŞMA 54 SONUÇ 61 ÖZET 63 KAYNAKLAR 65 2

3 ÖNSÖZ Uzun asistanlık hayatımın son durağı olan Haydarpaşa Numune Eğitim ve Araştırma Hastanesi Radyoloji Kliniği ndeki asistanlık eğitimim boyunca, bilgi ve deneyimlerini bizlerden esirgemeyen, farklı kişiliği ve akademik ruhuyla bizlere ışık tutan çok değerli Klinik Şefimiz Prof. Dr. Mehmet Masum Şimşek e saygı ve teşekkürlerimi bir borç bilirim. Çalışkanlığı, bitmek tükenmek bilmeyen enerjisi ve etik yönüyle her zaman dikkatimizi çeken ve örnek aldığımız Klinik Şef Yardımcımız Dr. Zeynep Gamze Kılıçoğlu na, tezimin tasarlanması ve hazırlanması aşamasında yol gösteren tez danışmanım başasistan Dr. Faik Sungurlu ya, akademik açıdan desteğini ve bilgisini hiçbir zaman esirgemeyen başasistan Dr. Burcu Seher Narin e ve de eğitimim boyunca değerli katkılarından dolayı kliniğimizin diğer uzman doktorlarına teşekkürlerimi sunarım. Haydarpaşa daki eğitimim boyunca acısıyla tatlısıyla hayatı ve Radyoloji yi paylaştığımız kliniğimizdeki tüm asistan arkadaşlarıma, özellikle tez hastalarımın çekimi sırasında yardımlarını esirgemeyen MR teknisyeni arkadaşlarım başta olmak üzere, birlikte hep uyum içinde çalıştığımız diğer tüm teknisyen ve personel arkadaşlara teşekkür ederim. Radyoloji yi seçmemde, onun deyimi ile sonunda doğru yolu bulmam da en büyük etken, kendisini her düşündüğümde Radyoloji nin ne kadar önemli ve anlamlı bir bölüm olduğunu hissetmeme neden olan, güler yüzü ve samimiyeti ile beni bu yolda hep yüreklendiren, her zaman örnek aldığım ve alacağım sevgili hocam Prof. Dr. Ercan Tuncel e, hayatımın en anlamlı insanı ve her zaman en büyük destekçim biricik eşim Tansu ya minnetlerimi sunarım. Saygılarımla, Dr. Korcan Aysun Balcı 3

4 GİRİŞ İnme, travmatik olmayan nedenlerle ortaya çıkan beyin damar hastalığına bağlı ani başlangıçlı, sıklıkla fokal nörolojik defisitlere yol açan ve 24 saatten uzun süren ya da 24 saatten daha kısa süre içinde ölümcül sonlanabilen bir klinik tablodur. Serebral iskemide kan akımının en düşük olduğu yer, çok kısa sürede geriye dönüşsüz hasarın görüldüğü iskemik çekirdektir. Bunun çevresinde henüz kalıcı hasarın görülmediği iskemik penumbra bölgesi vardır. Penumbranın önemi, hücresel bütünlüğün bozulmadığı, iskemik hasarın az ya da çok düzeldiği bir bölge olmasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle hem deneysel hem de klinik tedavi çalışmalarında hedef alınan, kurtarılacak doku dur. Penumbra alanı, tanımı gereği yaşanan iskemik süreç içinde ya reperfüzyonla normale döner ya da iskemik sürecin devam etmesi ve ağırlaşması sonucu infarkta dönüşür. Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) modaliteleri, bugün için klinikte akut iskemik inme hakkında en fazla bilgiyi sağlayan inceleme yöntemleri olma özelliğini taşımaktadır. Her geçen gün daha fazla kantitatif analiz olanağı sağlayan MRG ile penumbraya ilişkin en önemli hemodinamik ve fizyolojik parametreler ölçülebilir hale gelmektedir. Difüzyon ağırlıklı MR görüntüleme hiperakut iskemik lezyonların ve bunların zaman içerisindeki değişikliklerinin saptanmasını ve izlenmesini olanaklı kıldığından, inmeli hastaların akut safhadaki değerlendirilmelerinde önemli bir role sahiptir. Bu nedenle irreversibl veya potansiyel olarak kurtarılabilir reversibl iskemik hasarın sınırlarının belirlenmesine olanak tanır (1). MR incelemede dokularda difüzyon ile ilgili ölçümler yapılırken, enerji bağımlı ve enerji bağımsız olan taşıma işleri birbirinden ayırt edilemediği için apparent diffusion coefficient (ADC) değerinden söz edilir. ADC haritaları pek çok durumda tanıda yararlıdır. ADC ölçümleri lezyon şiddetinin bir göstergesi olarak kullanılabileceği gibi, ayrıca reversibl iskemik hasarı irreversibl iskemik hasardan ayırmada da yararlı olabilir (2,3). Gelişmiş tekniklerle risk altındaki doku kantitatif bir şekilde gösterilebilirse, tedaviden yarar görecek hastalar tanınabilecek yaygınlaşacaktır. 4 ve trombolitik tedavinin kullanımı

5 Ekstrakraniyal arterlerin aterosklerozuna bağlı ciddi olarak azalan kan akımı sonucu oluşan iskemi olguları, tüm inmelerin yaklaşık % udur (4). Diğer taraftan tüm inmelerin % 80 i olarak bilinen tromboembolik inmelerin nedeni çoğunlukla karotisteki plaktan kaynaklanan embolilerdir (5). Büyük arter aterosklerozunun tanı, tedavi kararı ve izleminde en sık kullanılan tetkiklerden biri ultrasonografidir. B-mod ultrasonografi, arter lümeni ve stenoz derecesi, aterosklerotik plağın yapısı hakkında bilgi verir. Doppler ultrasonografi ise, karotis arterin değerlendirilmesinde kullanılan güvenilir ve noninvasif bir tekniktir. Ciddi karotis bifurkasyon stenozlarının saptanmasında Doppler ultrasonografi, yüksek sensitivite (%86) ve spesifite (%87)ye sahiptir (6). Bu çalışmada öncelikle iskemik inmede çok değerli bir tanı yöntemi olan DAG nin ve ADC ölçümlerinin, infarktın prognozunu belirlemedeki rolünü gösterebilmeyi hedefledik. Böylece akut inmeli hastalarda kurtarıcı özelliği olan trombolitik tedavi için hasta seçimine katkıda bulunmayı amaçladık. Ek olarak akut inmeli hastalarda eşlik eden karotis arter bulgularını Doppler USG yöntemiyle göstermek ve ciddi karotis stenozu olan ve olmayan hastalarda stenoz derecesi ile difüzyon MR bulgularının korelasyonu da çalışmamız içerisinde incelenmiştir. 5

6 GENEL BİLGİLER STROKE Epidemiyoloji İnme santral sisteminde iskemi ya da hemorajinin neden olduğu akut nörolojik disfonksiyondur. Hastanede tedavi gerektiren nöroloik hastalıkların % 50 sinden fazlasını oluşturur. İnmenin yaklaşık %85 i iskemi; % 15 i hemoraji nedeniyle meydana gelir. Ülkemizde inme hastalarının genel özellik ve risk faktörlerinin araştırıldığı hastane tabanlı, çok merkezli bir çalışmada iskemik inme %72, hemorajik inme %28 oranında bulunmuştur. İnme; gelişmiş ülkelerde kalp hastalıkları ve kanserlerden sonra üçüncü, dünya genelinde ikinci ölüm nedenidir. Erişkin çağda en önemli morbidite ve uzun dönem dizabilite kaynağıdır. Alzheimer hastalığından sonra ikinci sırada demansa yol açar. Avrupa ülkelerinde her yıl yüzbinde yeni olgu bildirilmektedir. ABD de yılda yeni ya da rekürrent inme meydana gelmektedir. Yıllara ve ülkelere göre değişmekle beraber, genel bir fikir vermesi açısından bazı insidans değerlerinden söz edilecek olursa; inme erkeklerde yüzbinde 174; kadınlarda yüzbinde 122 oranlarında bildirilmiştir. İnme insidansı siyah ırkta yüzbinde 233, beyaz ırkta yüzbinde 93 tür. İskemik inmelerin en önemli nedeni aterotrombotik olaylardır. Aterosklerotik inme prevalansı yaşla birlikte artar. Örneğin, inmeli hastaların %75 i 65 yaş üzerindedir. Serebral damarların aterosklerozunun gelişiminde değişmeyen veya değişebilen risk faktörleri önemli olduğu gibi, aterotrombozun hızlanmasına yol açan faktörler de vardır (7-11). Değişmeyen risk faktörleri: Yaş, erkek cinsiyet, ailede inme öyküsü, bazı etnik gruplar (Afrikalı Amerikalılar, İspanyol kökenli popülasyonlar). 6

7 Değişebilir risk faktörleri: Hipertansiyon, kardiyak hastalık (sıklıkla atrial fibrilasyon), tip l diyabet, hiperkolesterolemi, fiziksel inaktivite, sigara kullanımı, alkol tüketimi, asemptomatik karotis stenozu, GİA öyküsü. En güçlü risk faktörleri yaş ve hipertansiyondur. Aterosklerozun hızlanmasına yol açan potansiyel/ender risk faktörleri: Migren, oral kontraseptif kullanımı, ilaç kullanımı, horlama, polisitemi, orak hücreli anemi, yüksek kan beyaz hücre düzeyleri, fibrinojen, hiperürisemi, hiperhomosistinemi, protein C ve S eksikliği, lupus antikoagülanı, antikardiyolipin antikorlarıdır. İskemik inmenin kabul edilmiş risk faktörleri; genetik, hipertansiyon, diyabet, kalp hastalığı, obezitedir (7-11). Ateroskleroz Histopatolojisi ve Gelişim Süreci Ateroskleroz en sık görülen ve sonuçları açısından en önemli arter hastalığıdır. Beyin damarlarında ortaya çıkan morfolojik değişiklikler diğer damarlarda görülenlerden farklı değildir Beyin damarlarından en sık etkilenen arterler karotis bifurkasyonu, orta serebral arterin çıkışı, baziler arterin orta ve alt kısmıdır. Ana histolojik görüntü aterom plağıdır. İntimal lezyonlar olan bu plaklar eğer ufak çaplı arterlerde gelişmişse tıkayıcı olabilir ve iskemik zedelenme nedenidir. Büyük arterlerde ise damar duvarını zedeleyici etkileri belirgindir; anevrizma, rüptür veya trombozla sonuçlanan süreçlere yol açarlar. Ayrıca büyük aterom plakları distal dolaşımda tıkanmaya neden olur (12-13). Aterosklerotik lezyonların gelişiminde en erken bulgu mononükleer lökositlerin intimada toplanmasıdır. Vasküler endoteliyal hücrelerin yüzeyindeki spesifik adezyon molekülleri bu lökosit adezyonunu sağlayan moleküllerdir (14). Bu moleküllerden biri olan P-selektin normal damarlarda bulunmaz ama aterom plağı içeren damarların endotellerinde gösterilmiş ve aterom oluşumundaki rolü ortaya konmuştur (15-16). Aterosklerozun erken devrelerinde rol alan endoteliyal lökosit adezyon moleküllerinden bir diğeri vasküler hücre adezyon molekül 1 (VCAM-1) dir. Lezyonun oluştuğu bölgede ortaya çıktığı ve intimaya monosit ve lenfositlerin girişinde önemli bir adezyon molekülü olduğu gösterilmiştir (17-18). Yapışan lökositlerin intimaya göçünde ise makrofaj kemoreseptör protein-1 (MCP-1) gibi kemokinlerin rolü olduğu ortaya konmuştur (19). Aterogenezin erken devresinde 7

8 adezyon molekülleri ve sitokinlerin fokal artışını sağlayan sinyallerden de oksidatif modifiye lipoproteinler sorumlu tutulur. Endojen mediatör nitrik oksid gibi moleküllerin de değişik yollarla adezyon molekülleri üzerinde negatif bir kontrolü olduğu ileri sürülmektedir (20-21). İntimada toplanan mononükleer lökositler lipidleri fagosite ederek köpük hücreleri halini alırlar. Makrofaj yüzeyindeki CD36, CD68, makrosialin gibi bazı reseptörlerin lipoproteinlerin modifiye formlarını bağladığı düşünülmektedir (21). Köpük hücrelerinin oluşumunu düz kas hücrelerinin proliferasyonu ve ekstrasellüler matriks proteinlerinin artışı izler. Ateroskleroz patogenezinde arteriyal endoteldeki zedelenmelerin süreci başlattığı, trombositlerin yüzeye yapışarak bunlardan salınan fibrojenik maddeler ile düz kas hücre proliferasyonu ve ekstrasellüler matriks birikiminin oluştuğu ileri sürülmüştür (22-23). Ancak endotel zedelenmesi olmadan da mononükleer fagositlerin sağlam endotelden geçtiği gösterilmiştir (24-25). Düz kas hücre proliferasyonu ve ekstrasellüler matriks birikimine yol açan platelet derive growth faktör (PDGF), fibroblast growth faktör gibi büyüme faktörlerinin endotel hücreleri, düz kas hücreleri ve makrofaj kökenli oldukları gösterilmiştir (26-29). Daha sonraki devrelerde trombosit kökenli PDGF de olaya karışır. Ayrıca interlökin-1 gibi sitokinlerin de vasküler hücreler ve lökositlerden büyüme faktörü salınımını etkilediği ileri sürülmektedir (30). Düz kas hücrelerinin büyümesini stimüle eden bu faktörlerin yanısıra transforming growth faktör beta, T lenfosit kökenli interferon gamma gibi moleküller de bu proliferasyon üzerine negatif etkiye sahiptir. Sonuçta düz kas hücre proliferasyonu büyümeyi stimule eden faktörler ile inhibe eden faktörler arasındaki dengeye bağlıdır (21). Aterom gelişim sürecinde plak içinde sıklıkla kalsifikasyon gelişir. Bu gelişimde damar düz kas hücre hücre kökenli osteopontin gibi proteinler sorumlu tutulmakta, makrofajların osteoklast gibi davranarak bu süreci dengelediği ileri sürülmektedir (31-32). Aterom plaklarının klinik olarak önemli komplikasyonu trombüs oluşumu ile ortaya çıkar. Trombüs oluşumu genellikle plakta oluşan bir zedelenme sonucudur. Plağın fibröz kapağında oluşan rüptür kanla trombojenik maddeler içeren lipid merkezin ilişkisine neden olur. Aterom Oluşumu Endotel hücreleri kan akımını ve damar tonusunu düzenleme görevi görür. Hipertansiyon ve artmış mekanik shear stres, oksidize LDL, artmış homosistein, 8

9 sigara içimi ile ortaya çıkan serbest radikaller, enfeksiyon (klamidya, sitomegalovirus, herpes simpleks virus vb.), hiperglisemi gibi birçok faktör aterosklerozun başlamasına ve ilerlemesine neden olacak endotel zedelenmesine yol açar. Ortaya çıkan zedelenme ile endotelin geçirgenliği, lökosit ve trombositlere karşı adhesivitesi artar. Artan geçirgenlik ile düşük ağırlıklı lipoprotein (LDL) girişi çoğalır ve intima altında birikmeye başlar. Biriken LDL molekülleri modifiye (okside) olarak inflamatuar reaksiyonu başlatır. Dolaşımdan intima altına geçen monositler makrofaj haline dönüşür ve okside hale gelen LDL yi fagosite ederek köpük hücrelerini oluşturur. İnflamatuar hücrelerden ve trombositlerden salınan vazoaktif maddeler, sitokin ve büyüme faktörleri ile endotel pıhtılaşmaya eğilimli hale gelir ve düz kas hücrelerinde artış ile arter duvarı kalınlaşır. Tüm bu değişimler sonuçta, ateromatöz lezyon oluşumuna neden olur (33-34). Dolayısıyla aterosklerotik plak oluşumunda hem lümen hem de arter duvarı içinde birçok patolojik olay rol oynar. Bu olayların merkezinde ise endotel hücrelerinin normal homeostatik kontrolu sağlamadaki başarısızlığı yer alır. Endoteli pıhtılaşmaya ve inflamasyona eğilimli duruma geçiren olaylar şunlardır: 1- Protein-S sentezinde azalma, 2- tpa oluşumunda azalma, 3- Plazminojen aktivatör inhibitör-1 de (PAI-1) artış, 4- Platelet aktive eden faktörde (PAF) artış, 5-ICAM-1, VCAM-1, P-selektin, E-selektin gibi lökosit adezyon moleküllerinde artış, 6-İnterlökin-8 (IL-8) ve monosit kemotaktik protein-1 (MCP-1) gibi kemotaktik faktörlerde artış, 7-Potent vazospastik bir ajan olan endotelin-1 de (ET-1) artış, 8-Potent trombojenik bir ajan olan doku faktöründe (TF) artış Normal koşullarda fibröz örtü kalındır; aterosklerotik lezyonun üzerini kaplar ve yapısında herhangi bir bozukluk olmadan arterin lüminal yüzeyindeki hem kan basıncı hem de shear stres ile karşı karşıya kalır. Böylece lipid çekirdek dolaşımdan uzak kalmış olur. Bu tip lezyonlar yıllarca sessiz kalabilir. Ancak plağın yol açtığı düzensiz yüzeyde kan akımının oluşturduğu girdap ve endotelin protrombotik özellik kazanması trombüs oluşumunu tetikleyebilir. Ayrıca bazı plakların 9

10 üzerindeki fibröz örtü gevşektir ve yağ çekirdeğin kitlesi fazladır. Bunlar dengesiz plaklardır ve yırtılma eğilimleri fazladır. Lipid çekirdekteki aktive T-lenfositler interferon gama (IFγ) üretmektedir ve IFγ damar düz kas hücrelerinin artışını baskılayarak elastin ve kollajen salgısını azaltır (33). Yine lipid çekirdekte yer alan makrofajlar fibröz örtünün yıkılmasına neden olan matriksi yıkan enzimleri içerir. Bunlar matriks metalloproteinazlar (MMP), serin proteazlardan plazmin ve sistein proteazlardır (33). Ekstrasellüler matriksin ana yapılarını yıkabilen bu enzimler nedeniyle fibröz örtü giderek incelir ve sonunda yırtılır. Aterosklerozda plağın yırtılması ve lipid yapının arter lümeni ve kan elemanları ile teması sonucunda trombotik cevap ortaya çıkar. Hızlı bir şekilde lümen içinde trombüs oluşur. Kararlı halini kaybeden aterosklerotik plak da damarı tıkayarak klinik semptom vermeye eğilimli hale gelir. Serebral İnfarkt Beyin damarlarında ateroskleroz sürecinin en önemli sonucu, gelişen trombüs ve embolilerin damarları tıkaması sonucu oluşan infarktlardır. Serebral infarktlar tıkanan damara göre histolojik olarak tanınabilen birkaç milimetrelik boyuttan çok büyük boyutlara kadar değişen büyüklüklerde olabilirler. Makroskopik olarak bazıları hemorajik formasyon gösterebilir. Hemorajik infarktların daha çok emboli ile, hemorajik olmayanların ise trombüs ile birlikteliği ortaya konmuştur (35). Hemorajik olmayan bir infarktın ilk 6 saat içinde gözle görülebilir bir makroskobik bulgusu yoktur saat içinde beyin dokusu içinde soluk, yumuşak ve şiş bir alan halinde belirir gün içinde jelatinöz ve parçalanır yapıda ve çevreden iyi sınırlı hal alır. 10 gün-3 hafta sonra ise ortada sıvı içeren bir kavite, çevrede gri doku ile belirginleşir. Mikroskobik görüntü bir koagülatif nekrozdur ve beyin dokusu hücrelerini etkiler. Işık mikroskobunda fark edilebilir değişiklikler 12 saat sonra ortaya çıkar. Nöronlarda iskemik kırmızı nöronal değişiklikler, nöropilde spongiyöz değişiklikler görülür. Astrosit uzantıları ve aksonlarda şişmeler, oligodendroglial nukleuslarda genişleme, mikroglialarda paçalanma, endotel hücrelerinde şişme gibi değişiklikler ile tüm yapılar etkilenir. 2 gün sonra artık kapiller yatak görülmez ama büyük arter ve venler 4-5 haftaya kadar lezyon ortasında fark edilebilir. Beyaz cevherde miyelin soluklaşır, daha sonra akson ve miyelin parçalanır saat içinde nötrofiller artmaya başlar. 2-3 haftada monosit, histiyosit ve mikroglia kökenli fagositik hücreler 10

11 baskın hücre tipi olur. Bu makrofajlar yıkım ürünlerini temizler, aylar hatta yıllarca lezyonda bulunurlar. Temizlenen doku nekroz alanı kiste dönüşür. Doku nekrozu ve fagositoz sürerken lezyon kenarında da astrositler prolifere olur. Bu hücreler en erken 1 haftada ortaya çıkar. Çevrede dens bir ağ oluşturan bu astrositler ve yeni kapillerler doku nekroz alanını tamir etmeye çalışırlar. Pia ve araknoid etkilenmez ve tamir sürecine katkıları yoktur (12,13,36). Aterosklerotik Beyin İnfarktları Beyin kan akımında ani bozulma ile gelişir. Olayın damar düzeyindeki patofizyolojik zamansal süreciyle klinik tablonun gelişimi içiçedir: a)beyin metabolizmasında değişiklik (30 saniye sonra), b)nöronal işlevlerde bozulma (1 dakika sonra), c)infarkta ilerleyen zincirleme olaylar (5 dakika içinde genellikle irreversibilite vardır), d)doku nekrozu (günler içinde), ardından gliozis ve sıvının beyin dokusuyla yer değişimi (haftalardan aylara kadar giden bir süreç vardır). Bu süreçlere bağlı olarak da hastanın klinik tablosunda ilerleme ve gerileme, bozulma ve düzelmeler birbirini takip eder (37,38). Serebral Damarların Aterosklerozunda İnfarktın Ana Mekanizmaları a) Beyin damarlarında aterosklerotik tıkanma (ileri arteriyal stenoz [>%90] ya da aterosklerotik oklüzyon) ve/veya arteriyal embolizm (beyin damarlarında proksimalden distale doğru arterden-artere trombüs atımı) iskemik inmenin en sık nedenidir. Yüksek dereceli karotis stenozlarında, 44 aylık bir izlem sonucunda yıllık inme ve GİA geçirme oranı %4.4 ve %3.2 olup, inme geçirenlerin yıllık mortalite oranı ise %11.3 dür. Arteriyal emboli kaynağı ipsilateral ateromatöz karotis arterden olabileceği gibi, eksternal karotis arterinden fasiyal ve oftalmik arter aracılığıyla, kontrlateral internal karotis arterden ve Willis poligonu aracılığıyla vertebrobaziler sistemde embolizasyon olabilir. b) Aterosklerotik stenoza bağlı hemodinamik ( watershed - düşük-kan akımı ) infarktlar. c) Küçük-damar hastalığı (penetran arterlerin oklüzyonu). 11

12 Karotis Aterosklerozu Eski Yunanca da karotis, derin uyku, koma, asfiksi gibi anlamlarda kullanılırdı. Bu karotis ve fonksiyonları ile ilgili bilgilerin çok eskilere gittiğini göstermektedir. Karotise bağlı serebral embolizm ilk kez 1963 te Julian tarafından mekanizma olarak aydınlatılmıştır (39) da Imparato plak içi kanamayı tarif etmiştir (40). Thomas ın dupplex scan yöntemini kullanmaya başlaması ile karotis aterosklerozu kolaylıkla teşhis edilen ve bugün yaygın olarak kolayca tedavi edilen bir hastalık haline gelmiştir (41). Ana karotis arterleri (CCA) boyunda tiroid bezine posterolateral olarak jugular ven ve sternokleidomastoid kas arasındaki derinlikte uzanır. Karotis bifurkasyonunda eksternal karotis arteri (ECA) ve internal karotis arteri (İCA) olarak ikiye ayrılır. İCA çoğunlukla boyunda dal vermez. ECA fasiyal kasları innerve eden birden fazla dal verir. İCA orjin aldığı yerin hemen üstünde bir genişleme gösterir. Normal karotis duvar çeperinin ultrasonografik longitudinal görünümü, iki paralel ekojenik hat şeklinde görülür ve bir hipoekoik bölgeye ayrılır. İlk eko, lümen intima iç yüzeyidir. İkinci eko, media-adventisya iç yüzeyidir. Media, ekojenik hatlar arasındaki hipoekoik alandır. Bu hatlar arasındaki uzaklık intima ve medianın birlikte kalınlığını gösterir (I-M kompleks). Bu kalınlığın 0.8 mm den daha fazla olması anormal olarak düşünülür ve aterosklerotik hastalığın en erken değişikliğidir. I-M kompleksi vasküler risk faktörleri ile koreledir (42). Karotis aterosklerozunda darlık derecesi: ACAS (Asymptomatic Carotid Atherosclerosis Study) dahil birçok çalışmada %50 darlık derecesi altı lezyonlarda % 0,7-1 e karşın, %50 üzeri lezyonlarda %1,7-4,8 gibi neredeyse 4 kat fazla inme riski oranı saptanmıştır (43). Semptomatik hasta grubunda 3 önemli çalışma yapılmıştır: NASCET (North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial) yapılan en önemli ve geniş kapsamlı çalışmadır ve 1995 de yayınlanan Ad Hoc Commitee raporuna temel teşkil etmiştir (44). Buna göre %70 üzeri darlıklarda yıllık %13 gibi bir inme riski bildirilmişti. ECST (European Carotid Surgical Trialist) grubu bu oranı %5 gibi vermektedir. Ancak bu grupta darlık derecesi ölçüm yöntemi değişiktir (45). VAC Operative Trial bu oranı yıllık 25,6 olarak vermiştir (46). 12

13 Görüldüğü gibi darlık derecesi inme riski belirlemede önemli bir faktördür. Bugün cerrahi endikasyon kararı vermede pratik olarak %70 üzerinde semptomatik ya da asemptomatik hastada cerrahi tedavi uygulanmaktadır. Semptomatik hastada ise %55 üzeri darlık cerrahi için endikasyon teşkil etmektedir. Plak yapısı: Plak yapısında sonuca etki edebilecek iki önemli faktör vardır. Bunlardan birincisi plağın sert-yumuşak ya da stabil-unstabil oluşudur. B Mode Scan yardımıyla plak yapısı 4 derece olarak değerlendirilmektedir (47). Tip I: Ekolüsen, ince kapsüllü Tip II: Kısmen ekolüsen, kısmen ekojen Tip III: Ekojen, kısmen ekolüsen Tip IV: Ekojen (homojen de denebilir) Tip I, II ve III heterojen olarak da adlandırılabilir. Steffen hastalarından semptomatik olanlarda %67 Tip I, II, asemptomatik olanlarda %86 Tip III, IV lezyon tespit etmiştir. Bock 242 hasta takibinde ekolüsen olan plak grubunda %5,7 inme riski, ekojen olan grupta ise bu değeri %2,4 olarak bulmuştur (48). Plak yapısıyla ilgili ikinci önemli faktör ülserasyondur. Ülser büyüklüğüne göre sınıflama A:<10 mm², B:10-40 mm², C:>40mm² şeklindedir. Çalışmalarda 10 mm² üzeri ülserler dikkate alınmıştır. Ülserasyon da inme riskini yaklaşık 2 kat artırmaktadır (NASCET). Karotis arter aterosklerozunun beyin iskemisindeki rolü 20. yüzyıl son yarısında açıklığa kavuşmuştur (49,50). Framingham çalışması beyin enfarktlarının %78 inin tromboembolizm kaynaklı olduğunu göstermiştir. Bunun ancak %2 si kardiyak kökenlidir. Karotis ülserasyonu komplike olmuş lezyonlarda bulunur. Geçici iskemik atak ve inmede önemli rol oynar (51-54). Ülserasyon fibröz kapsülün yırtılması ile oluşur. Endotel ile kaplıdır. Yüzeyel ya da derin olabilir. Kalsiyum, kolesterol içerebilir ve plak içi taze kanama ile birlikte görülebilir. Çoğunlukla yeni bir tromboz oluşumu için yuva teşkil ederler. NASCET çalışmasında ülserasyon %75 darlıkta 2 yıllık %26 inme riski oluştururken, %95 darlıkta bu riskin %73 e çıktığı tespit edilmiştir. Ülserasyon olmayan grupta darlık artışı inme riskini artırmamaktadır. 13

14 Semptomatik karotis hastalarının %85 inde plak içi kanama saptanmıştır (55-57). Plak içi kanama semptomatik hastada en sık gözlenen patolojidir. Stenoz oranının artması ile birlikte plak içi kanama da artmaktadır. Plak içi kanama en az darlık oranı kadar önemlidir. Ancak semptomatik hastaların bir çoğunda serebrovasküler olay plak yapısındaki ani değişikliklerle olmaktadır. Böylece plak içi kanamanın önceden tespiti zor olmaktadır. Plak içi kanama için iki mekanizma sorumludur: 1) Kompleks plağın yumuşak orta bölümüne ani kanama, 2) Vaza vazorumların gelişerek yırtılması sonucu ortaya çıkan kanama. 1 hafta için endarterektomi yapilan semptomatik hastaların %75 inde plak içi taze kanama tespit edilmiştir (58). Kompleks plaklar kolesterol kristalleri halinde fazla miktarda lipid içerebilirler. Bu lipid içeriğinin miktarı da semptomatolojinin ortaya çıkmasıyla korelasyon gösterir (59). Bunun tersine kollajen miktarının fazlalığı asemptomatik plaklarda daha sıktır. Hastalığın yeri En sık plak yerleşim yeri karotis bifurkasyonudur. Bunu vertebral arter çıkışı, karotis ve innominat arter çıkışı, karotis sifon bölgesi ve anterior serebral arter çıkışı takip eder (60,61). Serebrovasküler hastalıkların üçte ikisi ekstrakraniyal arter sistemindeki lezyonlara bağlıdır. %60 kadarında karotis bifurkasyonu sorumludur (62,63). 14

15 STROKE PATOFİZYOLOJİSİ ve KULLANILAN GÖRÜNTÜLEME YÖNTEMLERİ "Stroke", sıkça kullanılan ancak anlamı net olmayan bir terimdir. Serebrovasküler hastalığı takip ederek ortaya çıkan bir klinik durumu, yani ani bir nörolojik yetersizliği anlatır. Görüntüleme her ne kadar bu tür hastaların durumlarında önemli bir rol oynamış olsa da, yakın bir zamana kadar bu rol sadece operasyonlarla giderilebilecek lezyonların ortadan kaldırılması ve diğer tanıların dışlanması ile sınırlı kalmıştır. Erken dönem serebral infarktlara medikal düşüncesinin ortaya konmasıyla birlikle tedaviler uygulama stroke tanısının konmasında yeni bir dönem başlamıştır. Bununla eş zamanlı olarak da, çok erken "hiperakut" iskemilere yüksek duyarlılık gösterebilen gelişmiş MRG teknikleri klinik görüntüleme protokollerinin bir parçası haline gelmiştir. Bu tekniklerin (difüzyon ve perfüzyon MRG nin) iskemik beyin parankimindeki ölü dokuyu, "kurtarılabilecek" dokudan kesin bir biçimde ayırt etme ve tanımlayabilme potansiyelleri çok yüksektir. Bu kritik ayırt edebilme durumunun doğruluğu ve geçerliliği ispat edilebilirse, tedavi algoritmalarında kökten değişiklikler görülebilecektir (64). Nöronların canlılığını koruyabilmesi için sürekli oksijen ve glukoz akımı gereklidir. Beyin dokusunda, vücudun diğer dokularında var olan yağ-glikojen gibi enerji depoları yoktur. Bu nedenle beyin iskemiye çok hassastır. İskemi eşik değeri aşıldığında membran pompa yetmezliği, hücre içine sıvı ve iyon girişi gibi hücre ölümüne dek uzanan olaylar zinciri başlar (65). Ortalama serebral kan akımı 58 ml/100 g/dk'dır. Kan akımı ml/l00g/ dk'nın altına düştüğünde nöronal disfonksiyon ortaya çıkar ml/l00g/dk'nın altında ise hücre ölümü görülür. Beyin dokusu ml/100g/dk'nın altındaki kan akımı ile belli bir süre canlılığını koruyabilir. Geri dönüşümlü nöronal disfonksiyon oluşturan eşik değeri ile geri dönüşümsüz doku hasarı oluşturan eşik değeri arasındaki kan akım düzeylerinde spontan olarak ya da tedavi ile iyileşme sağlanabilir (66). Stroke semptomatolojisinin üç temel etyolojisi vardır: Serebral infarkt, intraparankimal kanama ve subaraknoid kanama. Klinik olarak, yetersiz serebral kan akımından kaynaklanan iskemik infarktla, diğer etyolojilerden daha sık karşılaşılır. Beyin perfüzyonu belli bazı kritik düzeylerin altına düştüğünde, iskemi gerçekleşir. 15

16 Bu, nöronların fonksiyonlarının kaybolmasına yol açar ve ani bir nörolojik yetersizliğin ortaya çıkmasıyla da klinik olarak belirgin hale gelir. Eğer perfüzyon yetersizliği belli bir süre devam ederse ya da ağır olursa, yaşanan iskemik durum serebral infarktla sonuçlanır. İnfarkt da, nöron ve glial hücrelerinin ölümüyle ortaya çıkan patolojik değişikliklere yol açar (67). İskemik infarktın görüntülenmesi, iskemik durumun ortaya çıkışından sonraki herhangi bir aşamada gerçekleştirilebilir. Bu hiperakut periyottan, yanı iskeminin başlamasından sonraki ilk dakikalardan ilk birkaç saate kadar uzanan süreden kronik periyoda, yani infarktın gerçekleşmesinden sonraki aylar ya da yıllara kadar uzanır. MR görüntülemelerinde (ister konvansiyonel MRG, ister difüzyon ağırlıklı görüntüleme gibi daha yeni teknikler kullanılsın) gözlemlenen görüntüleme değişikliklerinin çoğu, beyin hasarı gerçekleştikten sonra meydana gelen anormal su birikimlerine dayanır. İskemi ve sodyum akışı ile oluşan ilk depolarizasyonu takiben su pasif bir hiçimde akmaya başlar ve suyun hücre içi alanda birikmesiyle birlikte sitotoksik ödem oluşur. Bu, infarktın başlamasından sonraki ilk dakikalar içinde gerçekleşir. Sitotoksik ödemin gelişmesiyle birlikte, toplam doku suyu oranında sadece %3 ila %5 değerinde bir artış gözlenir. Nöroglial dokunun kendisindeki morfolojik değişikliklere ek olarak iskemi, serebral vaskülaritenin morfoloji ve fonksiyonlarını da değiştirir. Beynin kapiller damar endotelyumu, kan-beyin bariyerinin korunmasından sorumludur ve iskemik hasara nöronlara göre daha dayanıklıdır. Kan-beyin bariyerindeki direnç kaybının, genellikle iskemik ataktan sonraki ilk 4-6 saat içinde gerçekleştiği ve infarktın başlamasından sonraki 3 ila 5 gün boyunca devam etliği düşünülür. Kan-beyin bariyerindeki direnç kaybıyla birlikte vazojenik ödem ortaya çıkar; bunu takiben de proteinler ve su hücre içi alandan hücre dışı alana doğru akmaya başlar. Bu doku suyu düzeylerinde artışa ve beyin ödemine sebep olur. Vazojenik ödemin maksimal düzeyde gelişmesi ve proteinler ile sıvının ekstrasellüler alana dağıtılabilmesi için, söz konusu akışın akut durumdan sonra yeniden gerçekleşmesi gerekir. Vazojenik ödemin en üst noktasına çıkmasından ve kitle etkisinin gerçekleşmesinden sonra, protein ve suyun geri emilimi ve kitlesel etkisinin çözülmesi süreci başlar (67). Hücre ayrışmasının ve ensefalomalazi gelişiminin bir sonucu olarak, kronik infarkt bölgelerinde su içeriğinin normal değerlere dönmeyip yüksek kalmaya devam ettiği de görülebilir. Bu değişiklikler, konvansiyonel MRG kullanılarak takip edilebilir. 16

17 Anormal endotelyum ve bunun sonucu olarak ortaya çıkan kan-beyin bariyerindeki direnç kaybı, sadece o bölgeye ait kan damarlarında değil, infarkt bölgesi çevresinde gelişen ve reperatif süreç boyunca içe doğru büyüyen damarlarda da görülür. Birkaç haftalık bir periyodun ardından, kan-beyin bariyerinin yeniden direnç kazanmasıyla birlikte endotel genellikle -göreceli olarak- eski normal durumuna döner. Kan damarlarında görülen bu morfolojik değişikliklerle birlikte, civardaki kan damarlarının otoregülasyonunu da içeren bazı fizyolojik değişiklikler belirir. Serebral infarkt genellikle azalan serebral kan akımı ve serebral kan hacmiyle ilişkilendirilse de, lezyon kenarları civarındaki iskemik bölgelerde artmış serebral kan akımı ve serebral kan hacmine (lüks perfüzyon) sahip alanlar da görülebilir (67). Konvansiyonel bilgisayarlı tomografi ve MRG, infarktlı hastaların incelenmesinde kullanılagelmiştir. Yakın zamanda uygulanmaya başlanan fizyolojik protokoller, BT ve MRG'de kullanılan geleneksel görüntülemenin geliştirilmesini sağlamaya yöneliktir. Bunlar, MR difüzyon ve perfüzyon görüntülemelerini ve xenon BT yle serebral kan akışının ölçülmesini kapsarlar. Buna ek olarak, iskemik hastanın daha detaylı bir değerlendirmeden geçirilebilmesi için, BT ve MRG genellikle vasküler görüntüleme (BT anjiyografi ya da MR anjiyografi) ile desteklenir (67). BİLGİSAYARLI TOMOGRAFİ İleri MRG tekniklerinin geliştirilmesinden önce BT, hiperakut ve akut stroke'lu hastaların değerlendirilmesinde daha yaygın bir biçimde kullanılmaktaydı. İyi bir BT cihazı ve deneyimli bir radyoloğa rağmen stroke olgularının %60'ında ilk birkaç saat içinde çekilmiş BT de patoloji izlenmez (68). Hiperakut dönemdeki (0-6 saat) BT bulguları sitotoksik ödemi temsil eder. Normalde gri cevher yapıları beyaz cevhere göre daha dens izlenir. İnfarktın erken evresinde sitotoksik ödem geliştiğinde, su içeriğindeki artışa bağlı gri cevher dansitesi azalarak beyaz cevher dansitesine yaklaşır. Böylece gri cevher atenüasyonundaki hafif azalmaya bağlı gri-beyaz cevher ayrımı kaybolur. Orta serebral arter infarktlarında lentiform nükleus ve insular korteks sınırlarının silinmesi infarktın tanınmasını kolaylaştırır (insular şerit bulgusu, lentiform nükleusun silinmesi). Hiperakut dönemde izlenebilen orta serebral arterin dens görünümü intraluminal trombüsü temsil eder. 17

18 Hiperakut dönemi izleyen akut dönemde (6-48 saat) su içeriği giderek artar. Bu önce sulkal silinme, daha sonra belirgin atenüasyon azalması olarak karşımıza çıkar. Subakut dönemde (3-10 gün) maksimum ödem ve kitle etkisi görülür. Bu dönemde çoğu büyük damar infarktı, korteks ve beyaz cevheri kama şeklinde tutan düşük dansiteli alan olarak izlenir. Kitle etkisi başlangıçta artarken 7-10 gün sonra azalmaya başlar; maksimum 4 haftada kaybolur. Subakut dönemde kan-beyin bariyerinin bozulmasına bağlı peteşiyal kanama ve parankimal kontrastlanma ortaya çıkar. Parankimal kontrastlanma giral ve yamalı formdadır. Kronik dönemde kitle etkisi kaybolur. Kontrastlanma ortadan kalkar, peteşiyal kanamalar rezorbe olur. Daha ileri dönemde ensefalomalazi, gliozis ve doku kaybına bağlı negatif kitle etkisi ortaya çıkacaktır. MRG'nin BT ile karşılaştırıldığında, ödemlerin farkedilmesinde çok daha fazla duyarlı olduğu, multiplanar görüntüler sağlayabildiği ve "beam-hardening" artefaktlarına neden olmadığı da bilinmektedir. Bu yüzden MRG, subakut ve kronik iskemik değişimler geçiren hastaların değerlendirilmesinde tartışmasız bir biçimde tercih edilen görüntüleme yöntemi olmaktadır. MRG'nin acil stroke hastalarının değerlendirilmesinde kullanılacak görüntüleme yöntemi olarak BT'nin yerini almak üzere olduğu da söylenebilir; çünkü akut stroke'lu hastalara yapılacak acil müdahalelerde ve değerlendirmelerde ortaya çıkacak temel soruların cevaplarını verebilecek bir potansiyele sahiptir (67). MRG TEKNİKLERİ KONVANSİYONEL MANYETİK REZONANS MRG, beyin su içeriğindeki değişikliklere daha duyarlı olduğu için akut infarktların saptanmasında BT'ye göre daha üstündür (69). Konvansiyonel MRG ile ilk 24 saat içindeki infarktların %80 i saptanabilir. Özellikle subakut ve kronik aşamalarında bulunan iskemik stroke hastalarının rutin değerlendirmesi; kanamalar için T1 ve T2 ağırlıklı spin eko, hızlı spin eko ya da gradyent görüntülemeyi içerir. Tekrar süresi 400 ms'den 600 ms'ye kadar değişen ve eko zamanı ms olan T1 ağırlıklı görüntüleme, genellikle subakut kanamada methemoglobini bulma ve anatomik lokalizasyonunu tanımlama 18

19 amacıyla kullanılır. Tekrar süresi 2500 ms'den büyük olan ve eko süresi ms olan T2 ağırlıklı görüntüleme ise, su oranı artmış bölgeler ve akut ya da az kanama bölgeleri gibi görünen parankimal hasar bölgelerini tespit etmek için kullanılır. Fluid Attenuated Inversion Recovery (FLAIR), son zamanlarda proton yoğunluklu görüntülemenin yerini almak ve özellikle beynin ventriküllere ve kortikal sulkuslara bitişik bölümlerinde geleneksel spin-eko tetkiklerinin etkinliğini artırmak amacıyla benimsenmiştir (64). Gelişmekte olan serebral infarktta, konvansiyonel MRG bulguları net bir biçimde nitelendirilmiştir ve BT bulgularına benzer tipik bir zamansal gelişim izlerler. İskemik beyin parankiminde görülen bu değişimler, dokunun su içeriğindeki artışa bağlıdır. Doku suyundaki bu artış T1 ve T2 relaksasyon zamanlarında uzamaya sebep olur. T2 sinyal değişimleri doku suyu birikmesine T1 ağırlıklı görüntülerden daha duyarlı olduğu halde, infarkttan sonraki ilk sekiz saat içinde halen normal durumdadır. Akut safhada T2 ağırlıklı görüntüde, iskemik bölge-özellikle ilk 24 saat içinde-yavaş yavaş daha hiperintens hale gelir. İlk 24 saat içinde infarkt geçiren hastaların yaklaşık %90'ı T2 ağırlıklı görüntülerde değişim gösterirken, T1 ağırlıklı görüntülerde bu oran %50 dir. İlk 24 saat içinde görülen bu sinyal değişimleri en iyi gri cevherde farkedilir ve talamus, bazal ganglion ya da kortikal gri cevher gibi beynin inferior kesimindeki gri cevher yapılarında görüntülenir. İlk 24 saat içinde beyaz cevher genellikle farkedilir bir değişim göstermez. Yine de çok nadir olmasa da T2 ağırlıklı görüntülerde subkortikal beyaz cevher hipointensitesi bulgulanır. Bu durum demir, serbest radikaller, oksijeni yok olmuş eritrositlerin birikmesi ve hatta manyetizasyon aktarımının sonuçları ile ilişkilendirilir. Ancak yine de bu durum halen belirsiz bir etyolojiye sahiptir. Şunu belirtmek gerekir ki, akut kortikal infarkttaki bu belirgin hipointensite, subkortikal beyaz maddenin içinde yer alır ve dolayısıyla -büyük olasılıkla- zarar görmüş korteksin içinde görülen kanamadan dolayı meydana gelmez (64). Vazojenik ödem ile aynı anda oluşan morfolojik değişimler ise daha sonra meydana gelir ve genellikle spin-eko görüntüleme sayesinde görülebilir. Vazojenik ödemdeki artış beyin ödemine sebep olur ve bu durum, T1 ve T2 ağırlıklı görüntülemede özellikle kortikal bölgelerde giral kalınlaşma ya da sulkal silinme olarak gözlemlenir. Bu bulgular ilk günde görüntülenebilirse de infarkttan hemen sonraki saat arası dönemde daha belirgin hale gelir. T1 ve T2 sinyal değişimleri de bu dönemde daha belirgin olur; çünkü akut infarkt bölgesi daha net bir biçimde ortaya çıkmıştır. Eğer beynin büyük bölgeleri de etkilenirse herniasyon da 19

20 kendini bu dönemde belli eder (infarkttan sonraki 3-4 gün). Birçok kurumda hızlı spineko görüntülemenin geleneksel spin-eko tekniklerinin yerini aldığını da belirtmek gerekir. İki teknik, çoklu 180 derecelik pulsların zamanlamasından dolayı T2 varyasyonlarına karşı daha az duyarlıdır. Dolayısıyla, hızlı spin-eko görüntülemede akut kanamanın görülme ihtimali, manyetik hassasiyet değişimlerine düşük duyarlılıktan değerlendirmesini, değişimlerine dolayı azalmıştır. intraparankimal karşı yüksek Bu yüzden kanama duyarlılık ile taşıyan stroke meydana gradyent gösterdikleri hastalarının gelen MR hassasiyet eko görüntüleme ile desteklemek önemlidir (64). Damar içi kontrast madde kullanımı infarkt yaşını belirlemeye yardımcı olur ve bazı lezyonların farkedilebilirliğini arttırır. İnfarkt ayırıcı tanısında, örneğin meningoensefalit ya da tümörden ayrımında kontrast kullanımı yararlı olur. Erken dönemde arteryel ve leptomeningeal kontrastlanma infarkt tanısına yaklaştırır. Ancak bu dönemde difüzyon MRG kontrast kullanımı endikasyonunu ortadan kaldırmıştır. Konvansiyonel MR görüntülerinde kontrast madde kullanmı, subakut infarkt tanısında büyük rol oynar. Subakut dönemde (3-10 gün) maksimum ödem ve kitle etkisi vardır. Kan beyin bariyerinin iskemik hasarı sonucu kan ve intravasküler kontrast madde damar dışına sızar; böylece peteşiyal hemorajiler ve giral formda kontrast tutulumu ortaya çıkar. Subakut infarktta giral parankimal kontrastlanma genellikle ilk haftanın sonunda, kitle etkisi çözüldükten sonra başlar ve yaklaşık 6-8 hafta boyunca devam eder. Belirgin giral kontrastlanmaya rağmen kitle etkisinin olmaması çok yararlı bir radyolojik bulgudur. Bazen infarkttan 1-2 halta sonra çekilen T1 ve T2AG kesitlerde patoloji izlenmezken, infarkt yoğun kontrast tutulumu sayesinde farkedilebilir. "Sislenme etkisi" denilen bu fenomende T1 ve T2'nin normal olmasının nedeni, muhtemelen ödemin gerilemesi ve interstisyuma proteinöz maddelerin sızmasıdır (70). Serebral infarktın kronik devresi, genellikle kan-beyin sınırının bütünlüğünün yeniden yapılandığı, ödemin çözüldüğü ve nekrotik dokunun rezorbsiyonunun neredeyse tamamlandığı zaman başlar. Bu durum büyük infarktlarda hem patolojik açıdan, hem de MRG ile daha çok zaman alır ama genellikle 6 hafta içinde tamamlanır. Kronik infarktların MRG'si daha önceki taramalarda görülenlerden daha küçük, ama sinyal intensitesi iyiye giden bir biçimde değişmiş bölgeler olarak tanımlanır. Hücresel eleman kaybı olur ve fokal atrofi açıkça görülmeye başlar. Bu durum sulkusun genişlemesi ve ventriküler büyüme olarak 20

21 algılanır. Kontrastlanma artışı görülmez. Artan sinyal intensitesi, özellikle büyük infarktlarda görülen doku artığının çoğunu oluşturan kistik kavitasyonu takiben meydana gelen büyük su içeriğine bağlıdır. Zaman ilerledikçe lezyonlar küçülmeye başlar ve böylelikle atrofik değişimler daha belirgin hale gelirken, infarkt belirsizleşir. Nadiren çok küçük infarktlarda parankimal lezyonlar MRG ile teşhis edilemeyebilir ve önceki atağa ancak atrofik değişimler işaret eder. Kronik infarktlara ikincil Wallerian dejenerasyon gelişebilir. Proksimal nöron ve/veya akson hasarına ikincil distal akson ve myelin kılıflarının dejenerasyonuna Wallerian dejenerasyonu denir. İnfarkttan 5-12 hafta sonra piramidal traktus boyunca T2 sinyal artışı görülür; 8-12 ay içinde de ipsilateral beyin sapı atrofisi gelişir (64). FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery) Görüntüleme Bu sekans genellikle konvansiyonel T1 ve T2 ağırlıklı görüntülemeyi artırmak için iskemik stroke'u olan hastaların değerlendirmesinde elde edilir. FLAIR görüntüler sıvının T1'ine dayanan BOS sinyallerini sıfırlar ve çok güçlü bir T2 görüntüsü üretir. FLAIR özellikle ventriküler bölge ve kortikal sulkus gibi BOS dolu bölgelerin bitişiğindeki beyin parankiminin değerlendirmesinde oldukça faydalı olmuş ve T2 ağırlıklı görüntülemeyle kıyaslandığında infarktın keşfedilebilmesi için daha duyarlı olduğu kanıtlanmıştır (71). DİFÜZYON AĞIRLIKLI GÖRÜNTÜLEME (DAG) Difüzyon ağırlıklı görüntüleme görüntü kontrastının suyun mikroskopik hareketine dayalı olduğu bir MR görüntüleme tekniğidir. Difüzyon ağırlıklı görüntüleme standart T1 ve T2 ağırlıklı görüntülerle elde edilemeyen bilgileri sağlaması nedeniyle değerli bir görüntüleme tekniği rolünü üstlenmiştir. Difüzyon ağırlıklı görüntüleme; özellikle konvansiyonal spin eko MR görüntüleri ile ayrımı mümkün olmayan ve büyük oranda akut enfarktta görülen sitotoksik ödemi, diğer tip beyin lezyonlarının bir çoğunda görülen vazojenik ödemden ayırmadaki yüksek spesifisitesi sayesinde serebral iskemiyi erken dönemde göstererek inmenin değerlendirilmesinde önem kazanmıştır (72). 21

22 a. Fizik prensipler: Difüzyon ağırlıklı görüntüleme: Moleküllerin rutin olarak yaptığı randomize (Brownian) harekete dayanır. Temel fizik prensipleri ilk kez 1965 yılında Stejskal ve Tanner isimli iki fizikokimyacı tarafından tanımlanmıştır. Difüzyon ağırlıklı görüntüleme, derece spin eko sekansına 2 tane sekansiyal gradient puls serilerinin eklenmesi ile elde edilir. İlk gradient puls 90 ile 180 derecelik pulslar arasında uygulanır. Mikroskopik hareket, moleküllerin transvers manyetizasyonlarının birinci gradient pulstan sonra faz şifti kazanmasına neden olur. Hem 180 derece puls hem de ikinci gradient puls durağan spinleri refaze eder (73). Hareketli moleküllerin kazandığı bu faz şifti, bu gibi moleküllerin tam olarak refaze olmasını engelleyerek büyük miktarda sinyal kaybına neden olur. Bu fenomen faz kontrast MR anjiografideki faz değişimine oldukça benzemektedir. Difüzyon ağırlıklı görüntülemede faz şiftleri çok belirgindir (72). İkinci gradient pulsun uygulanmasından sonra kalan MR sinyal miktarı 2 faktöre bağlıdır; 1) Maddenin difüzyon sabiti 2) Manyetik alan gradientlerinin gücü ve süresi Aslında bu ilişki Stejskal ve Tanner tarafından aşağıdaki gibi kesin olarak tanımlanmıştır: Sinyal düşüş derecesi, fizikçilerin D ile gösterdikleri bir sayı olan difüzyon sabitinin üssü ve Stejskal ve Tanner'in b adını verdikleri kodlama gradientinin süresi ve gücü ile orantılıdır. Bu ilişki aşağıdaki eşitlik şeklinde yazılabilir: SD & e bd SD= signal drop. Pratikte bu eşitliğin anlamı daha az oranda difüze olabilen yani düşük difüzyon sabitli maddelerin eklenen gradient pulsların uygulanmasından sonra daha çok oranda difüze olabilen maddelere oranla daha az sinyal kaybı gösterecekleridir. Böylece belirli bir difüzyon kodlama gradienti için yüksek difüzyon sabitine sahip maddeler düşük difüzyon sabitine sahip maddelere oranla daha hızlı sinyal kaybedecektir. Pratik açıdan; akut serebral enfarkt nedeniyle difüzyon kısıtlılığı bulunan bölgeler normal dokulara oranla daha yavaş bir hızda sinyal kaybedeceklerdir. Bunun sonucu olarak da difüzyon ağırlıklı görüntülemede normal dokuya göre hiperintens görüneceklerdir. Difüzyon ağırlıklı görüntüleme azalan sinyal intensitesiyle görüntü kontrastını oluşturur; yüksek D değerine sahip alanlarda, düşük D değerli alanlara oranla daha fazla sinyal düşüşü ortaya çıkar (72). 22

23 MR görüntüleme ile difüzyon ölçümünün altında yatan matematik ve fizik prensipler herhangi bir MR visible maddeye uygulanabilir. Bununla birlikte bir çok MR görüntüleme proton görüntülemedir. Klinik proton görüntüleme büyük oranda su görüntüleme olduğu için difüzyon ağırlıklı görüntüleme suyun mikroskopik hareketini görüntüler. Görüntüleri değişen alan güçlü gradientler ile elde ederek (değişen b değerleri ile), bir apparent diffusion coefficient (ADC) hesaplanabilir. Bu da magnetik alan ve gradientin gücünden bağımsız olarak, suyun translasyonal hareketi için kantitatif bir ölçüm sağlar (74). Yukarıda verilen eşitliğin işaret ettiği gibi; eğer D (veya onun MR eşiti: apparent diffusion coefficient) belirlenmiş bulunuyorsa en az iki b değeri gereklidir. Eğer bir voksel içinde multiple ADC değerleri bulunuyorsa (multiexponential decay); ADC komponentlerini ölçmek için ikiden fazla b değerine gereksinim vardır. Bununla birlikte, 100 ile 1000 sn/mm2 arasında bir b değeri için beyin dokusu monoexponential sinyal değişimleri gösterir. Bu gerçek şu anlama gelmektedir: Su hareketi ölçülürken, suyun hücre membranları boyunca hızlı değiş tokuş halinde olması nedeniyle bir vokselin yalnızca bir su kompartmanı içerdiği farzedilebilir. Difüzyon ağırlıklı gradientlerin sinyal kaybına neden olmaları nedeniyle, bazen sinyal gürültü oranını iyileştirmek için çok sayıda sinyal ortalaması elde edilir. MR görüntüleme ile ölçülen difüzyon sabiti gerçek difüzyon sabiti olan "D" den ziyade tipik olarak apparent diffusion coefficient (ADC) olarak isimlendirilir. Bu terim kullanılmaktadır; çünkü mikroskopik su hareketi ölçülüyor olmasına rağmen su hareketinin sebebi kesin olarak bilinmemektedir. Sebebi randomize hareket olabilir. Ancak hareket randomize olmayıp enerji bağımlı da olabilir. Biyolojik sistemlerde su hareketinin orijini kesin olarak bilinmediğinden apparent sözcüğü bir tanımlayıcı olarak kullanılmaktadır. Bu bilinmeyen nedeniyle, MR bilimciler ve diğer araştırıcılar geniş araştırmalara odaklanmıştır. Ayrıca suyun hareket paterni daha sonra tartışılacak olan aksonal yollar gibi ultrastrüktürel çevreden de etkilenmektedir ve suyun hareketinin gerçekte randomize olmadığı düşünülmektedir. Su hareketindeki değişikliklerin ve su hareketinin sebebinin hala tam olarak anlaşılabilmiş olmamasına rağmen difüzyon ağırlıklı görüntüleme, santral sinir sistemi anormalliklerinin incelenmesinde güvenilir bir araç olarak kullanılmaktadır. 23

24 Radyologlar tarafından anlaşılması gereken diğer bir önemli eşitlik Einstein ilişkisidir: (L= 2DΔ) Bu eşitlik difüzyon mesafesini (L), difüzyon sabiti (D) ve difüzyon kodlama gradientleri arasındaki zamanı (Δ) ilişkilendirir. İnsandaki görüntülemede difüzyon mesafesi, difüzyon olayı sırasında su molekülünün hareket edebileceği ortalama mesafedir ve bu eşitliğe göre görüntüleme gradientleri arasındaki zaman uzun olduğunda belirli bir D değeri için su molekülü, Δ' nın daha kısa oluşuna oranla daha uzağa hareket etme şansına sahiptir. Einstein ve Stejskal-Tanner eşitlikleri birlikte ele alındıklarında difüzyon sabitini, MR görüntüleme parametrelerini (özellikle difüzyon zamanını) ve difüzyon ağırlıklı görüntülemenin incelediği mikroskopik anatomiyi ilişkilendirir. Çoğu görüntüleme sekansı gri ve beyaz cevher için yaklaşık 0.7µm²/msn lik ADC değeri ile msn lik Δ değerine sahiptir. Bu nedenle moleküllerin randomize hareket mesafesi (2 x 0.7/µm²/msn x 40-50msn)1/2 = 7-8 µm arasındadır. Beyinde bu mesafe ortalama nöron uzunluğunu aşar, bu da suyun 40 ila 50 msn örnekleme zamanı kadar bir sürede multiple membranlardan geçtiğini gösterir (suyun net yerdeğişimi 0 dır) (72). Beyin dokusunda suyun difüzyon hızı, su moleküllerinin daha serbest difüze olduğu beyin omurilik sıvısının (BOS) 1/3 ü kadardır sn/mm2 aralığındaki bir b değeri için gri ve beyaz cevherdeki ortalama su mobilitesi göreceli olarak aynıymış gibi görünmektedir. Beyaz cevher ADC değeri yaklaşık 0.6 µm²/msn, gri cevher ADC değeri yaklaşık olarak 0.7 µm²/msn olarak ölçülmektedir. Bununla birlikte gri cevherdekinin aksine beyaz cevher güçlü yönsel çeşitliliğe sahiptir. Gerçekte beyaz cevher ADC'si fiberlere dik ölçüldüğünde daha düşük, fiberlerin yönüne paralel ölçüldüğünde ise daha yüksek bulunmaktadır (75). Bu fenomen izotropik difüzyona zıt olarak "difüzyon anizotropi" olarak adlandırılmaktadır. Bu fenomen klinik pratikte difüzyon gradientleri bir yönde uygulandığı için belirgin hale gelebilmektedir; bu nedenle ADC belli bir zamanda belli bir yönde ölçülür. Anizotropi etkilerinin imaj görünümünü etkileme şekli anlaşılmazsa hatalı sonuçlara ulaşılır. Akut beyaz cevher iskemisinde difüzyonun anizotropik olması nedeniyle tanısal yanılgılar ortaya çıkabilir. Örneğin difüzyon gradientlerine dik olan beyaz cevher traktlarının ADC değerindeki düşüklük iskeminin neden olduğu ADC değerindeki düşüklük ile karıştırılabilir. Bu problem yine tipik olarak 3 yönde örneklemenin yapıldığı faz kontrast MRA'ya benzer şekilde en az 3 yönde ADC örneklemesi yapılarak çözülmektedir. 3 ortogonal örnekleme yönü difüzyon tensor trace denen parametreyi 24

25 ölçmek için yeterlidir. Trace tüm yönlerdeki ortalama ADC'yi temsil etmektedir. Diğer taraftan difüzyon gradientinin beyaz cevher traktlarına paralelden ziyade dik olmasının daha düşük ADC ölçümü ile sonuçlanacağı bilgisi, değişik yönlerde difüzyon ağırlıklı pulsların uygulanması ile populasyon içindeki beyaz cevher farklılıklarını gösterecek anizotropi indekslerinin hesaplanmasını, myelin liflerinin oryantasyonlarını veya fiber haritalamasını sağlayarak yardımcı olabilmektedir (76). b. Teknik gereksinimler: Difüzyon ağırlıklı görüntüleme için gerekli olan en önemli teknik ihtiyaç difüzyon ağırlıklı görüntülemenin duyarlı olduğu hareket artefaktı olmayan görüntüleme sistemidir. Çoğu MR sisteminin, difüzyon ağırlığını oluşturmak için gerekli güçlü gradient pulsları üretme kapasitesinde donanımı bulunmaktadır. MR teknolojisindeki son gelişmeler difüzyon ağırlıklı görüntülemenin çoğu sistemde kolay ulaşılabilir olmasını sağlamıştır. Bir çok tıbbi merkezde difüzyon ağırlıklı görüntüleme için kullanılan ekoplanar görüntüleme (EPI) sisteminin avantajı, hızlı görüntü elde eden ve hareket artefaktlarını mümkün olduğunca azaltan hızla değişen güçlü gradientlere sahip olmasıdır. Bu gibi donanımlar aynı zamanda güçlü difüzyon ağırlıklı gradientler de oluşturabilmektedirler (77). Aynı b değerine sahip daha yeni ve daha güçlü gradientler difüzyon zamanını kısaltır ve böylece TE süresi kısalır. Bu özellik sinyal gürültü oranını arttırabilmektedir. Ekoplanar görüntülemenin kısa inceleme süresi, hareketten kaynaklanan artefaktları azaltır. Bunun yanısıra ekoplanar görüntüleme, hızla uygulanabilecek multiple b değerlerine sahip değişen güçte gradientler sağlar (78). Ayrıca ADC değeri adı verilen su difüzyonu değerinin matematiksel olarak ölçümü de ekoplanar difüzyon MRG ile mümkün olmaktadır (7981). Ekoplanar difüzyon MRG de matematiksel ADC değerleri iki ana yöntemle ölçülmektedir: Birincisi Stejskal-Tanner formülüdür, diğeri ise ADC haritası üzerinden yapılan doğrudan ölçümdür. Her ikisinde de öncelikle istenilen bölge ve bölgelerde ROI (region of interest) ve/veya piksel lens ölçümleri alınır. ROI istenildiği kadar geniş olabilir ve daire şeklinde, rektangular veya irregüler olarak uygulanabilir. Piksel lens ise 1 den 16 ya kadar pikseli kapsayabilir. Bu ölçümler alındıktan sonra ADC değerini bulmak için Stejskal-Tanner formülünden veya ADC haritasında piksel değerinden hesaplama yapılır Stejskal-Tanner formülü şöyledir: ADC=-1/b In (S/S0). Burada S0, b=0 veya b=50t deki piksel değeridir (T=trace). S ise b=1000 sec/mm2 deki piksel 25