KEMİK İLİĞİ GÖRÜNTÜLEME Dr.Hatice Tuba SANAL Gülhane Askeri Tıp Akademisi Kemik iliği vücudun iskelet, deri ve yağdan sonra dördüncü en büyük organıdır. Bu yazıda kemik iliğinin yaşam sürecindeki değişiklikleri ve dağılımı, manyetik rezonans (MR) görüntülerde bu süreç içinde gözlenen değişiklikleri, bazı neoplastik ve neoplastik olmayan hastalıkları gözden geçirilecektir. Kemik iliğinin dağılımı Doğumda tüm iskelette var olan ilik hematopoietik (kırmızı) kemik iliğidir. Takip eden iki dekat boyunca farklı lokalizasyonlardaki kırmızı ilik yerini yağlı kemik iliğine bırakır. Bu değişim periferde apendiküler iskeletten başlayarak, simetrik bir biçimde santrale, aksiyal iskelete doğru gerçekleşir. Bu sırada eş zamanlı olarak, uzun kemiklerde de kırmızı iliğin sarı iliğe dönüşümü gerçekleşmektedir. Bu dönüşüm diafizlerden başlayarak metafizlere (özellikle distal) doğru ilerler. Hayatın ikinci dekatında uzun kemikler proksimal metafizleri dışında esas olarak yağlı ilikten ibarettir. Üçüncü dekatın geç evresinde, kemik iliğinin dağılımı matür görünümüne ulaşmış olup kırmızı ilik aksiyal iskelette (kafatası, vertebralar, sternum, klavikula, skapula ve pelvis kemiklerinde ), humerus ve femurun proksimal metafizlerinde görülür. Daha ileri yaşlarda bu kesimlerde bile yağlı kemik iliğinin varlığı izlenebilir. Artmış hematopoieze ihtiyaç duyulan zamanlarda yağlı ilik yeniden kırmızı iliğe dönüşebilir. Bu yeniden dönüşüme yol açan bazı durumlar arasında ağır sigara içicileri, uzun mesafe koşucuları, obezite, orta yaşlı kadınlar ve hemoglobinopati ve kronik enfeksiyon gibi anemi ile sonuçlanan kronik hastalıkları olan olgular yer alır. 1
Yeniden dönüşüm süreci, normal kırmızı iliğin yağlı kemik iliğine dönüş sürecinin tam tersine işler yani aksiyal iskeletten periferal iskelete ve uzun kemiklerde ise proksimal metafizden, distal metafize ve ardından diyafize doğrudur. GÖRÜNTÜLEME YÖNTEMLERİ Radyografi Direkt grafiler kemik yapı hakkında genel bir bilgi vermekte olup spesifik bulgular varlığında tanı koydurucu olabilmektedir. Ancak bir kemik iliği patolojisinin radyografik olarak belirgin hale gelmesi için önemli oranda trabekül kaybının olması gereklidir. Bu anlamda direkt grafilerin duyarlılığı düşüktür. Bu nedenle başlangıç değerlendirme için ucuz bir inceleme yöntemi olmakla birlikte direkt grafiler kemik iliği hakkında yeterli anatomik ve fizyolojik bilgi sağlamamaktadır. Sintigrafi Direkt grafiler kemik yapının anatomisini genel olarak değerlendirirken, sintigrafi de kemik iliği hakkında genel fizyolojik bilgi verir. Genellikle, kemik iliğinin radyonüklid değerlendirmesi direkt ya da indirekt olarak yapılır. Direkt metodlar hematopoez ya da fagositozun fizyolojik değerlendirmesini içerir. Hematopoezin değerlendirilmesinde aktif eritroid öncü hücreler hedeflenerek eritropoietik kemik iliği görüntülenir. Bu amaçla değerlendirilen parametre transferine bağlı işaretlenmiş demirdir. Fagositozu değerlendirmede retiküloendotelyal sistemin fagositik hücreleri hedeflenir ve görüntülenir. Bu amaçla teknesyum 99m sülfür kolloidin kan akımından temizlenmesi değerlendirilir. İndirekt yöntemler hücre gözetmeksizin iliğin tümüyle ilgilidir. Bu yöntemde değerlendirilen ölçüt fizyolojik bir değişime cevaben oluşan kemiğin yeniden yapılanmasıdır. Tc 99m bu amaçla kullanılan ajanların prototipidir. 2
Sintigrafi kemik iliğinin fizyolojik değerlendirilmesinde duyarlı olmakla birlikte düşük anatomik detay ve özgüllük yöntemin kısıtlıklıklarını oluşturur. Bilgisayarlı Tomografi (BT) BT de görüntüler, kemik iliğinin farklı bileşenlerinin X ışınını değişik derecelerde zayıflatmasına bağlı olarak ortaya çıkar. Bu atenüasyon esas olarak her bir bileşenin elektron yoğunluğuna bağlı olarak gerçekleşir. Sonuçta oluşan normal kemik iliğinin görünümü yağlı iliğin, hematopoietik iliğin ve intramedüller kanselöz kemiğin bir bileşeni şeklinde ortaya çıkar. Kırmızı ve sarı iliğin farklı dağılımları görüntülerde kemiğin farklı kesimlerinin farklı şekillerde görünmesine neden olur. Örneğin femur gibi uzun kemiklerin diyafizinde sarı iliğin fazla oluşu BT de bu kesimlerde iliğin düşük dansitede olmasına neden olur. Ölçüldüğünde iliğin bu kesiminde negatif 100 civarında Hounsfield değerleri ölçülür. Daha önce de ifade edildiği gibi Hounsfield değerleri uzun kemikler boyunca kırmızı ve sarı iliğin değişik bileşimlerinden ötürü farklı yerlerde farklı değerlerde ölçülür. Bu farklılıktan dolayı karşı diyafizer kesimle karşılaştırma önerilir. İki diafiz kesimi arasındaki 20 HU fark %95 güvenilirlik içinde anormal kabul edilir. Bazı yazarlar diyafizdeki pozitif HU değerinin anormal kabul edilmesi gerektiğini ifade ederler. Diyafizeal kemik iliğinin aksine metafizeal ve epifizeal bölgelerde HU değerleri genelde pozitif olup 100HU değerine ulaşabilir. Yine buradaki değerler de lokalizasyon bağımlı olup diyafizdekine göre değişim daha belirgindir. Karşılıklı karşılaştırmayı gerektirebilecek bu gibi durumlardan ötürü hastanın gantry içinde simetrik duruşu önem kazanmaktadır. Aynı yerlerden yapılan ölçümler karşılıklı, benzer olmalıdır. BT trabeküller hakkında mükemmel bilgi vermekle birlikte sarı ve kırmızı ilik ayrımını tam olarak yapamaz. 3
Manyetik Rezonans (MR) Görüntüleme Kemik iliği temel olarak yağ ve sudan ibaret olup bu iki bileşenin birbirine göre oranları kemik iliğinin MR sinyal intensitesini etkilemektedir. Kırmızı ve sarı iliğin kimyasal yapıları da farklı olup bu özellik az sonra bahsedeceğimiz MR sinyal intensite özellikleri üzerine etkilidir. Kırmızı ilik sarı iliğe göre daha fazla su içerirken, sarı ilikte yağ oranı fazladır. T1 ağırlıklı spin eko görüntülerde yağlı iliğin sinyal intensitesi subkütan yağ doku ile aynıdır. Buna karşılık kırmızı iliğin intensitesi subkütan yağ dokudan düşük ancak genellikle kas veya intervertebral diskin intensitesinden fazladır. İster benign ister malign olsun, kemik iliği lezyonları T1 ağırlıklı görüntülerde kas ile eş sinyal intensite özelliğinde, çevre yağlı kemik iliği intensitesi ile çarpıcı zıtlık oluşturan şekliyle izlenir. T2 ağırlıklı görüntülerde yağlı kemik iliği ve tümörler benzer şekilde hafif artmış sinyal intensite özelliği gösterdiğinden yağ baskılama özelliğinin bu sekansta kullanılması gerekmektedir. Kemik iliği lezyonlarını değerlendirmede proton dansite görüntülerinin kullanılması sınırlıdır zira bu sekansta normal kemik iliği ve çoğu patolojik süreç arasında kontrast farkı belirgin değildir. Inversiyon zamanının 1.5T da 140-160msn olarak seçildiği STIR (short tau inversion recovery ) puls sekansı yağlı dokulardan gelen sinyali bastırmak üzere seçilen kemik iliği lezyonlarını göstermede oldukça duyarlı bir sekanstır. Yine manyetik alan inhomojenitelerinden daha az etkileniyor oluşu tüm görüntüleme alanı boyunca daha homojen yağ baskılanmasının elde edilmesi ile sonuçlanır. Karşıt faz kimyasal kayma (opposed-phase chemical shift) ile yapılan incelemelerde, yağ ve suyun aynı vokselde oluşu nedeniyle normal kemik iliğinde sinyal kaybı gözlenir. Buna karşılık tümörle yer değiştirmiş bir kemik iliğinde, tümör yağ dokudan ziyade hücresel elmanlar içerdiğinden bu sinyal kaybı olmayacaktır. 4
Normal kemik iliği dinamik MR görüntülerde gadolinyum-dtpa enjeksiyonu sonrasında parlama gösterir. Normal kemik iliği genç olgularda ve yağ içeriği düşük iliği olan bireylerde daha çok parlar. Kontrast sonrası belirgin parlama, enfeksiyon, enflamasyon ve tümörde görülebileceğinden kontrast kullanımı bu süreçleri birbirinden ayırmada yetersiz kalmaktadır. Difüzyon ağırlıklı görüntüleme dokuda su moleküllerinin bağıl hareketi hakkında bilgi verir. Tümör su moleküllerinin serbest difüzyonunu sınırlar ve difüzyon ağırlıklı görüntülerde hiperintens olarak izlenir. Neoplastik bozukluklar Hematolojik ve solid tümörler Kemik iliğindeki tümörün 4 kaynağı olabilir i) kemiğin myeloid elemanlarından (lösemi, lenfoma, multipl myeloma gibi), ii) iliğin mezenkimal elemanlarından (sarkoma), iii) hematojen yayılım (metastaz), iv) ektraosseöz bir tümörün korteksten kemik iliğine doğrudan invazyonu ile. Lösemik infiltrasyonda genellikle T1 ağırlıklı görüntülerde diffüz olarak azalmış sinyal intensitesi izlenmekle birlikte infiltrasyonun az olduğu olgularda sinyal intensitesindeki bu düşüş belirgin olmayabilir, ilik normal intensitede olarak yorumlanabilir. Lenfoma depositleri de fokal olabileceği gibi diffüz bir yapı da sergileyebilir ve diğer tümörlere benzer sinyal intensite özelliği gösterebilirler. Metastazlar T1 ağırlıklı görüntülerde kas ile eş intensitede olarak izlenirler. Yağ baskılı T2 ağırlıklı görüntülerde ister litik, ister blastik özellikte olsun çoğu metastaz yüksek intensitede ya da periferal bir rimi olduğu haliyle izlenir. Spinal kırıklar : Osteoporoz mu tümöral mi? Benign ve malign vertebral kırıkları görüntüleme ile ayırtetmek her zaman kolay olmayabilir. Örneğin, multipl myeloma hastalarında spinal kompresyon kırıkları 5
osteopeniye ikincil olabileceği gibi tümör depozitlerinden olan yıkıcı kemik değişikliklerine de bağlı olabilir. Yine, tedavi sürecindeki multipl myeloma olgularında yeni gelişen bir kompresyon kırığı başarılı tümör lizisine ikincil gelişmiş olabilir. Zira solid tümör kitlesi yok edildiğinde zayıf kemik boş kalan bu kesimi biyomekanik olarak kompanse edecek güce sahip değildir. Spinal bir kırığın malign bir nedenle oluştuğuna işaret edebilecek bazı özellikler rapor edilmiştir. Bunlar arasında i) vertebra cisminin bütünüyle tutulumu, ii) vertebranın homojen olmayan kontrast tutulumu, iii) anormal sinyal intensitesinin pediküle uzanımı, iv) kollapsa uğramış vertebranın konveks konturu, v) eşlik eden epidural kitle gibi bulgular yer alır. Vertebral kırığın benign olduğuna işaret eden bulgular ise i) geriye yönelim gösteren fragmante kemik parça, ii) yağlı iliğin vertebra içerisinde korunmuş oluşu, iii) T2 ağırlıklı görüntülerde yüksek sinyal intensitesinin olmayışı, iv) kırığa eşlik eden ancak minimal yumuşak dokunun varlığı, ve v) kontrast madde enjeksiyonu sonrası elde edilen görüntülerde horizontal yerleşimli kırık hattının varlığıdır. Difüzyon ağırlıklı görüntülemenin kırık nedenini ortaya koymadaki kullanımı konusunda literatürde farklı görüşler yer almaktadır. Bazıları malign nedenli vertebral kırıkların normal kemik iliğine göre hiperintens, benign (çoğunlukla osteoporotik ) kompresyon kırıklarının difüzyon ağırlıklı görüntülerde hipointens olduğunu ifade ederken diğer bazı yazarlar belirgin ayırt ettirici bulguların olmadığını söylerler. Bir meta analizin sonucunda benign spinal kırıklarda elde edilen ADC değerlerinin malign olanlara göre belirgin yüksek olduğu ve difüzyon ağırlıklı görüntülerde hipointens izlenen lezyonların daha fazla olasılıkla benign olduğu belirtilmiştir. Neoplastik olmayan bozukluklar Kemik iliği ödemi sendromu 6
Kemik iliği ödemi sendromu olarak adlandırılan klinik süreç, MR görüntülerinde kemik iliği ödemi ve ağrılı eklem varlığı ile karakterizedir. Kemik iliği ödemi T1 ağırlıklı görüntülerde düşük, sıvıya duyarlı sekanslarda yüksek sinyal intensitesinde olarak izlenirken kontrast madde enjeksiyonu sonrası parlar. Benzer görüntüleme bulgularıyla ortaya çıkan klinik bozukluklar geçici kemik iliği ödemi sendromu, bölgesel göç edici osteoporoz ve refleks sempatik distrofidir. Geçici osteoporoz En sık kalça eklemini ilgilendirirken, bunu sırasıyla diz, ayak bileği ve ayak izler. Sağlıklı orta yaşlı erkekler ve son trimestrindeki hamilelerde görülür. Kalça eklemi çevresinde izlenen geçici kemik iliği ödemi, genellikle semptomların başlangıcından 48 saat sonra ortaya çıkar ve efüzyonla birliktelik gösterir. Direkt grafilerde periartiküler osteopeni, semtomlarin başlangıcından 3 ila 6 hafta sonra görülür hale gelir. Önceki bir travma öyküsü olmadan akut başlangıçlı, hareketleri kısıtlayıcı ağrı şeklinde görülür. Hastalığın patogenezi bilinmemektedir. Periferik kanda spesifik biyokimyasal ve serolojik ölçütler bulunmaz. Konservatif tedaviyle kemik iliğindeki ödemin 4-9 ay içerisinde gerilediği ve semptomların da paralel olarak ortadan kalktığı görülür. Bölgesel gezici osteoporoz Ağırlık taşıyan eklemlerin şiddetli fokal osteoporozu ile karakterli, eklemlerin birbirini takip eden poliartiküler artraljisi olarak tarif edilir. Tıpkı geçici osteoporozdakinde olduğu gibi öncesinde travma öyküsü olmaksızın orta yaşlı erkekte ortaya çıkar ve benzer süreci takip eder. Bu olgularda öngörülemeyen bir süre sonra bulgular başka bir eklemde izlenir. En sık yayılım şekli, alt ekstremitenin proksimal eklemlerinden distaldekilere ve en yakın eklem en önce tutulacak şekliyledir. 7
Refleks sempatik distrofi RSD, algodistrofi, kronik bölgesel ağrı sendromu ve Sudeck sendromu aynı klinik süreci tanımlayan terimlerdir. Olgular donuk, ani başlangıçlı yanma tarzında bir ağrıdan bahsederler. MR görüntülerde akut dönemde kemik iliğinde noktasal tarzda ödem alanları izlenir. Travma öyküsünün varlığı, deride atrofi, sensorimotor değişiklikler ve kontraktür varlığı bu süreci diğer kemik iliği sendromu süreçlerinden ayırmaya yarayan bulgulardır. RSD nin prognozu diğer kemik iliği sendromlarına göre daha kötüdür. Osteonekroz Sıklıkla 3 ve 5.dekatındaki erişkinlerde görülür. Hastaların %80 inde öncesinde steroid kullanımı, aşırı alkol tüketimi, orak hücreli anemi, sistemik lupus eritematozus ya da renal transplantasyon gibi bir neden yatmaktadır. Bant tarzında, dantelsi çizgilenmeler tipik bulgusudur. Travma nedenli kemik iliği ödemi Kemik iliği ödeminin en sık nedeni travmadır. Travma sonrası kemik iliğinin MR görüntüsü akut, subakut ya da kronik olsun diğer nedenlere bağlı gelişen kemik iliği ödemleri ile aynıdır. Bu sebeple kemik iliği ödemini değerlendirirken klinik öyküyü göz önünde bulundurmak gereklidir. Kemik berelenmesi (bone bruise) Güçlü bir travma sonrası kırılan trabeküllerden dolayı gelişen ödem ve kanamaya verilen addır. Kemik berelenmesinin şekli travmanın mekanizması hakkında bilgi vererek başka hangi yapıların bu yaralanmaya dahil olmuş olabileceği konusunda da fikir verir. Komşu korteksteki devamsızlıkla birlikte süreç artık kırık olarak adlandırılır. Kemik berelenmesi 6-12 hafta içinde klinik bulgulardaki iyileşme ile birlikte gerileme gösterir. 8
Stres kaynaklı kemik hasarları Sık uygulanan ve kemiğin henüz adaptasyon göstermediği kuvvetler mikroskopik düzeyde trabeküler kırıklara neden olabilir. Olgunun dinlenmemesi ve iyileşmeye fırsat vermemesi sonucu MR görüntülerde düşük sinyal intensitesindeki kırık ve eşlik eden ödemi ile ortaya çıkan yorgunluk kırıkları oluşur. Yetmezlik kırıkları ise mineralden yoksun kemiğe uygulanan normal kuvvetler sonucunda gelişir. Sağlıklı yeni doğum yapmış bayanlarda, yaşlı postmenapozal kadınlar, steroid uygulamasına bağlı osteopeni gelişen olgular, metabolik ve endokrin bozukluğu olanlarda gelişebilir. Yetmezlik kırığı spontan gelişebileceği gibi hafif bir travma sonrasında da gelişebilir. Erken dönemde direkt grafiler normal olabilir. Semptomların görülmesinden 3-4 hafta sonra elde edilen grafilerde trabeküler kırığa işaret eden sklerotik bir çizgi görülebilir. Sonuç: Kemik iliği dinamik bir yapı olup bu özelliği MR görüntülerde farklı şekillerde gözlenebilmesinin nedenidir. Bu değişiklikleri ve kemik iliğini ilgilendirebilecek patolojik süreçleri bilmek MR görüntülerinde kemik iliğini yorumlamada önem taşımaktadır. Kaynaklar 1. Vogler JB, Murphy WA. Bone Marrow Imaging. Radiology 1988; 168:679-693. 2. Vande Berg BC, Malghem J, Lecouvet FE, Maldague B. Classification and detection of bone marrow lesions with magnetic resonance imaging. Skeletal Radiol 1998; 27:529 545. 3. Ollivier L, Gerber S, Vanel D, Brisse H, Lecl`ere J.Improving the interpretation of bone marrow imaging in cancer patients. Cancer Imaging 2006; 6:194 198. 9
4. Vande Berg BC, Malghem J, Lecouvet FE, Maldague B. Magnetic resonance imaging of normal bone marrow. Eur. Radiol. 1998 ; 8:1327 1334. 5. Hwang S, Panicek DM. Magnetic resonance imaging of bone marrow in oncology, Part 1. Skeletal Radiol 2007; 36:913 920. 6. Hwang S, Panicek DM. Magnetic resonance imaging of bone marrow in oncology, Part 2. Skeletal Radiol 2007; 36:1017-1027. 10