Ruolo della Risonanza Magnetica (RM) nello staginge nel follow-up post-chemioterapico dei tumori maligni maxillo-facciali Carlo MASCIOCCHI - Tommaso CUTILLI* - Eva FASCE1TI Massimo GALLUCCI - Antonella MATARESE** Alfonso CORBACELLI* - Rnhertn PA~~ARIP.I .10 La Radiologia Medica - Radiol Med 75: 88-93. 1988 Edizioni Minerva Medica - Torino Ruolo della Risonanza Magnetica (RM) nello staginge nel follow-up post-chemioterapico dei tumori maligni maxillo-facciali - - Carlo MASCIOCCHI Tommaso CUTILLI. Eva FASCETTI Massimo GALLUCCI - Antonella MATARESE.. Alfonso CORBACELLI. Roberto PASSARIELLO - Sono stati studiati lO pazienti affetti da tumori di tipo carcinoma spinocellulare localizzati a livello del distretto oro-maxillo-facciale. Lo staging, condotto sia con Tomografia Computerizzata (TC) che con Risonanza Magnetica (RM), ha mostrato in tutti i casi uno stadio T3- T4 con localizzazioni metastatiche locoregionali. Tutti i pazienti sono stati sottoposti a trattamento polichemioterapico pre-chirurgico. Nella definizione dello stadio, la RM si è mostrata superiore alla TC in 3 casi su lO mentre nei restanti 7 gli esami hanno mostrato uguale accuratezza. La RM, utilizzata nel follow-up, ha permesso di valutare l'effetto della chemioterapia mostrando la regressione della massa tumorale e la comparsa di aree di necrosi, con un ritorno nei limiti della operabilità in 9 casi mentre in un paziente si è evidenziata al contrario progressione della neoplasia. In tutti e dieci i casi è stata effettuata una misura dei tempi di rilassamento TI e T2 dei pezzi bioptici utilizzando spettrometri da laboratorio; tali misure, non significative, non permettono di correlare le informazioni RM con il grading istologico. PAROLE CHIAVE:Tumori oro-maxillo-facciali - Risonanza Magnetica - Chemioterapia pre- Role oJ Magnetic ResonanceImaging in the stagingand post-chemotherapicJollow-up oJ maxilio-Jacial carcinomas. Ten patients with squamouscelI carcinomas located in the maxillo-facial region were studied. In alI casesthe staging by Computed Tomography (CT) and Magnetic Resonance (MRI) revealed metastatic lesions in stage T3-T4. AlI patients underwent polichemotherapy before surgery. MRI proved to be more accurate in the staging of tumors in 3 cases only, while in 7 casesboth techniques showed the same diagnostic accuracy. In the follow-up, MRI allowed the evaluation of the effect of chemotherapy on the carcinomas: it demonstrated the regressionand necrosisof 9 tumors out of lO (the patients could undergo surgery), and the progression of the tumor in 1 case. The study of bioptic specimensdemonstrated the lack of correlation between histological grading of the tumors with MRI signal intensity and TI, T2 relaxation time, as measuredby spectroscopy. - KEYWORDS: Head and neck tumors MRI - Pre- operativechemotherapy. operatoria. Introduzione Materiale e metodi Nel trattamento delle neoplasiemalignedel distretto oromaxillo-facciale gli attuali protocolli si fondano su strategiemultidisciplinari di intervento, programmateed integrate in relazioneal grading istopatologico ed allo staging. È di frequente riscontro nella pratica clinica l'elevata percentuale (20-30070)di quadri neoplastici agli stadi T3-T4, osservatial primo accertamento,e tali da aver già superatoi limiti della operabilità [5]. In questi casi risulta fondamentale non solo la precisa stadiazione della neoplasia, ma anchepoter seguirenel tempo l'evoluzione del tessutoneoplastico dopo trattamento polichemioterapico prechirurgico [1,7,8]. La RM, utilizzata recentementenello studio della patologia neoplasticamaxillo-facciale [2], ha mostrato già ottime possibilità di impiego affiancandosi alla Tomografia Computerizzata (TC) [3, 4, 6, 9] nell'esplorazione e nella definizione dello staging delle neoplasie di tale distretto. Scopo di questo lavoro è verificare l'accuratezza della RM non solo nel definire lo stadio del tumore ma anche nel monitorizzare la rispostadella neoplasiaal trattamento polichemioterapico. Sono stati considerati lO pazienti, tutti di sessomaschile, di età compresatra 49 e 82 anni (media 67), affetti da carcinoma spinocellularea vario grading del distretto maxillofacciale, classificati in base all'esame clinico e mediante Rx, TC ed RM allo stadio T3-T4. Lo staging con TC ed RM è stato condotto preliminarTABELLA pazienti. I. - Chemotherapy Protocollo chemioterapico (CABO) eseguito su lO (lO patients). lO giorno Methotrexate Vincristina Bleomicina 40 mg/mq 1 mg/mq 15 mg/mq 4° giorno Cis-palatino 40 mg/mq 8° giorno Methotrexate Bleomicina 40 mg/mq 15 mg/mq Methotrexate Vincristina Bleomicina 40 mg/mq 1 mg/mq 15 mg/mq 15° giorno Cattedra di Radiologia, .Cattedra di Chirurgia Maxillo-Facciale e ..Centro Interdipartimentale di Risonanza Magnetica - Università- L'Aquila. Pervenuto alla Redazione il 30.7.1987; revisionato il 10.9.1987; restituito corretto il 10.10.1987; accettato per la pubblicazione il 25.10.1987. Indirizzo per la richiesta di estratti: Dr. C. Masciocchi - Cattedra di Radiologia - Ospedale S. M. di Collemaggio - 67100 L'Aquila AQ . Tel. 0862/78844. C. Masciocchi e Coli.: Ruolo della Risonanza Magnetica nei tumori maligni maxillo-facciali mente al prelievo bioptico onde evitare che fenomeni edematoso-emorragicisecondarialle manovre chirurgiche potesseroalterare il quadro. La tecnica di studio RM è stata standardizzatasia nella scelta delle sequenzesia dei piani di scansioneai fini di una valutazione comparativa tra lo studio pre e postchemioterapico. Le sequenzeimpiegate sono state di tipo spin-echo (SE) e con tempi idonei ad ottenere immagini «pesate in T l» (TR = 500; TE = 30) e «pesate in T2» (TR = 1800;TE = 100). I piani di scansioneimpiegati sono stati semprequelli trasversali mentre quelli coronaii e sagittali sono stati scelti in funzione della sededel tumore. In tutti i casi dopo le indagini TC ed RM è stato effettuato prelievo bioptico e il campione di circa 0,2 cm di diametro, termostatato a 37° C, è stato analizzato con spettrometro Bruker S-XP operante a 21 MHz, con sequenzaInversion Recovery per la determinazione del T l e con sequenzeCarr Purcell Meriboom Gibbs per il T2. Il trattamento chemioterapico è stato eseguitosecondo il protocollo CABO (tab. I) ripetuto per tre cicli con in- A D B 89 tervallo libero tra un ciclo e l'altro di 15giorni. Il follow-up con la sola RM è stato eseguito entro il 10°-15° giorno dal completamento del terzo ciclo polichemioterapico. Lo spessoredi strato in tutti i casi è stato di 5 rom. Risultati La sededi insorgenzadel tumore e lo staging nei lO casi considerati sono riportati nella tabella II. Nello studio prechemioterapicola RM si è mostrata più accurata rispetto alla stessaTC, eseguitacon mdc endovenoso, nel dimostrare le dimensioni e l'estensionedel tumore in 3 su lO casi. Si trattava di un tumore localizzato a livello della regione etmoido-mascellare (caso n. lO, tab. Il) in cui la RM ha meglio definito rispetto alla TC l'interessamento delle strutture orbitarie con l'infiltrazione dei quadranti mediaIi della congiuntiva e del muscolo retto mediale, che clinicamente si traduceva in una evidente limitazione dei movimenti oculari. c Fig. l. - Paziente con neoformazione localizzata a livello nasopalpebrale(A). Staging RM che evidenzia (8) mediante scansionesagittale la diffusione endorbitaria con erosione del pavimento dell'orbita (frecce nere), l'infiltrazione del bulbo oculare (freccia bianca) con distruzione dell'etmoide (C) e l'erosione del mascellare sinistro con invasione della fossa nasale omolaterale (freccia bianca) (D). Patient with tumor located in the naso-palpebral region. MRI sagittal staging scan (B) shows the involvement 01 the orbit, with bone erosion (black arrows); the inliltration 01 the bulb (C) (white arrow); the erosion 01 the {~rt maxillary sinus and the invo{vement 01 the {elt nasa{ {o,l'sa(DJ (white arrowJ. 90 C. Masciocchi e ColI.: Ruolo della Risonanza Magnetica nei tumori maligni maxillo-facciali Nel secondopaziente(cason. 5, tab. II) la RM ha confermato il dato clinico, ottenuto con paipazionebimanuale della regione sottomascellare,della esistenzadi un piano di clivaggio fra la massatu morale ed il pavimento orale, non altrettanto ben evidenziato alla TC. Infine nel terzo TABELLA II. - Localizzazione e stadiazione TNM di lO pazienti con carcinoma spinocellulare. TNM site and staging in 10 patients with squamous celi carcinomas. A B caso (caso n. 2, tab. II) la RM ha meglio documentato rispetto alla TC l'estensionenella fossa pterigo-mascellare di un carcinoma spinocellulare del fornice vestibolare superiore, mostrando inoltre l'infiltrazione del muscolo pterigoideo interno causa del trisma clinicamente evidente. Nei restanti 7 pazienti entrambi gli esamihanno mostrato identica definizione. Nel riconoscimento delle metastasi linfonodali locoregionali sia la TC che la RM hanno individuato la lesione, ma la RM ha complessivamentemeglio dimostrato la localizzazioneanatomo-topografica, quindi i rapporti con le strutture vascolari giugulo-carotidee evidenziando, in un caso, l'estesainfiltrazione da parte di una voluminosa massaadenopaticanon documentatacon ugualeprecisione dalla TC. Nel follow-up la RM ha consentito di valutare l'effetto della chemioterapiasul tessutotumorale. Infatti in 6 casi si è evidenziatauna netta riduzione della massaneoplastica sostituita da vaste aree necrotiche. In 3 pazienti la regressionemostrata dalla RM, pur essendonon completa, è stata giudicata compatibile con la operabilità. Nell'ulti- c Fig. 2. -Paziente con tumefazione laterocervicale sinistra per adenopatia metastatica da carcinoma spinocellulare della basedella lingua (A). La scansioneRM coronale (B) evidenzia la sede e l'estensione della tumefazione (frecce nere). Mediante una scansione trasversa «pesatain TI» (C) si dimostra il coinvolgimento delle strutture vascolari; infatti sia la arteria carotide interna (punta di freccia nera) che la vena giugulare interna (freccia nera curva) sono infiltrate dalle lesioni metastatiche; anche l'arteria carotide esterna non presenta piani di clivaggio con la massa. Normalità del fascio vascolo-nervoso contro-laterale. La s :-..sagittale (D) evidenzia i rapporti fra la adenopatia metastatica e i piani. Lelt laterocervical masscausedby metastatic adenopathy in a patient with squamous celi carcinoma (A) located at the base01 the tongue. MRI coronai scan (B) shows the site and extent 01 the mass (black arrows). Tl-weighted MRI transversescan (C) shows involvement 01 the lelt internai carotid artery (black arrowhead); the lelt internai jugular vein (black arrow) and the lelt external carotid artery. The righi vasculargroup is normal. Sagittal scan (D) shows the relation existing between the metastatic adenopathy and the muscular planes (black arrows). D C. Masciocchi e Coli.: Ruolo della Risonanza Magnetica nei tumori maligni maxillo-facciali A 91 c B Fig. 3. - Carcinoma spinocellulare di tipo ulceronecrotico della gengiva inferiore e del trigono retromolare destro (A); l'e3ame radiografico (8) evidenzia l'estesa erosione dell'angolo mandibolare e del 111inferiore del ramo. La sequenza RM trasversa «pesata in TI» (C) mostra una formazione a bassaintensità di segnaleche erode la struttura ossea(frecce nere); la sequenzaRM trasversa «pesata in T2» (D) evidenzia l'alta intensità di segnaledella neoplasia (frecce nere) dovuta ad estesi fenomeni necrotici (frecce nere). Squamous celi ulceronecrotic carcinoma o/ the mandibular gingiva and righI re/romolar trigonum (A); X-ray (B) shows the involvement o/ mandibular angle and in/erior parI o/ /he ramus. Tl-weighted MRI transverse scan (C) shows a low-signal-intensity mass which involves the bone (black arrows); T2-weighted scan(D) showshigh signal intensityin the mass (black arrows), due /0 necrosis. D mo pazientela RM ha çonsentito di verificare l'assenzadi una soddisfacenterisposta al trattamento, condizione che ha orientato per una terapia radiante del tumore. Discussione Tumori allo stadio avanzato di un distretto ad anatomia complessae ad «alta concentrazionefunzionale», qual è quello oro-maxillo-facciale, pongono l'esigenza di una accurata valutazione diagnostica. La RM ha mostrato, nella nostra esperienza,di poter stabilire con esattezzala sede,le dimensioni e l'estensione del tumore risultando sostanzialmentesuperiore alla TC. Tale prerogativa è legata sia alla visione multiplanare chel'indagine offre, sia alla elevatarisoluzione di contrasto che consentefacilmente di definire i limiti tra la massa neoplasticae le circostanti strutture. La complessitàstrutturale del distretto maxillo-facciale non consenteun preciso bilancio topografico della lesione neoplastica con le sole scansioni assiali. Le scansioni RM sagittali e coronali, condotte in modo mirato, fornisconoinformazioni preziose sia ai fini della valutazione dello stadio del tumore, sia per la pianificazione della successiva fase chirurgica (fig. 1). Anche nella valutazione di sede, estensionee coinvolgimento vascolareda parte delle adenopatie metastatiche loco-regionali, la possibilità di ottenere un imaging multiplanare rende la RM superiore a qualsiasi altra tecnologia diagnostica (fig. 2). TABELLA 111.- Correlazione fra grading istologico (O) e tempi di rilassamento TI e T2. Correfation betweenhistofogicaf grading (G) and Ti and T2 refaxation times. N I 2 3 4 5 6 7 8 9 IO TG T3 T4 T3 T3 T3 T3 T4 T4 T3 T4 02 02 03 02 03 02 03 01 03 01 TI m/sec T2 m/sec 787 722 931 984 775 827 773 786 851 806 81 79 98 69 116 80 79 92 75 65 C. Masciocchi e Coli 92 Ruolo della Risonanza Magnetica nei tumori maligni maxillo-faccia B A ~ - - { ...,. ':- ~ ' Fig. 4. - Paziente con carcinoma spinocellulare in stadio T4, localizzato a livello della porzione anteriore della gengiva inferiore, infiltrante il fornice vestibolare ed il piano cutaneo (A, B). L'esame radiografico (C) evidenzia l'erosione e l'infiltrazione della regione mentoniera della mandibola. La sequenzaRM «pesata in TI» (D) mostra una massa a bassa intensità di segnale (freccia bianca) che erode la corticale esterna della mandibola (punta di freccia bianca). Il con, trollo eseguito a distanza di 4 mesi dal trattamento chemioterapico con esame radioIogico (E) ed RM (F) mostra progressione nell'accrescimento della massacon erosione anche della corticale profonda (freccia bianca vuota). Potient with T4-stogesquomaus celi corcinamo, lacoted in the onteriar mondibulor gingivo, which infiltrotes the vestibulorfarnix ond the cutoneauspiane (A, B). X-roy picture (C) shaws the eras;an ond invalvement af the mondibulo. T/-weighted MRl scon (D) shaws o law-signol-intensity moss (white orraw), erading the externol carticol af the mondibulo (white orrawheod). X-roy ond MRl fallaw-up, 4 manths ofter chematheropy (E, F) shaw on increose in the size af the tumar, with erasian ai the deep carticol (empty white orraw). I carcinomi spinocellulari, che peraltro costituisconocirca il 94070 di tutte le neoplasiemaligne di tale regione, presentanoallo studio RM bassaintensità di segnalenelle sequenze«pesatein TI» e medio-alta intensità in quelle «pesatein T2». È necessarioutilizzare sia le sequenzeTI che T2 pesateonde ottenere una elevata risoluzione di contrasto dell'area tumorale (fig. 3). L'intensità di segnalenon è tuttavia una caratteristica che consentela distinzione del grading neoplasticocosìcome i valori dei tempi di rilassamento. Ciò infatti è stato verificato eseguendo,mediante l'indagine con magnetedi laboratorio, le misurazioni del TI e del T2 su campioni di tessuto tumorale. Nella tabella 111sono riportati i valori del TI e del T2 93 A B C Fig. S. - Carcinoma spinocellulare localizzato a livello della regione sottomascellare (frecce nere) (A). Il controllo dopo I:hemioterapia evidenzia nella sequenzaRM «pesata in TI» (B) riduzione volumetrica della massae nella sequenza«pesata in T2» (C) estesi fenomeni necrotici secondari alla buona risposta al trattamento. Squamousceli carcinoma located in the submaxillary region (black arrows) (A). MRI Jollow-up aJter chemotherapy shows the reduction oJ the mass in Tl-weighted scan (B) and the large necrotic area due to chemotherapy (C) in T2-weightedscan. in raffronto con il grading istopatologico; si evidenziaappunto l'assenzadi relazione fra i tempi di rilassamento e il grado di differenziazione cellulare. L'effetto riduttivo e necrotizzantedel trattamento chemioterapicoraggiungeuna risposta completa e/o parziale in circa il 60-80% dei casi, mentre nel restante20-40% dei pazientinon si ottiene una risposta significativa [l, 7, 8]. È necessarioquindi affidarsi ad una tecnica che consentadi verificare con esattezzal'efficacia della terapia rendendoevidente il ritorno dello stadio tumorale nei limiti della operabilità. La RM si è dimostrata tecnica valida soprattutto nella monitorizzazione della risposta tumorale alla chemioterapia. Essa infatti consente sia una precisa valutazione delle dimensioni della massa tumorale, con possibilità quindi di evidenziarneuna regressione,sia di mostrare la presenzadi aree di necrosi, segno questo di una idonea rispostaalla chemioterapia. Le aree di necrosi mostrano infatti peculiari caratteristicheRM, rappresentateda una elevataed omogeneaintensitàdi segnalenelle sequenze«pesatein T2» (fig. 4). È così possibile valutare la regressioneneoplastica nella sua reale entità, distinguendo la porzione tumorale residua dalle aree di necrosi indotte dalla chemioterapia. Nei casi in cui la risposta alla chemioterapia non risulBibliografia !) DhawanIK, Thakur NS, NadanNC: Po!ychemiolherapy in squarnous celi carcinomaof the buccal mucosa.Cancer SI: 773-777,1883. 2) Dillon WP: Magnetic resonance imagingof headand necktumors. Cardiovasc Imervenl Radio 8: 27S-277, 1986. 3) Galenby RA, Mu!hern CB Jr, Slrawilz J e Coli: Comparison of clinica! and compuled tomographic slaging or head and neck tumors. AJNR 6: 399401, 1985. 4) Kondo M, Ando Y, Inuyama Y e ColI: Maxillary squamousceli carcinomas stagedby computed tomography. (Int) Radiat Oncol Biol Phys 12: 1111214, 1986. 5) Krolls SO, Hoffman S: Squamous celi carcinoma of the oral soCItissues: a statistica! analysisof 14.253casesby age,sexand raceof patients.JADA 92: '71-575, 1976. 6) Michael AS, Mafee MF, Yalvassori ta positiva in modo significativo la RM mostra non solo la limitata riduzione volumetrica del tumore ma anchepresenza di aree di necrosi (fig. 5). Conclusioni La RM ha mostrato notevoli possibilità nell'eseguirelo staging delle lesioni di origine neoplastica del distretto maxillo-facciale. Di rilievo è risultato anche il suo impiego nel controllo e nel follow-up dei pazienti sottoposti a trattamento chemioterapico prechirurgico. È possibileinfatti con RM stabilire l'entità della regressionedella massatumorale e valutare la presenzae l'estensionedella necrosi indotta presente nel contesto dell'area neoplastica. In questo ambito la RM deveessereconsiderata mezzo diagnostico di particolare utilità e preferenzialeper il chirurgo maxillo-facciale, il qu~le si trova ad operare su un distretto ad elevata complessitàstrutturale e ad alta concentrazione funzionale. La RM non consentetuttavia una caratterizzazionebiologica della neoplasiaa causadi una non specificitàsia dell'intensità del segnalesia dei tempi di rilassamento TI e T2 dei tessutia diversogrado di differenziazionecellulare. (;E e Coli: Dynamic computed tomography of the head and neck: differential diagnosis value. Radiology 154: 413-416, 1985. 7) Navarro CV, Martinez-Alegria J, Suner Machado M: Preoperative chemotherapy in head and neck cancer- J Max-fac Surg 14: 171-176, 1986. 8) Schuller E, Wilson E, Smith E e Coli: Preoperativereductivechemotherapy for locally advancedcarcinoma of tite oral cavity, oropharynx and hypopharynx. Cancer 51: 15-19, 1983. 9) Uhlenbrock D, Radtke J, BeyerHK e Coli: Ergebnisseder Kernspintomographie bei Tumoren desGesichtsschadels. Raro 144: 322-337, 1986. Dr. C. Masciocchi Cattedra di Radiologia Ospt'rlale S. M. di Collemaggio 67/1)/1L'Aquila AQ Tel. 0862/78844