Diffusion weighted magnetic resonance imaging findings of the brain in obese children

Abstract

Aim: To evaluate Diffusion Weighted Magnetic Resonance Imaging (DW MRI) findings in hunger and satiety related centers of the Brain in Obese Children. Material and Methods: 91 participants were enrolled in the study and 41 of them diagnosed as obese, 19 of them as overweight and 31 of them as non-obese volunteers and ages were ranged between 4-16. Diffusion weighted echo-plantar images of these cases taken in b100, b600, b1000 and b2000 gradient values and for each case b values determined for 14 regions of brain which are related with hunger and satiety. These regions are hypothalamus, hippocampal gyrus, middle temporal cortex, insula, corpus striatum, cingulate gyrus, orbitofrontal cortex, thalamus, midbrain, amygdala, occipital cortex, dorsomedial frontal cortex, dorsolateral frontal cortex and cerebellum. Measurements made with b600, b1000 and b2000values on 14 regions determined on Apparent Diffusion Coefficient (ADC) map for each group. Results: In ours study we have found a statistically significant difference between control and obese group,control and overweighed group and overweighed and obese group in ADC values in comparison of b600, b1000 and b2000 (p<0,05). Additionally we have found a positive correlation between body mass index and ADC values. Conclusion: We believe that, beside clinical and laboratory findings of obesity as a functional imaging modality use of DA-MRG which gives no radiation to body, obtaining fastly and require no contrast agent will provide usefull information about etiopathogenesis of obesity. To illuminate changes in brain tissue in obesity can provide more clear infotmation about ethology of obesity

Keywords

• brain
• child
• obesity
• diffusion weighted magnetic resonance imaging

OBEZ ÇOCUKLARDA BEYNİN DİFÜZYON AĞIRLIKLI MANYETİK REZONANS GÖRÜNTÜLEME BULGULARI

Abstract

Amaç: Bu çalışmada obez çocuklarda beynin açlık
ve tokluk merkezlerindeki difüzyon ağırlıklı
manyetik rezonans görüntüleme (DA-MRG)
bulgularını ortaya koymayı amaçladık.
Gereç ve Yöntemler: Çalışmaya 41 obez, 19 fazla
kilolu (over weight =ow) ve 31 normal kilolu olan
4-16 yaş arasındaki toplam 91 olgu alındı. Bu
olgularda DA-MRG ile b100, b600, b1000 ve
b2000 gradient değerlerinde difüzyon ağırlıklı ekoplanar
görüntüler (EPI) alınıp, her olguda her b
değeri için beyinde açlık ve toklukla ilişkili olan
hipotalamus, hipokampal girus, orta temporal
korteks, insula, korpus striatum, singulat girus,
orbitofrontal korteks, talamus, orta beyin, amigdala,
oksipital korteks, dorsomedial frontal korteks,
dorsolateral frontal korteks ve serebellum olmak
üzere toplam 14 bölge belirlendi. Normal, fazla
kilolu ve obez grubun b600, b1000 ve b2000
değerlerinde görünür difüzyon katsayı (Apparent
Diffusion Coefficient=ADC) haritaları üzerinden
belirlenen 14 bölgeden ölçüm yapıldı.

Bulgular: Çalışmamızda; normal ve obez grubun,
normal ve fazla kilolu grubun ve fazla kilolu ve
obez grubun b600, b1000 ve b2000 değerlerinin
karşılaştırmasında; ADC değerlerinde istatiksel
olarak anlamlı fark bulunmuştur (p<0,05). Ayrıca
beden kitle indeksi (BKİ) artışıyla b600, b1000 ve
b2000 değerleri ile ADC değerleri arasında pozitif
korelasyon bulunmuştur.
Sonuç: Sonuç olarak radyasyon verilmemesi, çok
hızlı ve kolay elde edilebilmesi, kontrast maddeye
gerek duyulmaması ile obez çocuklarda
etyopatogenezde ve tanıda klinik ve laboratuar
bulgularının yanında beynin DA-MRG bulgularının
faydalı olabileceği kanaatindeyiz. Obezitede beyin
dokusundaki bu değişikliklerin anlaşılması ile
obezite etyolojisinde altta yatan mekanizmanın
daha iyi anlaşılmasına katkı sağlanabilir.

Keywords

• beyin
• çocuk
• obezite
• difüzyon ağırlıklı manyetik rezonans görüntüleme

References

1. Cinaz P. Obezite patogenezinde endokrinolojik mekanizma. V. Ulusal Pediartik Endokrinoloji
2. Kongresi. 9-11 Ekim İstanbul 2000; 59-63.
3. Raine JE, Donaldson MDC , Gregory JW, Savage MO. Obesity. In: Raine JE, Donaldson MDC ,
4. Gregory JW, Savage MO (eds), Practical endocrinology and diabetes in children , United
5. Kingdom: Blackwell Science 2001: 161-171.
6. Güngör N , Arslanian SA. Nutritional Disorders In: Sperling MA (ed), Pediatric Endocrinology 2nd
7. ed, Philadephia: 2002; 689-725.
8. Lustig RH. The neuroendocrinology of childhood obesity Pediatr Clin North Am

9. ; 48: 909-930.
10. Sinha S, Lucas-Quesada FA, Sinha U, DeBruhl N, Bassett LW. In vivo diffusion-weighted MRI of
11. the breast: potential for lesion characterization. J Magn Reson Imaging 2002; 15: 693-704.
12. Chan JH, Tsuı EYK, Luk SH, Fung SL, Cheung YK, Chan MSM, Yuen MK, Mak SF, Wang KP, et
13. all. MR diffusion weighted imaging of kidney: differentiation between hydronephrosis and
14. pyonephrosis. Clin Imaging. 2001; 25(2): 110-113.
15. Alkan A, Sahin I, Keskin L, Cikim AS, Karakas HM, Sigirci A, Erdem G. Diffusion-weighted
16. imaging features of brain in obesity.Magn Reson Imaging. 2008; 26(4): 446-450.
17. Holsen LM, Zarcone JR, Thompson TI, Brooks WM, Anderson MF, Ahluwalia JS, et al. Neural
18. mechanisms underlying food motivation in children and adolescents. Neuroimage 2005; 27(3): 669–
19. -
20. Stookey JD, Barclay D, Arieff A, Popkin BM. The altered fluid distribution in obesity may reflect
21. plasma hypertonicity. Eur J Clin Nutr 2007; 61(2): 190–199.
22. Cole TJ, Bellizzi MC, Flegal KM, Dietz WH. Establishing a standard definition for child overweight
23. and obesity worldwide: international survey. BMJ 2000; 320: 1240-1243.
24. Moritani T, Shrier DA, Numaguchi Y, Takase Y, Takahashi C, Wang HZ, et al. Diffusion-weighted
25. echo-planar MR imaging: clinical applications and pitfalls, a pictorial essay. Clin Imaging 2000;
26. (4):181-92.
27. Van Marken Lichtenbelt WD, Fogelholm M. Increased extracellular water compartment, relative to
28. intracellular water compartment, after weight reduction. J Appl Physiol 1999; 87: 294–298.