1、中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀What does 1H-MRS tell us？Not architecturebut metabolites2中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀What does 1H-MRS tell us？Not aMRS（magnetic resonance spectroscopy,MRS）是目前唯一能夠無創(chuàng)性觀察活體組織代謝及生化變化的技術(shù)3中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀MRS（magnetic resonance spectro基本原理與MRI相同，遵循Larmor定律 =Y化學(xué)位移（chemical shift） 在相同環(huán)境條件（PH值、溫度、均勻外磁場等）下，由于所

2、處的分子結(jié)構(gòu)不同所致的同一原子核進(jìn)動(dòng)頻率出現(xiàn)差異的現(xiàn)象MRS成像的基礎(chǔ)4中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀基本原理與MRI相同，遵循Larmor定律 =YMRS成1H在H2O和脂類(-CH3)具有不同的化學(xué)環(huán)境，則有不同的進(jìn)動(dòng)頻率LipH2O5中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀1H在H2O和脂類(-CH3)具有不同的化學(xué)環(huán)境，則有不同的450Hz，3.0T225Hz，1.5T頻率絕對差值具有場強(qiáng)依賴性，難以記憶，實(shí)際意義不直觀以“百萬分之”（parts per million ,ppm）表示時(shí)，化合物的頻率差別是恒定的（無場強(qiáng)依賴性）3.5ppm6中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀450Hz，3.0T以“百萬分之”（parts

3、per mi成像技術(shù)儀器：1.5T，3.0T序列：PRESS，STEAM，CSI 參數(shù)：TR，TE，NEX體素大?。?22cm3體素位置PRESS：Point REsolved Spectroscopy Sequence STEAM：STimulated Echo Acquisition ModeCSI：Chemical Shift imaging7中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀成像技術(shù)儀器：1.5T，3.0TPRESS：Point R序列空間定位技術(shù)準(zhǔn)確采集感興趣容積(volume of interest ,VOI)體素內(nèi)的信號，而不被VOI以外的信號污染-關(guān)鍵單體素：PRESS，STEAM多體素：

4、CSI8中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀序列空間定位技術(shù)8中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀點(diǎn)分辨波譜（PRESS）： 1個(gè)90脈沖，2個(gè)重聚的180脈沖 打擊梯度（180脈沖的兩旁）特點(diǎn)：信號完全恢復(fù)，信噪比高適合長T2物質(zhì)波譜分析（Cr，Cho，NAA）9中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀點(diǎn)分辨波譜（PRESS）：特點(diǎn)：9中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀激勵(lì)回波采集模式（STEAM）： 3個(gè)90脈沖 打擊梯度（在混合時(shí)間內(nèi)）特點(diǎn)：信號不完全恢復(fù)，信噪比低適合短T2物質(zhì)波譜分析（mI，Glx）10中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀激勵(lì)回波采集模式（STEAM）：特點(diǎn)：10中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS化學(xué)位移成像（CSI）： 多體素成像：二維或三維特點(diǎn)：一次

5、采集覆蓋范圍大，可得到多個(gè)體素的代謝物譜線磁場均勻性要求更高采集時(shí)間長譜線質(zhì)量和穩(wěn)定性不如單體素技術(shù)可靠11中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀化學(xué)位移成像（CSI）：11中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀回波時(shí)間（TE）短回波（30ms）可見脂肪信號基線易不穩(wěn)可顯示短T2代謝物 （Glx，mI）信號強(qiáng)度高長回波（135ms）可顯示代謝物較少基線平穩(wěn)利于顯示長T2物質(zhì)（NAA，Cr，Cho）短T2物質(zhì)丟失12中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀回波時(shí)間（TE）短回波（30ms）長回波（135ms）12體素位置三平面定位（互相垂直）原則：避開血管、血液成分、腦脊液、空氣、脂肪、壞死區(qū)域、金屬、鈣化以及骨骼等13中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀體

6、素位置三平面定位（互相垂直）13中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀體素位置腫瘤性病變：實(shí)性部分囊性病變：腫瘤邊緣膿腫：膿腔代謝性腦病、缺血缺氧性腦?。嚎蹘Щ?，腦室旁白質(zhì)特定部位：基底節(jié)，中腦，腦室內(nèi)腦脊液14中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀體素位置腫瘤性病變：實(shí)性部分14中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀波譜評價(jià)譜線的基本概念主要代謝物及其意義偽影15中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀波譜評價(jià)譜線的基本概念15中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀基本概念基線橫軸：化學(xué)位移（即頻率）縱軸：信號強(qiáng)度線寬偶聯(lián)常數(shù)16中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀基本概念基線16中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀主要代謝物及意義氮-乙酰基天門冬氨酸（N-acetyl aspartate，NAA）

7、Creatine肌酸（Cr）和磷酸肌酸（pCr）Choline膽堿復(fù)合物乳酸（Lactic acid）脂質(zhì)（Lipid）肌醇（myo-inositol，mI）谷氨酸類化合物（Glx）丙氨酸（Alanine）17中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀主要代謝物及意義氮-乙?；扉T冬氨酸（N-acetyl aNAA第一大峰，位于2.02-2.05ppm存在于神經(jīng)元胞體及其軸索中，是正常神經(jīng)元的標(biāo)志物NAA降低往往提示神經(jīng)元的脫失或功能障礙18中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀NAA第一大峰，位于2.02-2.05ppm18中樞神經(jīng)系Cr第二大峰，位于3.02ppm，少量位于3.94ppm是能量利用、儲(chǔ)存的重要化合物標(biāo)志著細(xì)胞

8、的能量狀態(tài)，含量相位穩(wěn)定，常被作為相對定量測量時(shí)的參照物升高：創(chuàng)傷，高滲狀態(tài)降低：缺氧、卒中、腫瘤19中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀Cr第二大峰，位于3.02ppm，少量位于3.94ppm1Cho位于3.2ppm與細(xì)胞膜磷脂代謝有關(guān)，參與細(xì)胞膜構(gòu)成是評價(jià)腦腫瘤的重要共振峰之一，腫瘤快速的細(xì)胞分裂導(dǎo)致細(xì)胞膜轉(zhuǎn)換和細(xì)胞增殖加快Cho升高：腫瘤，炎癥，慢性缺氧降低：卒中、腦?。ǜ涡阅X病、AIDS）等20中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀Cho位于3.2ppm20中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀Lac位于1.33-1.35ppm，雙峰（TE=135ms，倒置雙峰）正常情況檢測不到-無氧呼吸終產(chǎn)物此峰出現(xiàn)說明細(xì)胞內(nèi)有氧呼吸被抑制，糖

9、酵解過程加強(qiáng)升高：缺血，先天性代謝異常，腫瘤，炎癥，膿腫等21中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀Lac位于1.33-1.35ppm，雙峰（TE=135ms，TE=30TE=135MELAS病22中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀TE=30TE=135MELAS病22中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀Lip位于0.9-1.33ppm短TE序列顯示正常腦組織不可見細(xì)胞膜崩解脂滴形成此峰多見于壞死腦腫瘤中，其出現(xiàn)提示壞死的存在升高：腫瘤，膿腫，急性炎癥，急性卒中23中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀Lip位于0.9-1.33ppm23中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀mI位于3.56ppm，僅短TE序列可見膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)志物，反映滲透壓的異常升高：與膠質(zhì)增生有

10、關(guān)，如腫瘤，炎癥，慢性缺氧降低：卒中、腦?。ǜ涡阅X病、AIDS）等24中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀mI位于3.56ppm，僅短TE序列可見24中樞神經(jīng)系統(tǒng)MGlx位于2.1-2.5ppm，僅短TE序列顯示谷氨酸（Glu）是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，在線粒體代謝中具有重要功能谷氨酰胺（Gln）是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，參與神經(jīng)遞質(zhì)的滅活和調(diào)節(jié)活動(dòng)升高：肝性腦病，嚴(yán)重缺氧25中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀Glx位于2.1-2.5ppm，僅短TE序列顯示25中樞神Ala位于1.47ppm雙峰升高：腦膜瘤，膿腫26中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀Ala位于1.47ppm26中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀代謝物定量相對定量計(jì)算比值：NAA/Cr

11、，Cho/Cr，Cho/NAA， NAA/（Cho+Cr）等相對定量可以消除生物體及外磁場等的影響，應(yīng)用較多27中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀代謝物定量27中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀波譜偽影不易識別硬件的優(yōu)化程度及穩(wěn)定性很關(guān)鍵偽影類別：化學(xué)位移偽影磁敏感性偽影： 鬼影-3.5-4.0ppm，表現(xiàn)為若干密集的異常振幅 渦電流偽影1.0-2.0ppm，尖銳下降運(yùn)動(dòng)偽影：代謝物在譜線上呈分裂雙峰 患者配合是關(guān)鍵28中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀波譜偽影不易識別28中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀29中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀29中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀正常譜線分析Hunter角：上升方向代謝物的比值扣帶回灰質(zhì)：Cho/Cr 0.680

12、.06 NAA/Cr 1.40.10腦室旁白質(zhì)：Cho/Cr 0.960.12 NAA/Cr 1.610.14海馬：NAA/（Cho+Cr）0.7230中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀正常譜線分析Hunter角：上升方向30中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS影響代謝物濃度的因素成像技術(shù)：場強(qiáng)，掃描序列及參數(shù)個(gè)體差異：年齡，體溫腦內(nèi)不同部位：中腦Cho峰較高基礎(chǔ)疾病的影響：肝、腎疾病影響Cr的生成31中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀影響代謝物濃度的因素成像技術(shù)：場強(qiáng)，掃描序列及參數(shù)31中樞MRS在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用腦腫瘤顳葉癲癇：海馬硬化代謝性疾?。壕€粒體腦肌病（MELAS），肝豆?fàn)詈俗冃裕奖虬Y系統(tǒng)性疾?。焊涡阅X病腦血管?。?/p>

13、腦梗死神經(jīng)退行性疾?。篈lzheimer病，帕金森等其他：缺血缺氧性腦病，白質(zhì)腦病，MS、顱腦外傷等32中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀MRS在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用腦腫瘤32中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀腦腫瘤譜線形式NAA消失或降低 Cho顯著升高，Cr輕度下降 可有Lac/Lip出現(xiàn)壞死囊變區(qū)內(nèi)NAA、 Cho、 Cr均明顯降低，伴Lac 峰Lac峰與腫瘤分級直接相關(guān)33中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀腦腫瘤譜線形式NAA消失或降低33中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀MRS在腦腫瘤中的應(yīng)用：鑒別腫瘤與非腫瘤腫瘤的定性與分級鑒別原發(fā)腫瘤與轉(zhuǎn)移瘤膠質(zhì)瘤放療后的壞死與復(fù)發(fā)34中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀MRS在腦腫瘤中的應(yīng)用：34中樞神經(jīng)系

14、統(tǒng)MRS解讀腫瘤與非腫瘤Cho/NAA2.5時(shí)，敏感性90%，特異性86%35中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀腫瘤與非腫瘤35中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀女，56歲，頭部脹痛2月余，加重7天 Cho/NAA=3.7536中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀女，56歲，頭部脹痛2月余，加重7天 Cho/NAA=3.7間變型少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤（級）37中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀間變型少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤（級）37中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀男，44歲，反復(fù)頭痛3月余 2013-06-10Cho/NAA=0.522013-07-0138中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀男，44歲，反復(fù)頭痛3月余 2013-06-10Cho/NA腫瘤定性淋巴瘤：Lip峰明顯升高

15、腦膜瘤：Ala峰和Glx峰出現(xiàn)高度提示腫瘤分級高級別：Cho峰升高顯著，NAA和Cr降低明顯 Lac峰與惡性度相關(guān) Lip峰見于高度惡性腫瘤半壞死 mI峰降低39中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀腫瘤定性39中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀良惡性膠質(zhì)瘤比值指標(biāo)惡性膠質(zhì)瘤良性膠質(zhì)瘤Cho/NAA6.181.972.381.90Cho/Cr4.652.212.251.21NAA/Cr0.510.151.281.35Cho/NAA2.5時(shí)，對鑒別良惡性有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義40中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀良惡性膠質(zhì)瘤比值指標(biāo)惡性膠質(zhì)瘤良性膠質(zhì)瘤Cho/NAA6.1男，44歲，反復(fù)發(fā)作性四肢抽搐、人事不省9個(gè)月41中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀男

16、，44歲，反復(fù)發(fā)作性四肢抽搐、人事不省9個(gè)月41中樞神經(jīng)系TE=30TE=135Cho/NAA=0.94Cho/NAA=1.4442中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀TE=30TE=135Cho/NAA=0.94Cho/NAA43中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀43中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀男，44，反復(fù)頭痛20余天，加重1天 44中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀男，44，反復(fù)頭痛20余天，加重1天 44中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRSSVS：TE=135VOI置于壞死區(qū)CSI：TE=135VOI置于強(qiáng)化緣（即腫瘤實(shí)性部分）45中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀SVS：TE=135VOI置于壞死區(qū)CSI：TE=135VOCSI；TE=135Cho/NAA

17、=6.36VOI置于腫瘤區(qū)46中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀CSI；TE=135Cho/NAA=6.36VOI置于腫瘤區(qū)47中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀47中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀原發(fā)性與轉(zhuǎn)移性NAA峰和Cr峰部分或完全缺失 轉(zhuǎn)移瘤瘤周Cho峰升高 原發(fā)腫瘤浸潤 若無Cho水平升高 轉(zhuǎn)移瘤所致血管源性水 腫有關(guān)48中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀原發(fā)性與轉(zhuǎn)移性48中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀女，56歲，頭部脹痛2月余，加重7天 VOI置于腫瘤邊緣，Cho明顯升高，Cho/NAA=3.8449中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀女，56歲，頭部脹痛2月余，加重7天 VOI置于腫瘤邊緣，C腫瘤的進(jìn)展連續(xù)的MRS檢查可用于隨診膠質(zhì)瘤的進(jìn)展Cho

18、水平增加45%為進(jìn)展的特征未進(jìn)展即Cho水平降低、不變或增高35%50中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀腫瘤的進(jìn)展50中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀女，35歲，反復(fù)頭暈2個(gè)月，發(fā)作性人事不省4小時(shí) 2010-12-0351中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀女，35歲，反復(fù)頭暈2個(gè)月，發(fā)作性人事不省4小時(shí) 2010-術(shù)后復(fù)查2012-09-24TE=135135TE=30Cho/NAA=0.58Cho/NAA=1.1452中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀術(shù)后復(fù)查2012-09-24TE=135135TE=30Ch2013-09-09復(fù)查TE=135Cho下降Cho/NAA=0.45Cho/NAA=0.78TE=3053中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS

19、解讀2013-09-09復(fù)查TE=135Cho下降Cho/NAA評價(jià)腫瘤的治療反應(yīng)放射性壞死：Cho峰降低，Lac和Lip峰增高復(fù)發(fā)：Cho峰增高和Cho/NAA比值升高54中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀評價(jià)腫瘤的治療反應(yīng)54中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀男，13歲，右額顳頂葉膠質(zhì)瘤病術(shù)后7月 Cho/NAA=9.13Cho/NAA=3.94Cho55中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀男，13歲，右額顳頂葉膠質(zhì)瘤病術(shù)后7月 Cho/NAA=9.MRS具有明顯優(yōu)勢：照射劑量40Gy，乳酸峰增高；放射性壞死者，顯示NAA、Cho、Cr均大幅度下降 而出現(xiàn)細(xì)胞壞死峰（02.0ppm之間寬大的波峰）腫瘤復(fù)發(fā)者，Cho/NAA和C

20、ho/Cr增高，乳酸峰出現(xiàn)放射性損傷56中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀MRS具有明顯優(yōu)勢：放射性損傷56中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀顳葉癲癇的發(fā)生與海馬硬化密不可分，海馬硬化是指海馬區(qū)域出現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞丟失和膠質(zhì)細(xì)胞增生的病理改變MRI對顳葉癲癇的診斷主要依靠對海馬形態(tài)學(xué)研究以及MRS有助于顳葉癲癇的定性、定側(cè)癲癇57中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀顳葉癲癇的發(fā)生與海馬硬化密不可分，海馬硬化是指海馬區(qū)域出現(xiàn)神中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀培訓(xùn)課件女，41歲，發(fā)作性頭部及左手異動(dòng)26年 59中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀女，41歲，發(fā)作性頭部及左手異動(dòng)26年 59中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRNAA /Cho+Cr=0.59NAA /Cho+Cr=0.

21、7860中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀NAA /Cho+Cr=0.59NAA /Cho+Cr=0.61中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀61中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀男，39歲，發(fā)作性四肢強(qiáng)直26年 右：NAA /Cho+Cr=0.68左：NAA /Cho+Cr=0.88LR62中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀男，39歲，發(fā)作性四肢強(qiáng)直26年 右：NAA /Cho+Cr63中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀63中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀線粒體腦肌病MELAS病（mitochondrial encephalopathy with lactic acidosis and stroke）即線粒體腦病、乳酸中毒和中風(fēng)綜合征線粒體細(xì)胞內(nèi)提供能量的重要細(xì)胞器，受損不能正常供能，導(dǎo)致橫紋肌或伴有腦組織損害的疾病原發(fā)和繼發(fā)：基因缺陷，中毒、缺血、感染等64中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀線粒體腦肌病MELAS?。╩itochondrial enc臨床表現(xiàn)：腦中風(fēng)和中風(fēng)樣發(fā)作，反復(fù)影像學(xué)表現(xiàn)：腦梗死，腦回樣，頂枕葉多見，不具大血管分布特點(diǎn)MRS：出現(xiàn)Lac波65中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀臨床表現(xiàn)：腦中風(fēng)和中風(fēng)樣發(fā)作，反復(fù)65中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀男，37歲，視物模糊8天，反映遲鈍9天，伴全身乏力Te=30Te=135Te=13566中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀男，37歲，視物模糊8天，反映遲鈍9天，伴全身乏力Te=30TE=30時(shí)見乳酸雙