磁共振波譜成像技術(shù)及神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用21MRS技術(shù)概述2

MRS判讀的基本常識(shí)3

1HMRS在顱腦常見疾病的應(yīng)用提綱4

小結(jié)2MRS技術(shù)概述MagneticResonanceSpectroscopy活體檢測人體能量代謝的病理生理改變研究范圍：中樞神經(jīng)系統(tǒng)，體部如前列腺肝臟，乳腺等不同波譜：1H、31P、13C、19F、23Na

31P-MRS最早應(yīng)用1H-MRS應(yīng)用最廣泛3MRS技術(shù)及基本原理射頻脈沖原子核激勵(lì)馳豫信號(hào)呈指數(shù)衰減（自由感應(yīng)衰減）

傅立葉變換MRS顯示振幅與頻率的函數(shù)即MRS4MRS技術(shù)及基本原理利用原子核化學(xué)位移和原子核自旋耦合裂分現(xiàn)象不同化合物的相同原子核，相同的化合物不同原子核之間，由于所處的化學(xué)環(huán)境不同，其周圍磁場強(qiáng)度會(huì)有輕微的變化，共振頻率會(huì)有差別，這種現(xiàn)象稱為化學(xué)位移不同化合物的相同原子核之間，相同的化合物不同原子核之間，共振頻率的差別就是MRS的理論基礎(chǔ)5MRS技術(shù)及基本原理MRS表示方法在橫軸代表化學(xué)位移（頻率差別），單位百萬分子一（ppm）縱軸代表信號(hào)強(qiáng)度，峰高和峰值下面積反映某種化合物的存在和化合物的量，與共振原子核的數(shù)目成正比。6腦MRS7如何獲得MRS選擇成像序列：

激勵(lì)回波法（STEAM）

點(diǎn)波譜分析法（PRESS）選擇檢查方法：單體素、多體素具體的步驟：掃描參數(shù)、定位、飽和帶、預(yù)掃描勻場、數(shù)據(jù)采集、后處理分析8MRS檢查方法單體素氫質(zhì)子（Singlevoxel，SV）MRS多體素氫質(zhì)子（protonmulti-voxelspectroscopyimaging，PMVSI）MRS910單體素與多體素的比較單體素容易實(shí)現(xiàn)成像時(shí)間相對(duì)較短磁場不均勻性易克服譜線定性分析容易譜線的基線不穩(wěn)定病灶要較大（>1cm）多體素覆蓋范圍大，一次采集可獲得較多信息成像時(shí)間長容易受磁場不均勻性的影響譜線基線穩(wěn)定病變可以較小11不同TE對(duì)波譜的影響（PRESS）短TE：檢測代謝物種類多，如脂質(zhì)、谷氨酰胺和肌醇只有在短TE才能檢出，便于測量短T2的物質(zhì)。缺點(diǎn)是基線不夠穩(wěn)定。長TE：檢測代謝物種類少，基線穩(wěn)定，常用于腫瘤性病變。因?yàn)門E=144ms時(shí)易于顯示膽堿和乳酸峰，此時(shí)乳酸峰反轉(zhuǎn)于基線下。12不同TE對(duì)波譜的影響（PRESS）TE=35msTE=144ms13MRS的主要代謝物及其意義ppm3.93.23.02.42.01.314ChoNAACrmI15腦MRS常見成分中文名稱英文縮寫ppm位置脂質(zhì)Lipid0.8-1.3乳酸Lac1.3乙酰天門冬NAA2.0谷氨酸Glu/Gln2.1，2.3，3.7膽堿Cho3.2肌酸Cr/Pcr3.03，3.94肌醇Mi/Ins3.616N-乙酰天門冬氨酸(NAA)位于波譜2.02-2.05ppm處，主要位于成熟神經(jīng)元內(nèi)，是神經(jīng)元的內(nèi)標(biāo)記物，是正常波譜中最大的峰。NAA下降見于神經(jīng)元損害，包括缺血、創(chuàng)傷、感染、腫瘤等，腦外腫瘤無NAA峰NAA升高少見，Cavana病，發(fā)育中的兒童，軸索恢復(fù)時(shí)可升高。正常濃度為6.5-9.7mmol，平均7.8mmol17ChoNAACrmI18肌酸(Cr/Pcr)位于波譜3.03ppm、3.94ppm（PCr）附近;此峰由肌酸、磷酸肌酸、

-氨基丁酸、賴氨酸和谷胱甘肽共同組成；是腦細(xì)胞能量代謝的提示物，在低代謝狀態(tài)下增加，而在高代謝狀態(tài)下減低；一般較穩(wěn)定，常作為其它代謝物信號(hào)強(qiáng)度的參照物；正常腦波譜中，Cr是第二高波峰Cr/Pcr升高：創(chuàng)傷，高滲狀態(tài)Cr/Pcr降低：缺氧，中風(fēng)，腫瘤19ChoNAACrmI20膽堿(Cho)波峰位于3.20ppm處；由磷酸膽堿、磷酸甘油膽堿、磷脂酰膽堿組成，反映腦內(nèi)的總膽堿量；是細(xì)胞膜磷脂代謝的成份之一，是細(xì)胞膜轉(zhuǎn)換的標(biāo)記物，反映了細(xì)胞膜的運(yùn)轉(zhuǎn)，和細(xì)胞的增殖，Cho是髓鞘磷脂崩潰的標(biāo)志。Cho升高：升高提示細(xì)胞膜更新紊亂，見于腫瘤，急性脫髓鞘疾病，炎癥、慢性缺氧等Cho降低：中風(fēng)，肝性腦病Cho峰是評(píng)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峰增高正常濃度0.8-1.6mmol，平均1.3mmol21正常異常22肌醇（mI）波峰的位置3.56ppm和4.06ppm處，膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物，是最重要的滲透壓或細(xì)胞容積的調(diào)節(jié)劑mI升高，新生兒，低級(jí)別的膠質(zhì)瘤，慢性病灶膠質(zhì)增生mI降低：慢性肝病，梗死，惡性腫瘤23乳酸(Lac)位于1.32ppm，次峰4.1ppm，由兩個(gè)共振峰組成，稱為雙重線；正常情況下檢測不到Lac峰，此峰出現(xiàn)說明細(xì)胞內(nèi)有氧呼吸被抑制，無氧糖酵解過程加強(qiáng)，當(dāng)TE從短TE變?yōu)殚LTE時(shí)，Lac峰會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。

出現(xiàn)乳酸峰：見于腦腫瘤、膿腫、囊腫、梗塞及炎癥，線粒體異常腦腫瘤中，Lac出現(xiàn)提示惡性程度較高24LACLACTE=35TE=14425264/1/202527.28脂質(zhì)（Lip）波峰位于0.8~1.33ppm之間，共振頻率與Lac相似，可以遮蔽Lac峰；脂質(zhì)、谷氨酰胺和肌醇只有在短TE才能檢出Lip增高，提示髓鞘的壞死和／或中斷。見于壞死腫瘤，炎癥，急性中風(fēng)，多發(fā)性硬化急性期29TE=35ms30谷氨酸和谷氨酰胺（Glx）位于2.1-2.55ppm，3.76ppm；谷氨酸是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，主要的氨攝取途徑；谷氨酰胺參與神經(jīng)遞質(zhì)的滅活和調(diào)節(jié)活動(dòng)Glx升高：肝性腦病，缺氧性腦病31TE=3532丙氨酸（Ala）位于1.3-1.44ppm，常被Lac和Lip峰所遮蓋，其功能尚不肯定升高：腦膜瘤，腦囊蟲Ala33肌醇（mI）：波峰的位置3.56ppm處，膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物，是最重要的滲透壓或細(xì)胞容積的調(diào)節(jié)劑mI升高，提示膠質(zhì)增生及髓鞘化不良：新生兒，低級(jí)別的膠質(zhì)瘤mI降低：惡性腫瘤，慢性肝病34Lip-脂質(zhì)：波峰位于0.8~1.33ppm之間，脂質(zhì)、谷氨酰胺和肌醇只有在短TE才能檢出Lip增高，提示髓鞘的壞死和／或中斷。見于惡性腫瘤，炎癥，急性中風(fēng)35TE=35ms361HMRS在顱腦疾病的應(yīng)用腫瘤與非腫瘤腫瘤的類型評(píng)價(jià)腫瘤的治療效果和復(fù)發(fā)腫瘤與水腫非腫瘤：感染，梗塞、出血、癲癇等各種變性病變、神經(jīng)退行性變、脫髓鞘病變、代謝性病變等37（一）MRS鑒別腫瘤與非腫瘤

波譜技術(shù)TE=144ms，容易反映Cho水平的增長，即腫瘤病灶中主要代謝物TE=35ms，能檢出mI，有助于腫瘤分級(jí)靜脈注射對(duì)比劑前后，均可進(jìn)行質(zhì)子波譜成像，但進(jìn)行隨訪時(shí)應(yīng)與前一次一致382025/4/139.（一）MRS鑒別腫瘤與非腫瘤腫瘤的波譜形式：NAA及NAA/Cr比率降低，提示神經(jīng)元數(shù)目和生存能力降低Cr降低，是由于腫瘤能量代謝的需要Cho、Cho/NAA和Cho

/Cr比率增加，與細(xì)胞膜轉(zhuǎn)換率和細(xì)胞的稠密度有關(guān)，是源于腫瘤細(xì)胞的增殖Lac出現(xiàn)：與成人腦腫瘤的分級(jí)直接相關(guān)，腫瘤級(jí)別越高峰值越高；見于所有兒童腦腫瘤中40（一）MRS鑒別腫瘤與非腫瘤Lip的出現(xiàn)強(qiáng)烈提示組織壞死，見于腫瘤、炎癥、急性脫髓鞘病變mI/Cr便于腫瘤分級(jí)，低度惡性腫瘤＞高度惡性腫瘤；mI/Cr比率明顯增高，提示為非腫瘤性病變Glx高于NAA峰1/3時(shí)即認(rèn)為Glx增高，見于腦膜瘤，明顯增高提示非腫瘤性病變：感染，梗死，肝性腦病等41膠質(zhì)瘤Cho增加，NAA降低42Cho增加43Cho增加、Lip出現(xiàn)44腦膿腫Lac增高45腦膿腫46膠質(zhì)瘤表現(xiàn)為NAA峰下降、Cho峰升高，Cr峰稍有變化。Cho峰的升高與腫瘤的惡性相關(guān)；Cr峰隨腫瘤惡性程度的升高有降低趨勢；Lip峰出現(xiàn)于大多數(shù)高級(jí)別的腫瘤中，特別是腫瘤壞死區(qū)或鄰近壞死區(qū)；Lac峰多見于多形膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，低級(jí)星形細(xì)胞瘤中出現(xiàn)此峰則預(yù)示腫瘤進(jìn)一步惡變的可能；（二）MRS對(duì)腦腫瘤的分級(jí)47低級(jí)膠質(zhì)瘤(F39haedache)48膠質(zhì)瘤

m2949（三）MRS輔助腫瘤的定位腦外腫瘤由于沒有神經(jīng)元，所有缺乏NAA峰，MRS可以辨別腦外及腦內(nèi)腫瘤。50腦膜瘤的波譜表現(xiàn)谷氨酸/谷氨酰氨(Glx)波峰明顯升高Cho波峰升高Cr峰下降，Cr2可升高Cho/Cr比率高Lac、lip峰升高NAA峰不顯示51腦膜瘤52鞍區(qū)腫瘤5331P波譜可見PCr和ATP下降，Pi升高，PCr/Pi下降出現(xiàn)于ATP之前；1H波譜可見NAA下降，Lac增加，Cho和Cr下降；（四）腦梗死54急性期腦梗塞55NAA、Cho、Cr明顯下降；Cho升高(腦炎）Lac、Lip增加，有時(shí)見aa增加；（五）感染性病變56腦炎2013.5.302013.12.557腦炎58（六）脫髓鞘性病變治療后的隨訪急性強(qiáng)化病灶Cho含量升高，NAA含量相對(duì)正常；mI含量常升高；慢性非強(qiáng)化病灶NAA，Cho含量均下降，程度不一；mI含量升高，尤其是在慢性繼發(fā)型MS；59脫髓鞘病變60（七）代謝性疾病的輔助診斷非酮性高甘氨酸血癥，腦MRS可見多余甘氨酸信號(hào);線粒體疾病，MRS表現(xiàn)為ＮＡＡ信號(hào)減低和異常乳酸信號(hào)(氧化磷酸化障礙而致乳酸堆積);Ｃａｎａｖａｎ氏病人可見特異性ＮＡＡ信號(hào)升高。61線粒體腦肌病6263（八）癲癇的診斷及隨訪ＮＡＡ濃度與額葉、顳葉癲癇發(fā)作頻率呈負(fù)相關(guān)；

隨著發(fā)作頻率的增加,ＮＡＡ呈逐漸下降的趨勢,研究表明癲癇發(fā)作越頻繁神經(jīng)元喪失或功能缺失越嚴(yán)重。肌酸(Ｃｒ)和膽堿(Ｃｈｏ)峰值升高；ＮＡＡ與(Ｃｒ+Ｃｈｏ)的比值降低提示海馬硬化；1Ｈ-ＭＲＳ還可用于測定與癲癇活動(dòng)有關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì):ｒ-氨基丁酸(ＧＡＢＡ)、谷氨酸(Ｇｌｕ)和谷胺酰鹽(Ｇｌｎ)。64MesialTemporalSclerosis65MesialTemporalSclerosis

F3366顱內(nèi)常見病變MRS代謝物特征Cho/CrNAA/CrMetabolites膠質(zhì)瘤

Grade4很高很低脂質(zhì)/乳酸

Grade3高低脂質(zhì)/乳酸

Grade2中高中低肌醇大腦膠質(zhì)瘤病稍高正常肌醇節(jié)細(xì)胞膠質(zhì)瘤正常正常淋巴瘤高很低脂質(zhì)/乳酸轉(zhuǎn)移瘤高很低脂質(zhì)/乳酸腦膜瘤中高無NAA丙氨酸，谷氨酸放射性壞死很低很低脂質(zhì)/乳酸腫脹性多發(fā)硬化高低脂質(zhì)/乳酸膿腫中高很低醋酸，丙氨酸，胞漿酸4/1/202567.磁共振波譜成像的應(yīng)用價(jià)值鑒別不強(qiáng)化病灶、囊性病灶是否腫瘤有價(jià)值；有利于腦膜瘤與膠質(zhì)瘤、膠質(zhì)瘤與轉(zhuǎn)移瘤鑒別診斷，有利于膠質(zhì)瘤的分級(jí)；有助于腦梗死與腦炎鑒別；對(duì)線粒體腦肌病MRS有一定特征波譜能給出一些疾病的病理和代謝信息對(duì)常規(guī)MRI進(jìn)行補(bǔ)充，有助疑難疾病的診斷，表現(xiàn)不典型時(shí)，要結(jié)合MRI其他序列的表現(xiàn)68分析MRS時(shí)注意點(diǎn)（1）注意病灶區(qū)與對(duì)側(cè)非病變區(qū)對(duì)稱采集，便于對(duì)比兩次采集必須采用同樣的技術(shù)和方案，保持可比性假陰性：由于部分容積效應(yīng)，體積較小的病灶可能表現(xiàn)為正常減少假陰性的措施：縮小體素，提高分辨率；增加采集次數(shù)，提高信噪比69分析MRS時(shí)注意點(diǎn)（2）比例因素（病理掩蓋）：當(dāng)一種代謝物占優(yōu)勢時(shí)，其他代謝物由于比例的原因，顯示為很小的波峰，這并不意味著其他代謝物濃度低，而是由于某種代謝物的病理性增加對(duì)比劑的影響：對(duì)比劑的注射不影響整個(gè)波譜的解釋，但可能會(huì)影響個(gè)別峰的面積70不同區(qū)域代謝物的差異（3）１NAA:海馬＜皮質(zhì)及皮質(zhì)下，小腦＜其他２Cr:灰質(zhì)＞白質(zhì)（２０％左右）3Cho：白質(zhì)＞灰質(zhì)，在橋腦濃度＞其他部位４基底節(jié)區(qū)：NAA/Cr和mI/Cr比率較低，Cho/Cr比率較高71不同年齡代謝物的變化