头颅磁共振波谱课件

医学影像新技术介绍(一) 头颅磁共振波谱 n磁共振波谱(magnetic resonance spectrum ，MRS)是最典型的分子成像技术在分 子水平上直接反映代谢变化并用波谱和影 像表达出来。 nMRS为研究组织代谢和功能的无创性方法 ，常用的原子核有：1H MRS主要检测胆碱 、肌酸、脂肪、氨基酸、酮体及乳酸等代 谢物质； 31P MRS，主要用于能量代谢的研 究。 n利用核磁共振基本成像原理及其化学 位移和自旋耦合现象测定人体能量代 谢和体内化学物的一种检测技术。 MRS所获得的是定量的化学信息，用 数值和图谱的形式来表示。 n原子核的共振频率与外加磁场强度有 很规律的关系。 n化学位移如果以外加磁场运行频率的 百万分之比数(ppm)来表示，同一原 子核在不同的外加磁场下其化学位移 ppm值相同，不同的化合物可以根据 其在频谱线频率轴上的共振峰的不同 加以区别。 n根据检测体素分类：MRS有两种方法 ：单体素MRS (single voxel MRS)和多 体素MRS(multi voxel MRS)。 n单体素质子谱可以选择性采集一个感 兴趣区体素的谱线，而多体素质子谱 可以在一次数据采集中获得感兴趣区 中多个体素的谱线，可以同时反映多 个部位代谢物的空间分布。 影响因素 n1. 匀场 n2. 抑水 n3. 体素位置和大小 脂肪、脑脊液、骨组织、大血管及颅内含 气的窦道影响很大, 因此体素设置应该尽量 避免这些组织 外部加用饱和带也可以抑制感兴趣区以外 组织的污染 n4. TE 与TR 的参数 n5. 异物的影响 金属异物会对磁场的均匀性造成很大的影 响, 从而造成假象谱线。 n6. 病人移动的影响如果在检查过程中病人 的轻微移动,极易造成波谱的不真实性 n脑波谱中几种主要的代谢产物有N - 乙 酰天门氡氨酸(NAA) , 胆碱(Cho) ,肌酸 (Cr), 肌醇(MI), 乳酸(Lac),脂质峰(Lip), 丙氨酸(Ala) , 琥珀酸(Suc), 乙酸(Ace), 甘氨酸(Gly), 谷氨酸(Glx)及氨基酸 (AA) NAA Cr Cho Lac Lip nNAA是神经元的标志物，通常位于 2.02ppm 处，它的含量多少反应神经 元数目和功能状况； nCho来源于磷酸胆碱、磷脂酰胆碱信号 ，单一峰常出现在3.21PPM处,Cho代 表髓鞘的降解产物的浓度，与维持髓 鞘化的完整性有关，在星型胶质细胞 和少枝胶质细胞中明显高于其它细胞 。 nCr 峰值位于3.02ppm 处, 另一峰位于 3.94ppm处, 它代表了肌酸(Creatine) 及磷酸肌酸( Phosphocreatine)的总含 量, Cr 是高能磷酸化合物的储备以及 ATP和ADP 的缓冲剂, Cr 的下降常常提 示神经胶质细胞的能量不足, 也表示神 经元的能量供应不足。Cr可以作为细 胞完整性的可靠标志。 nLac乳酸峰出现在1.33ppm 处, 乳酸在 短TE 时为正立双峰, 在长TE 时为倒置 双峰, 在长TE 时观测最为清晰。乳酸 峰在正常人脑波谱中一般测不到, 在氧 供的下降、糖酵解的加速、线粒体功 能紊乱、炎症、发酵等许多状态下会 引起乳酸峰的升高 nLip 出现在1.3 和0.9ppm 处, 在短TE 时 更易于观测。Lip 的出现是细胞膜结构 的破坏导致的脂肪游离。大部分学者 认为Lip 的出现与组织的恶性程度有关 并与肿瘤的预后有相关性。 MRS在脑部疾病中的应用 n癫痫 n肿瘤 n梗塞 n癫痫 n磁共振波谱能早期发现癫痫灶及其所 致的细胞损害。 n采用NAA/ChoCr值为分析指标。 n1、敏感性较高 n2、颞叶由于受颅底结构及颞骨的影响 ,体素局部的匀场和水抑制程度受到限 制, 很难实现Cr 和Cho 波峰的完全分离 ,这时计算它们的合并强度比较合理可 靠。 判定异常标准 v颞叶脑组织NAA/ Cr + Cho 值低于0.6 判断为脑组织代谢功能异常。 v双侧颞叶的NAA/ Cr +Cho 差值大于 0.07 时，较低的一侧为异常侧。 波谱成像(MRS) 正常波谱图 左侧NAA峰降低，NAA/Cr+Cho比值：左侧0.54 ， 右侧0.62，提示致痫灶位于左侧。动态脑电图显示 ：左侧颞区频繁棘波放电，与MRS结果相符合。 n肿瘤 1、胶质瘤 2、转移瘤 3、淋巴瘤 n共同点：为NAA下降、Cho 上升、 Cho/ Cr 升高, 可出现Lip 、Lac峰。 n不同点： 1、胶质瘤NAA随恶性程度的升高而减低。 2、由于缺乏Cr激酶, 转移瘤中Cr较高级别胶 质瘤减低更明显甚至是消失的，Cho/Cr之 间存在显著差异。 3、淋巴瘤Cho 值可以高于正常脑组织3 倍 并伴随明显高耸的Lip峰( 被认为是其标志) 。L ip 升高可能与淋巴瘤富含脂质有关。 脑肿瘤MRI波谱分析：病灶区ho升高， 1.33ppm出现倒置双峰乳酸峰 胼胝体胶质瘤氢质子波谱，1.3ppm处 出现ip峰，为肿瘤坏死所致 脑膜瘤的氢质子波谱(NAA降低，Cho升高) n脑梗塞 nMRS 可用于急性和超急性脑梗死的诊 断,脑梗死病灶发生以下代谢改变: 1、在常规MRI 未见异常改变时,MRS 即 能早期发现Lac 峰。 2、对发病24h、梗死区在T2WI 上呈高 信号者,MRS 出现Lac 峰的范围常大于 T2WI 的病灶范围。 3、脑梗死病灶一旦出现Lac 峰,可持续 数天数周不等,峰值随时间推移逐渐 下降。 4、通常在Lac 峰