MRS分析.ppt

颅内疾病的H1 MRS检查 浙江大学邵逸夫医院郑伟良 WhatCanWeSeeintoMRspectroscopy MRS的原理 由于质子空间位置的不同 根据Lamour方程 自旋频率有轻微的差别 化学位移 1H有10ppm 640Hz 1 5T 31P有30ppm 770Hz13C有200ppm 5000Hz19F有2000ppm 120000Hz空间定位PRESS或者PRIME 抑制水中的1H信号 whatifthenucleiemitslightlydifferentfrequencyenergy whatdeterminesthefrequency energydifferencefieldstrength B0appliedfield Larmorfrequency magicnumberfornucleus gyromagneticratio purelyempiricalWhatistherealfieldthatanucleussees mixtureofoutsidefieldandlocalenvironment blueHisdifferenttogreenHsofrequencyshouldchange Apossibletoyspectrum frequency looksmorelikerealspectroscopydifferentnucleigivedifferentpeaksarealspectrum Recordingaspetrum excite manydifferentfrequences sortoutfrequencieswithFouriertransform Spectrumwithsplitting diagramfromhttp drx ch huji ac il nmr whatisnmr whatisnmr html whendoweseesplitting H C H C C H N H C H C H C H 2 O C C H 3 C H 3 realsplitting diagramfromhttp drx ch huji ac il nmr whatisnmr whatisnmr html MRS的技术和影响因素 1 扫描技术 H1 P31 13C 19F等 较常见的是1H和31P 2 H1 MRS Singlevoxel Multi voxel 3 D等 3 TE时间影响显示的波峰 如短TE显示的波较多 10 25ms 长TE 144 135ms等 4 脑的不同部位和年龄影响组织内分子的含量 附近组织的影响 5 最小的Voxel为4mm 实验用甚至达2mm 一般化学物质浓度0 5mM 10mM MRS成像技术 如何定位 采用三个相互垂直的90度选层剃度 PRESS采用90 180 180度 1 STEAM和PRESS的区别 前者不易受周围的信号污染 后者定位不如前者准确但是S N是前者的2倍 2 CHESS抑制水分子的信号 预饱和 脑正常H 波谱分析 1 NAA N 乙酰天门冬氨酸 2 02 2 6ppm 在神经细胞内 由神经元的线粒体产生 2 Cr 肌酸 磷酸肌酸Pcr 3 02ppm 能量代谢物 3 Cho 胆碱复合物 3 23ppm 磷酸胆碱 PC 和甘油酸胆碱 GPC 细胞膜和脂质中 细胞膜的合成和降解 葡萄糖 3 4和3 8ppm 糖尿病可以升高 4 Lac 乳酸 1 33ppm 双峰结构 正常脑组织内无 5 MI 肌醇 3 56ppm 少量为氨基乙酸和1 磷酸肌醇 与脑的渗透调节和细胞膜磷脂代谢有关 为胶质细胞的指标 良性者升高 MI Cr明显升高提示为非肿瘤性病变 短TE更明显 长TE受J coipling影响 6 Glx 谷氨酸盐 谷氨酰胺 氨基丁酸 脑内活性物质 2 2 2 4ppm和3 6 3 8ppm Glx高于NAA的1 3 提示升高 Glx明显升高提示为非肿瘤性病变 脑缺氧 肝昏迷 癫痫精神分裂等 7 Lip脂质波 1 4ppm 提示组织坏死 髓鞘发育前可以发现Lip波 MRs PROBE SV 2DMRSPECTROSCOPY 2DMRSPECTROSCOPY 2DMRSPECTROSCOPY 颅内MRS正常值 MRS MRS 新生儿颅脑MRS特点 MI和Cho在新生儿较成熟脑高 MI在最初的的数月下降 Cho随着髓鞘化而下降 NAA和Cho出生时都很低 Cho在4月内持续升高并保持恒定 NAA在第一年保持恒定 成年后金属沉积波增宽 颅内病变的MRS 肿瘤MRS特点 NAA下降甚至无 Cho升高 Cr可以下降 出现Lac以及Lip波 鉴别肿瘤和炎症 脓肿内出现氨基酸波Aas 0 9ppm 出现在长TE序中 短TE可能与Lip重叠 Cho Cr和NAA下降 醋酸盐 1 92ppm 琥珀酸盐 2 4ppm Aas为细菌分解产物 但是在霉菌以及寄生虫感染没有AA 脑囊虫 Cho Cr和NAA下降 Lac和Aas升高 醋酸盐 1 92ppm 琥珀酸盐 2 4ppm 和Aas升高提示非肿瘤 结核瘤 显著特点是Lip NAA Cho Cr和MI减少甚至缺失 脑炎 NAA和NAA Cr下降 慢性期更加明显 Cr下降 Cho和Cho Cr显著升高 尤其疱疹病毒感染 出现MI提示炎症 弓形虫感染和淋巴瘤 淋巴瘤的NAA Cr NAA Cr和MI降低 Cho升高 Lip和Lac升高 前者的Cho下降 左额叶病灶 长T1长T2信号 MRS波谱分析 GlioblastomaAbscess MRimagesofapatientwithabrainabscess MRimagesofapatientwithabrainabscess MRS Representativeinvivo1HMRspectraforsixcerebralabscessesdemonstrateaninvertedresonancearound0 9ppm whichcorrespondstoaminoacids AA aminoacids Ac acetate Ala alanine Lac lactate ms millisecond Suc succinate MRS abscess 脑脓肿的MRS 1 在强化的脓肿壁 脓腔和周围水肿区内见显著和典型的Lac波 脓腔 脓肿壁 周围水肿区 2 脓肿壁 脓腔和周围水肿区内NAA下降 但是脓肿壁 脓腔 3 随着Lac峰从中心向周围水肿区递减 Cho和Cr递增 succinate Succ acetate Ac alanine Ala lactate Lac andaminoacids AA MRS在良恶性胶质瘤中的意义 1 NNA显著降低 Cr中度降低 Cho升高 2 Lip和Lac提示肿瘤缺氧和坏死 3 Cho NAA值与恶性相关性明显 4 出现Ala Gly和PEA与恶性程度有关 5 MI以及MI Cr 良性者较高 Headacheandepilapsyina35yearmale MRSin6and16voxel Multi voxelMRSofglioma 49yearfemalepatient TIWI CandMRS Gliomatosiscerebri 胶质瘤不同区域MRS值比较 胶质瘤 NAA Cho 1肿瘤中心 2肿瘤周边 3周围水肿 4对侧正常区域 NAA Cr Cho Cr 肿瘤中心区 边缘区和周围水肿区NAA Cho和NAA Cr递增 Cho Cr和乳酸值递减 肿瘤强化区内NAA下降 于强化区可见乳酸峰 Braininfarction NAA降低 出现乳酸峰 DiffusionandMRS A control B lowgradeastroma C analplasia D GBM MIdecreasedwithgrading 22 year oldmanwitholigodendrogliomaInvolvingthelefttemporallobandbasalgangliaregion NAAandCho NAA Cho 0 72 25 year oldwomanwithlow gradeastrocytomainrightthalamusandsubsequentinvasionoftheleftthalamusviathemassaintermedia NAA Choratio 0 66 withprominentlactatepeak A D healthycontrolsubject A low gradetumor B ananaplasticastrocytoma C GBM D 2000 272 128 TR TE excitations JPA Juvenilepilocyticastrocytoma PNETandependymoma Harmatoma tuberoussclerosisandcorticaldysplasia Cerebralinfarction HIE near drowning Twelve month oldpresentingwithpneumoniaandseizureepisode Four month oldwithsevereshakinginjury 脱髓鞘疾病的MRS 1 NAA NAA Cr降低 Cho Cho Cr MI MI Cr升高 出现Lac和Lip 2 假肿瘤样的MS 肿瘤的NAA下降更明显 MI Cr升高提示为MS 3 PML进行性多发脑白质病 MI MI Cr中度升高 与淋巴瘤鉴别 4 其它 MS斑块区域和正常区域MRS Tumefactivedemyelinatinglesion Gliomaornot 脑内和脑外肿瘤 1 脑膜瘤和神经鞘瘤 无NAA和Cr 神经鞘瘤在3 6ppm出现磷酸肌醇峰 脑膜瘤出现Ala 1 2 1 4ppm Cho和Glx升高 Cho显著 Cr和Lip下降 转移性肿瘤 无NAA Lip和Lac显著 DBM和M均可有显著的Lip峰 Metastasistumor 肿瘤复发和放射性脑炎 前者恢复肿瘤特性 后者NAA Cr Cho MI下降或者缺乏 Lip和Lac峰 原始神经外胚层肿瘤 PNET 除了其它肿瘤特征外有明显的丙氨酸和Glx Cho升高超过星形细胞瘤和室管膜瘤 3 65ppm处有Gly Mi的升高 颅咽管瘤 出现Lip峰 脑膜瘤MRS结果 1 除了其它MRI的固有的特征外 MRS显示Cho显著升高 NAA缺乏 Cr明显下降或缺乏 其中1 3于肿块内可见NAA波峰 2 于肿块内部可测到Lac峰 于肿瘤旁白质内未见Lac峰 MRS MRS MRS 脑内转移性肿瘤MRS 1 2 3于中心区NAA缺乏 但是在肿瘤边缘可见下降的NAA峰 Cho升高 Cr明显下降或缺乏 2 肿块内2 3见在1 33ppm左右单峰波 可能为坏死的脂质成份 3 转移性肿瘤的Cho Cr 5 22 3 58 2 02和1 转移性肿瘤的Cho Cr 听神经鞘瘤的MRS 1 在肿瘤的实性和囊性变区NAA和Cho下降 囊性变区域Cr明显下降或缺乏 2 实性区域或肿块中心可测到Lac 囊性变区域无 3 周围脑组织无Lac NAA Cho和Cr与对侧相似 NAA甚至略高 颅咽管瘤的MRS 1 囊性部分NAA Cho和Cr均缺乏 2 无Lac 3 本例 9岁 见阻塞性脑积水 于MR信号表现正常岛叶相对于Cho和Cr NAA下降 NAA Cho NAA Cri 和Cho Cri分别为 0 47 0 88和1 92 MRS MRS MRS MRS MRS 代谢性疾病 Leigh sDisease 脑组织中出现Lac NAA Cho和Cr下降 NAA明显 MELAS病 在脑实质以及CSF中发现乳酸峰 肝性脑病 myo inositol MI Cr Cho Cr下降 Glx Cr升高 肝移植后可以恢复到正常 Leigh sSyndromeintwinsisters Leigh sDisease Imagesfromthecaseofa31 year oldmanwithMELASsyndrome whichwasdocumentedbyapointmutationinthemitochondrialtRNA Leu One year oldwithCanavandisease Eight month oldwithAlexanderdisease shortandlongTE Six year