MRS分析PPT课件.ppt

.,1,颅内疾病的H1+MRS检查,浙江大学邵逸夫医院郑伟良,.,2,WhatCanWeSeeintoMRspectroscopy?,.,3,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，,.,4,whatifthenucleiemitslightlydifferentfrequencyenergy?,whatdeterminesthefrequency?energydifferencefieldstrength,.,5,B0appliedfieldLarmorfrequencymagicnumberfornucleus(gyromagneticratio)purelyempiricalWhatistherealfieldthatanucleussees?mixtureofoutsidefieldandlocalenvironment,blueHisdifferenttogreenHsofrequencyshouldchange,.,6,Apossibletoyspectrum,frequency,looksmorelikerealspectroscopydifferentnucleigivedifferentpeaksarealspectrum?,.,7,Recordingaspetrum,excite,manydifferentfrequences,sortoutfrequencieswithFouriertransform,.,8,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,.,9,realsplitting,diagramfromhttp:/drx.ch.huji.ac.il/nmr/whatisnmr/whatisnmr.html,.,10,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。,.,11,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90180180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；,.,12,脑正常H+波谱分析,1、NAA（N乙酰天门冬氨酸），2.022.6ppm,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。,.,13,4、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。,.,14,MRs,.,15,PROBE-SV,.,16,.,17,2DMRSPECTROSCOPY,.,18,2DMRSPECTROSCOPY,.,19,2DMRSPECTROSCOPY,.,20,颅内MRS正常值,.,21,MRS,.,22,MRS,.,23,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；,.,24,.,25,.,26,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；,.,27,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；,.,28,左额叶病灶，长T1长T2信号,.,29,MRS波谱分析,.,30,.,31,.,32,GlioblastomaAbscess,.,33,MRimagesofapatientwithabrainabscess,.,34,MRimagesofapatientwithabrainabscess,.,35,MRS,.,36,Representativeinvivo1HMRspectraforsixcerebralabscessesdemonstrateaninvertedresonancearound0.9ppm,whichcorrespondstoaminoacids.AA=aminoacids,Ac=acetate,Ala=alanine,Lac=lactate,ms=millisecond,Suc=succinate.,.,37,MRS-abscess,.,38,.,39,.,40,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。,.,41,succinate(Succ),acetate(Ac),alanine(Ala),lactate(Lac),andaminoacids(AA).,.,42,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；,.,43,Headacheandepilapsyina35yearmale,.,44,MRSin6and16voxel,.,45,Multi-voxelMRSofglioma,.,46,49yearfemalepatient,.,47,TIWI,+CandMRS,.,48,Gliomatosiscerebri,.,49,胶质瘤不同区域MRS值比较,.,50,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。,.,51,NAA/Cr,.,52,Cho/Cr,.,53,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。,.,54,Braininfarction:NAA降低，出现乳酸峰,.,55,DiffusionandMRS,.,56,Acontrol,B-lowgradeastroma,C-analplasia,D-GBM,MIdecreasedwithgrading,.,57,22-year-oldmanwitholigodendrogliomaInvolvingthelefttemporallobandbasalgangliaregion.NAAandCho(NAA/Cho=0.72),.,58,25-year-oldwomanwithlow-gradeastrocytomainrightthalamusandsubsequentinvasionoftheleftthalamusviathemassaintermedia。NAA/Choratio(0.66)withprominentlactatepeak,.,59,AD,healthycontrolsubject(A),low-gradetumor(B),ananaplasticastrocytoma(C),GBM(D).2000/272/128(TR/TE/excitations),.,60,JPA(Juvenilepilocyticastrocytoma),.,61,PNETandependymoma,.,62,Harmatoma,tuberoussclerosisandcorticaldysplasia,.,63,Cerebralinfarction,HIE,.,64,near-drowning,.,65,Twelve-month-oldpresentingwithpneumoniaandseizureepisode,.,66,.,67,Four-month-oldwithsevereshakinginjury,.,68,.,69,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；,.,70,MS斑块区域和正常区域MRS,.,71,Tumefactivedemyelinatinglesion.,Gliomaornot?,.,72,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；,.,73,Metastasistumor,.,74,.,75,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；,.,76,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。,.,77,MRS,.,78,MRS,.,79,MRS,.,80,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。,.,81,转移性肿瘤的Cho/Cr：,.,82,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。,.,83,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。,.,84,MRS,.,85,MRS,.,86,MRS,.,87,MRS,.,88,MRS,.,89,代谢性疾病,LeighsDisease: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；,.