磁共振波谱技术(讲+全)课件

磁共振波譜技術MRSMRS可以檢出具有生理及病生理意義的代謝物在體、直接、無創採集原理:與MRI相同，遵循Larmor定律MRI：信號的變化隨時間變化的函數MRS：信號的振幅隨頻率分佈的函數原理Larmorequation旋磁比不同原子核共振的頻率不同MRS應用MRS較成熟的技術應用於中樞神經系統及前列腺疾病需要特殊的線圈及軟體31P在肌肉中及中樞神經系統的應用其他核的波譜技術尚在臨床研究階段13C、23NaMRS可以看到什麼？MRS基本概念不同化學結構中的氫原子，其進動頻率不同這種由於所處的分子結構不同所致的同一原子核進動頻率出現差異的現象稱之為化學位移現象水中的氫質子在1.5T場強條件下的進動頻率是63.9MHz長鏈脂肪酸中的氫質子在同場強條件下的進動頻率為63.9MHz-224Hz絕對頻率差實際意義較小以“百萬分之”（partspermillion，ppm）來表示化合物之間的頻率差別是恒定的。（無場強依賴）3T腦白質的MRS譜線移動脂肪0.9-1.3ppm乳酸（Lac）1.33ppmN-乙醯天門冬氨酸（NAA）2.02ppm谷氨酸類化合物複合峰（Glx）2.1-2.4,3.78ppm總肌酸（Cr）3.03總膽鹼（Cho）3.02肌醇（mI）3.56譜線的判讀譜線的要求：信噪比好（SNR）均勻性好一致性好SNR通常在頻率域定義為最大代謝物的峰高度除以無信號區雜訊的振幅的均方根波譜的基本概念峰下麵積與代謝物濃度呈正比線寬與化合物的T2*弛豫時間和磁場的均勻度有關，它決定譜線的頻率解析度原子核存在共價鍵，會形成自旋-自旋偶聯，則表現為特定形態的峰MRSvsMRI基於組織中水的T2弛豫時間，及脂肪的信號信號來源於全腦，解剖資訊來自質子及分佈及其在及其在不同組織中的相對弛豫率的不同T2WI，T1WI，FLAIRMRSvsMRI基於代謝物的T2弛豫時間信號來源於腦的特定區域PRESS，STEAM，CSIMRS的空間定位準確採集感興趣區容積（volumeofinterest，VOI）體素內的信號，而不被VOI以外的信號污染，是MRS成功的關鍵單體素多體素MRS選用的序列活體影像選擇波譜ISIS激勵回波採集模式STEAM點分辨波譜PRESS活體影像選擇波譜(imageselectin-vivospectroscopy，ISIS)反轉脈衝適用於射頻脈衝不均勻的表面線圈，且磁化向量全部反應的Z軸上，T2弛豫丟失很少，有利於短T2的核，常用於31P-MRS缺點是費時，對運動偽影敏感激勵回波採集模式（stimulateechoacquisitionmode，STEAM）優點是一次激發就可採集，不需要相位再迴圈；水抑制充分；體素邊緣的銳利度好；空間定位準確缺點是有近50%的信號丟失，造成信噪比較低點分辨波譜（pointresolvedspectroscopy，PRESS）主要是運用了重聚相位的1800脈衝，減少了信號的丟失選擇長回波時間時（TE>50ms）會導致短T2代謝物的丟失，且信噪比下降MRS的技術考慮不同的場強不同的序列（PRESS或STEAM）不同的參數（TE）

所得的譜線均會有差別，代謝物比值也有所不同3.0Tvs1.5TPress：TR1500ms，TE35ms3.0Tvs1.5TPress：TR1500ms，TE35ms1.5TPRESSvsSTEAMTR1500ms，TE35ms1.5TPRESSvsSTEAMTR1500ms，TE35ms3.0TPRESSvsSTEAMTR1500ms，TE35msTR時間不同的譜線PRESS3000ms1500msTE時間不同的譜線PRESS144ms35ms回波時間的影響短回波（TE<50ms）+可看到短T2代謝物，如mI,Glx+信號強度最高+有已形成的正常值可參考+可見脂肪信號

-基線易不穩長回波（TE>50ms）+基線平穩+TE=144有利於觀察乳酸峰

-很少有脂肪信號

-信號強度弱

-丟失所有短T2的代謝物MRS的技術選擇開始運用MRS技術前，應充分評價磁共振系統的MRS技術所能提供的品質，根據所需觀察的代謝物來確定所用的序列及所有參數。MRS的定量計算絕對定量與相對定量相對定量：以各種代謝物峰的高度或峰下麵積的比值進行定量分析絕對定量：以內源性的水或獨立的外源性的標準濃度的物質作參照進行計算機體對代謝物濃度的影響因素年齡腦內不同部位體溫肝、腎參與Cr合成，肝病時Cr下降糖尿病、腎病、滲透壓異常、移植腎、輸液均勻影響MRS的結果影響比值的因素序列：明顯影響TE時間：明顯影響TR時間：有些影響體素位置：明顯影響體素大小：有些影響磁場均勻性：有些影響VOI的有效設置Hunter，sangle白質灰質128966432常規採集參數SV：PRESS序列TR1500msTE35msVOI2*2*2cmNAV：128採集時間短CSI：PRESS序列TR1500msTE35msVOI10mm*Matrix16*16採集時間長SVvsCSI單體素波譜容易實現成像時間相對短相對容易克服磁場不均勻的影響譜線的基線穩定譜線的定性分析好化學位移成像覆蓋範圍大，一次採集獲得較多資訊成像時間長容易受到磁場不均勻的影響譜線品質常受影響單體素波譜多體素波譜代謝物分佈圖MRS的偽影運動偽影大部分不易觀察，導致線寬增加，頻率分辨力下降代謝物在譜線上呈分裂峰，多見於患者頭在兩個不同位置上來回運動在波譜採集定位後患者頭部移動，導致採集的體素並非設定的體素化學位移偽影—通常只影響單體素採集化學位移偏離，發生在譜線後處理是擬合算法不正確時，標記錯誤激發的化學位移偽影，出現在應用選層脈衝或讀出梯度時磁敏感偽影是最易觀察到的MRS偽影，通常出現在3.5-4.0ppm區域。通常被稱為鬼影（ghost）渦電流偽影常在譜線的1.0-2.0ppm出現一個尖銳的下降體素外的磁敏感物質的干擾，不僅影響單體素採集也影響多體素採集1HMRS的臨床應用局灶性病變的定性代謝性疾病缺氧腦病（HIE）癲癇（定位、定側）癡呆精神疾患的輔助檢查彌漫或特定區域病變Alzheimer病代謝性疾病顳葉癲癇肝性腦病胎兒期發育異常創傷非特定區域病變腦腫瘤腦膿腫腦卒中多發性硬化AIDS病變國外正常值選擇區域41-60歲組的正常比值（3.0T）前扣帶回灰質NAA/Cr:1.41±0.09Cho/Cr:0.87±0.07 mI/Cr:0.60±0.24後扣帶回灰質NAA/Cr:1.40±0.10Cho/Cr:0.68±0.06mI/Cr:0.56±0.07左側腦室前腳旁白質NAA/Cr:1.55±0.09Cho/Cr:1.04±0.13mI/Cr:0.65±0.08左側腦室後腳旁白質NAA/Cr:1.61±0.14Cho/Cr:0.96±0.12mI/Cr:0.62±0.06判讀較腦內腫瘤膠質瘤的診斷和分級腫瘤邊界的評價鑒別原發和轉移鑒別腫瘤和某些感染性病變膠質瘤放療後壞死與復發的鑒別CASE1膠質瘤少突膠質細胞瘤Ⅱ級CASE2膠質瘤Ⅰ—

Ⅱ級星形細胞瘤CASE3肥胖型間變型星形細胞瘤Ⅲ—Ⅳ級CASE4膠質瘤病CSAE5男55歲AIDS，低熱2周，嘴角左偏CSAE6MRS提示神經元損傷，出現明顯的無氧酵解，無明顯膠質增生Cho升高提示腫瘤性病變不除外，建議增強MRICSAE7男48歲，左腎癌術後1年，左側肢體無力1周CASE8女39歲，星形細胞瘤術後CASE9腦膿腫與腦囊性腫瘤的鑒別CASE10腦膜瘤：Cho升高，NAA及Cr幾乎消失，提示腦外腫瘤CASE11男69歲，癲癇發作半月，有失語，右手抽搐，右側肢體無力。肺部發現一腫塊外院發現顱內多發占位半月，增強多呈環形強化代謝性腦病線粒體腦肌病MELAS發病機制多由於mtDNA的A3243G點突變，線粒體的結構及功能異常，導致細胞呼吸鏈受損，ATP形成障礙，組織代謝能量不足，出現的無氧酵解，產生乳酸，易出現在需氧量較多的組織。CASE12CASE13男12歲發作性左側肢體抽搐伴意識障礙2年CASE14女23歲，發作性右上肢無力3年腦脊液檢測CASE15男20歲，反復抽搐4年，左側偏盲1月CASE16女9歲，反復抽搐伴肌酶升高20個月肝性腦病肝細胞功能衰竭，或門體循環分流所致的神經精神異常性格改變、行為異常、智能減退、神經錯亂撲翼樣震顫、肌張力升高、病理征、共濟失調繼發神經元功能異常、代謝異常、星形細胞水腫、腦內錳異常沉積、腦水腫、神經元脫失致腦萎縮肝性腦病的臨床診斷認知功能改變腦電圖節律減慢大腦神經生化/神經介質動態平衡失常血氨水平異常腦脊液的Glx、氨濃度異常滲透壓的動態平衡改變CASE17男69歲，肝硬化，血氨水平79μmol/L小兒缺血缺氧性腦病7月，餵養後無反應其他（真菌）活檢：培養出毛黴菌絲梗死假瘤性脫髓鞘ADEM男40歲，頭暈1月，四肢無力2周SLE癲癇主要用於顳葉的定側，文獻多採用TE=135ms/144ms的序列，計算NAA/Cr、NAA/（Cho+Cr）的比值有報導：MRS可顯示87%的海馬的NAA濃度和NAA/（Cho+Cr