磁共振波谱技术(讲+全).ppt

1、磁共振波谱，张文波，MRS，MRS可以检测具有生理和病理意义的代谢产物。体内、直接和无创采集的原理与磁共振成像相同，遵循拉莫尔定律。磁共振成像：信号随时间变化的功能。磁共振波谱：信号振幅随频率分布的函数，原理，拉莫尔方程旋磁比，不同的核磁共振频率，磁共振波谱的应用，磁共振波谱成熟技术在中枢神经系统和前列腺疾病中的应用，需要肌肉和中枢神经系统专用线圈和软件31P。其他细胞核的光谱技术仍处于临床研究阶段13C，23na。夫人能看到什么？MRS的基本概念是，氢原子在不同化学结构中的进动频率是不同的。由于分子结构不同，同一原子核的进动频率不同，这种现象称为化学位移现象。1.5T场强条件下水中氢质子的进

2、动频率为63.9兆赫，相同场强条件下长链脂肪酸中氢质子的进动频率为63.9兆赫-224兆赫。绝对频率差没有什么实际意义，用“百万分之一”来表示。(与场强无关)，3T白质MRS谱线，移动脂肪0.9-1.3ppm乳酸(lac)1.33 ppm n-乙酰天冬氨酸(NAA)2.02ppm谷氨酸复合物峰(glx) 2.1-2.4，总肌酸(Cr)3.03总胆碱(Cho)3.02肌醇谱线要求：良好的信噪比(SNR)，良好的均匀性和良好的一致性。信噪比通常定义为最大代谢物的峰值高度除以频域中非信号区域的噪声幅度的均方根。光谱的基本概念是，峰下面积与代谢物浓度成正比，线宽与化合物的T2*弛豫时间和磁场的均匀性有

3、关，这决定了谱线的频率分辨率。原子核中有共价键，会形成自旋-自旋耦合。然后，它显示了一个具有特定形态的峰值，磁共振波谱与核磁共振波谱。基于组织中水分和脂肪信号的T2松弛时间来自整个大脑。解剖信息来自质子的不同T2WI、T1WI、FLAIR、MRS和磁共振成像及其在不同组织中的分布和相对弛豫速率。基于代谢物的T2弛豫时间信号来自大脑的特定区域，PRESS，STEAM，CSI和MRS的空间位置能够准确地收集感兴趣体积(VOI)体素中的信号，而不受除VOI以外的信号的污染，这是MRS成功的关键。由MRS选择的序列，活图像的所选光谱ISIS激发回波采集模式STEAM点分辨光谱PRESS， 图像选择体内

4、光谱(ISIS)反转脉冲适用于射频脉冲不均匀的表面线圈，磁化矢量充分反射的Z轴T2弛豫损耗很小，有利于短T2核。 在31P-MRS中使用ISIS反转脉冲的缺点是耗时且对运动伪影敏感。刺激回波采集模式(STEAM)的优点是可以在一次激发后采集。足够的水抑制；体素边缘清晰度好；精确空间定位的缺点是将近50%的信号丢失，导致低信噪比。点分辨光谱学(PRESS)主要使用1800脉冲的反相相位，这减少了信号的损失。选择长回波时间(TE50ms)将导致短T2代谢物的损失，信噪比将降低。MRS的技术考虑：不同序列(PRESS或STEAM)和不同参数(te)获得的谱线不同，代谢物比例也不同，分别为3.0t对1

5、.5t，press: tr1500ms，te35ms，3.0t对1.5t，press: tr1500ms，TE35ms，1.5T PRESS对STEAM。TR1500ms，te35ms，1.5t press vs steam，TR1500ms，te35ms，3.0t press vs steam，tr1500ms，te35ms，不同tr时间的谱线，press，3000ms，1500ms，不同te时间的谱线，press，144ms，35ms，回波时间的影响，短回波(TE50ms)可以看到短的T2代谢产物，如mI，Glx信号强度具有最高的确定正常值，其可以指可见脂肪信号TE=144有利于观察乳酸峰

6、-少量脂肪信号-微弱信号强度-所有短T2代谢物均丢失，选择MRS技术前，应充分评估MRS技术在MRS系统中所能提供的质量，并根据待观察的代谢物确定序列和所有参数。MRS定量计算，绝对和相对定量：基于各种代谢物峰高或亚峰面积比值的定量分析绝对定量：基于标准浓度的内源性水或独立外源性物质的计算，影响代谢物浓度的因素，不同年龄大脑不同部位的体温，肝脏和肾脏参与铬合成，肝脏疾病中铬的下降，糖尿病，肾病，异常渗透压，肾移植，均匀输注影响MRS结果，影响比值的因素， 顺序：明显影响时间：明显影响时间：一些影响体素位置：明显影响体素大小：一些影响磁场均匀性：一些影响，有效设置VOI，亨特，角度，白质，灰质，

7、128， 32、常规采集参数，SV: PRESS序列TR1500S TE35mS VO2 * 2 * 2cm NAV:128采集时间短，CSI: PRESS序列TR1500ms TE35ms VO10 mm *矩阵16 * 16采集时间长，SV对CSI，单体谱容易实现。成像时间相对较短。相对容易克服磁场不均匀性的影响。基线稳定谱线定性分析好，化学位移成像覆盖范围大，成像时间长。它容易受到磁场不均匀性的影响。谱线质量经常受到影响。单体光谱、多体素光谱、代谢物分布图、磁共振伪影和运动伪影大多难以观察，导致线宽增加。频率分辨率降低的代谢物在谱线上显示分裂峰，这在患者头部在两个不同位置来回移动时更常见

8、，导致收集的体素不是设定的体素。化学位移伪影通常只影响单体采集的化学位移偏差，这种偏差发生在谱线后处理是不正确的拟合算法时，并且标记了由误差激发的化学位移伪影。当施加层选择脉冲或读出梯度时，磁敏感性伪影是最容易观察到的磁共振伪影。通常称为鬼影，涡流伪影通常在1.0-2.0ppm的谱线处显示急剧下降，体素外的磁敏感物质的干扰不仅影响单体的收集，还影响多体素的收集，1HMRS的临床应用，局灶性病变的定性代谢疾病，缺氧性脑病(HIE)，癫痫(定位和侧化)，痴呆和精神障碍的辅助检查，弥漫性或特定区域疾病阿尔茨海默氏病，代谢疾病，颞叶癫痫，肝性脑病，胎儿发育不良，非特定区域疾病， 脑肿瘤、脑脓肿、脑卒中

9、、多发性硬化、艾滋病、异物正常值选择区、正常比值41-60岁组(3.0T)、前扣带回灰质NAA/铬： 1 . 410 . 09 CHO/铬： 0 . 870 . 07 mi/铬： 0 0 . 600 . 24和后扣带回灰质NAA/铬： 1 . 400 . 10 CHO/铬： 0 0 0 . 688 脑肿瘤和胶质瘤的诊断及肿瘤边界的评价；原发性和转移性肿瘤的鉴别及某些感染性疾病放疗后坏死和复发的鉴别：CASE1，胶质瘤，少突胶质细胞瘤分级，CASE2，胶质瘤，分级星形细胞瘤，CASE3，肥胖间变性星形细胞瘤分级，CASE4，胶质瘤病，CSAE5，男性55岁，艾滋病，低烧2周，左嘴角，CSAE6，

10、MRS提示神经元损伤，明显无氧糖酵解，无明显胶质增生，Cho升高提示肿瘤病变，建议增强磁共振成像，CSAE7，男性48岁，左肾细胞癌手术后1年，左肢体无力后1周，CASE8，女性39岁脑膜瘤：Cho增加，NAA和铬几乎消失，提示脑外肿瘤，病例11，男性，69岁，癫痫发作半个月，言语障碍，右手抽搐，右肢体无力。在外院发现的肺部有一个肿块。颅内病变多为环状强化。代谢性脑病和线粒体脑肌病。MELAS的发病机制主要是由于mtDNA a 3243g点突变，线粒体结构和功能异常，导致细胞呼吸链损伤，三磷酸腺苷形成障碍，组织代谢能不足，无氧糖酵解和乳酸产生等病例12，病例13，男性12岁，阵发性左肢体痉挛伴

11、意识障碍2年，病例14，女性23岁，阵发性右上肢无力3年，脑脊液检查，病例15，男性20岁，反复惊厥4年，左侧偏盲1个月，病例16，女性9岁，反复惊厥伴肌酶升高20个月，肝性脑病和肝细胞衰竭。或临床诊断为神经精神异常、人格改变、行为异常、智力下降、神经障碍、扑翼震颤、肌肉张力增加、病理症状、共济失调继发神经元功能障碍、代谢异常、星形胶质细胞水肿、大脑异常锰沉积、脑水肿、由神经元丧失和肝性脑病引起的脑萎缩、认知功能改变脑电图节律减慢脑神经生化/神经递质动态平衡障碍异常血氨水平异常脑脊液Glx动态平衡改变、氨浓度异常渗透压、CASE17、男性69岁、肝硬化、 血氨水平79摩尔/升，缺氧缺血性脑病患儿，7月，喂养后无反应，其他(真菌)，活检：毛霉丝培养，梗死，假瘤脱髓鞘，ADEM，男，40岁，头晕1个月，四肢无力2周，系统性红斑狼疮，癫痫，主要用于颞叶侧化，大部分文献采用TE=135ms毫秒/144毫秒，并计算NAA/铬，NAA/(Cho铬)比值。 据报道，磁共振波谱可显示87%的海马NAA浓度和NAA/(Cho Cr)比值异常。其中，27%的病例MRI海马结构无异常，仍有不能判断的病例。有必要结合脑电