磁共振波普成像

1、磁共振波谱成像 2016年12月转载常规磁共振（常规磁共振（cMRI)cMRI)功能性磁共振（功能性磁共振（fMRIfMRI）弥散加权成像弥散加权成像（DWI ）波谱成像波谱成像（MRS）灌注成像灌注成像（PWIPWI）扩散张量成像扩散张量成像（DTI）脑皮层功能成像脑皮层功能成像（BOLDBOLD）磁敏感成像磁敏感成像（SWI） 磁共振波谱成像磁共振波谱成像 magnetic resonance spectrum magnetic resonance spectrum imagingimaging，MRSIMRSIMRS概述临床应用概述MRS是目前唯一一种无创性观察活体组织代谢及生化变化的技

2、术，是从组织细胞代谢方面来表达其病理改变的。可以检测到cMRI不能显示的异常。MRS是利用磁共振现象和化学位移作用,对特定原子核及其化合物进行分析。概述1947年波罗科特( Proctor)指出原子核的共振频率与其化学环境密切相关,化学环境的改变可使某种原子核在Larmor共振频率的基础上有轻微的偏移,这种现象称之为化学位移。1995年，MRS被美国食品及药品管理局正式批准概述现在用于MRS检测的原子核有1H、13C、19F、23Na、31P。应用于临床的MRS主要有两种，即1H-MRS和31P-MRS。1H波谱磁敏感性较31P波谱高，因此信号更强，有更高的空间分辨率1H最常用于MR波谱分析，

3、能检测脂肪、氨基酸、酮体等生物重要代谢物质 代谢物化学位移代谢物化学位移代谢物名称代谢物名称缩写缩写位移位移ppmppmN-乙酰天门冬氨酸肌酸胆碱肌醇乳酸脂质谷氨酸/谷氨酰胺丙氨酸NAACrChomILacLipGlu/GlnAla2.02-2.052.02-2.05 3.033.943.033.943.23.2 3.63.6 1.31.3 0.9-1.40.9-1.4 2.1-2.52.1-2.5 1.3-1.51.3-1.5 NAAN-乙酰天门冬氨酸乙酰天门冬氨酸 波峰位置：波峰位置：2.02，2.5和和2.6PPM 最高峰，灰白质浓度接近最高峰，灰白质浓度接近 神经元和轴索生存能力与密度

4、的标记物神经元和轴索生存能力与密度的标记物 Cr肌酸肌酸 波峰位置：波峰位置：3.02和和3.94 脑代谢标记物，最稳定脑代谢标记物，最稳定 Cho胆碱胆碱 波峰位置：波峰位置：3.22 磷脂代谢的成分，细胞膜转换的标记物，磷脂代谢的成分，细胞膜转换的标记物， 反映细胞增殖反映细胞增殖 mI肌醇肌醇 波峰位置：波峰位置：3.56和和4.06 胶质细胞的标记物，位于星形细胞中；胶质细胞的标记物，位于星形细胞中； 髓鞘退变的产物髓鞘退变的产物Lac乳酸乳酸波峰位置：双峰线，中心在波峰位置：双峰线，中心在1.33PPM，第二峰在第二峰在4.1PPM，水抑制时被抑制，水抑制时被抑制，TE为为135或或

5、144ms时反转时反转提示厌氧性糖酵解提示厌氧性糖酵解(正常脑组织不可见）正常脑组织不可见）Lip脂质脂质波峰位置：在波峰位置：在0.8至至1.3PPM之间多峰之间多峰提示髓鞘坏死和提示髓鞘坏死和/或中断或中断( (正常脑组织不可见）正常脑组织不可见）Ala丙氨酸丙氨酸波峰位置波峰位置1.48Glx-谷氨酰胺和谷氨酸谷氨酰胺和谷氨酸波峰位置：波峰位置：2.12.55PPM谷氨酰胺谷氨酰胺星形细胞标记物星形细胞标记物谷氨酸谷氨酸神经毒素神经毒素脑白质正常谱线脑白质正常谱线谱图解读MRS谱线的横轴代表化学位移，即频率，所能探测到的化合物表现为在一个或特定频率上的峰。纵轴是化合物的信号强度，其峰高度

6、或峰下面积与该化合物的浓度成正比。波谱技术匀场抑水定域方法波谱技术匀场MRS反映的是局部磁场的瞬间变化，对磁场均匀性的变化敏感，不均匀会导致波峰的增宽和重叠，从而导致分辨率、敏感度的降低波谱技术 抑水水 在 体 内 的 浓 度 是 其 它 产 物 的100000倍必须抑水以充分显示其他代谢峰。常用：化学位移饱和法（chemical-shift sclective saturation CHESS）在使用波谱脉冲序列前，使用以水共振频率为中心的射频脉冲完成水抑制波谱技术 空间定位技术单体素技术多体素技术基本技术常用的单体素空间定位采集技术 激励回波采集模式 （stimusates echo ac

7、quisition mode，STEAM） 连续使用三个互相垂直的90度脉冲获得1个受激回波点分辨波谱（point resolved spectroscopy，PRESS） 使用1个90度脉冲和2个重聚的180度脉冲获得自旋回波基本技术STEAM 优点：回波时间短（20-30ms），能显示谷氨酰胺和谷氨酸（glutamine、glutamate,Glx)、肌醇（myo-inositol，mI)、脂质（lipids，lip）等短T2物质 缺点：信噪比低，对运动极敏感基本技术PRESSPRESS 目前常用的技术,可选择长、短TE 优点：优点：信噪比高 缺点：缺点：选择长回波时间时（TE50ms）会

8、导致短T2代谢物的丢失，且导致信噪比下降l平直的基线l明确的窄峰 体素的位置和大小：为提高1H MRS 敏感性,感兴趣区要求有严格的边界,并避免来自邻近组织的干扰:体素越小，部分容积效应越小，但信噪比及空间分辨率降低 血管、血液、空气、脑脊液、脂肪、 坏死区、金属、钙化 颅骨,ROI距其至少约510mm 邻近静脉窦临床应用脑肿瘤鉴别脑内外肿瘤和非肿瘤性病变、原发和转移鉴别、胶质瘤分级提示、提示理想的穿刺部位、评价肿瘤浸润和进展、评价治疗反应、放疗前定位、鉴别术后复发、残存与术后瘢痕、放射性脑坏死。颞叶癫痫-定侧、定量脑卒中梗死、出血脑缺氧-HIE：评估预后感染性病变-病毒性脑炎、脑脓肿脑损伤-

9、发现常规CT阴性的病变、评价疗效、预测后果神经退行性疾病：老年性痴呆（AD）-早期诊断代谢性疾病-线粒体脑病脱髓鞘-脑白质营养不良、多发性硬化精神性疾病-抑郁症、精神分裂症药物依赖其他系统疾病引起的脑改变肝性脑病、慢阻肺、系统性红斑狼疮、Cusing 综合症等引起的脑代谢变化前列腺、肝脏、骨骼肌、心肌疾病 NAA Cr Cho Lac Lip ala肿瘤 - - -脓肿 梗死 - - -MS - - -癫痫 - - 颅内常见病变的代谢物特征3.0PPM2.02.5CitrateCholinePolyaminesCreatineCitrateCholinePolyaminesCreatine3.

10、0PPM2.02.5前列腺频谱前列腺频谱CCCC针对性活检 频谱提高诊断前列腺频谱提高诊断准确性前列腺频谱提高诊断准确性 临床病史 PSA持续升高连续活检阴性早期诊断早期诊断放疗过程的疗效跟踪前列腺频谱有效地监测治疗过程31P-MRS技术31P的共振频率带大约40 ppm,生物组织的31 P-MRS可测出七条不同的共振峰相应的7种代谢物分别是：磷酸单酯( PME) ,无机磷( Pi) ,磷酸二脂( PDE) 、磷酸肌酸( PCr) 、三磷酸腺苷(-ATP,-ATP,-ATP) ,这些化合物对于了解机体的代谢过程均有重要意义31P MRS的临床应用 肌肉骨骼系统能够观察到骨及软组织肿瘤的磷脂代谢

11、和能量代谢的异常变化, 提高临床对骨及软组织肿瘤良恶性的鉴别诊断,同时也可以作为一种监测恶性骨及软组织肿瘤综合治疗疗效及预后的更好的评估方式,从而对临床能够及时评估骨及软组织肿瘤对放、化疗方案的反应,及时更改治疗方案提供重要参考价值。骨及软组织肿瘤的磁共振磷谱研究，中华放射学杂志，2000，34（11）：727-730良性肿瘤波谱：示PME、Pi、PDE均升高,PCr降低0.55l恶性肿瘤波谱：示PME、Pi、PDE均升高,PCr降低1.43l以良性肿块的PME/-ATP之比的平均值的1.8倍作为鉴别良恶性肿块的标准在肝脏病变的应用马腾综述，肝脏磁共振波谱的研究进展，医学影像学杂志，2008，18（5）：562-564 研究疾病状态下磷脂代谢的改变。对于肝脏弥漫性病变如病毒性肝炎、肝硬化、硬化性胆管炎等的研究显示PME升高 测定肝肿瘤对各种治疗有无反应。 观测药物、乙醇及其他物质对肝代谢的影响及疾病对药物的敏感性 肝移植方面应用31 P-MRS 可分析缺血和再灌注对肝代谢的影响,评价不同器官保存液的相对有效性,评价捐献者肝的生存力以及移植后移植肝的