6.MRS谱线判读及临床应用-冯逢

MRS谱线解读冯逢，放射科主任医师基本概念MRS谱线解读冯逢，放射科主任医师基本概念•Larmorequation0=γB0Nuclearγ(MHz/T)H42.58F40.0531P17.2323Na11.263C10.76磁共振波谱•目前MRS较成熟的技术01H在中枢神经系统及前列腺的应用•需要特殊的线圈及软件031P在肌肉及中枢神经系统的应用•其他核波谱技术处于临床研究阶段013C、23Na等处于实验研究阶段0依赖于超高场的MRI系统磁磁共振波谱•磁共振波谱(magneticresonancespectroscopy,MRS)，可以检测出具有生理及病生理意义的代谢物0在体、直接、无创0MRI：信号的振幅随时间变化的函数0MRS：信号的振幅随频率分布的函数不不同原子核的共振ChrisBoeschMDPhD,Miami,2005MRSMRS：虚拟活检Dr.BrianRoss,HMRI,2004化学位移位于不同化学结构中的氢质子，其进动频率不同这种由于所处的分子结构不同所致的同一原子核进化学位移位于不同化学结构中的氢质子，其进动频率不同这种由于所处的分子结构不同所致的同一原子核进动频率出现差异的现象被••Approx.447Hz,at3.0-TApprox.224Hz,at1.5-TApprox.74Hz,at0.5-T以“百万分之”(partspermillion,ppm)来表示时，则化合物之间的频率差别是恒定的(无场强依赖)MRS谱线H2O谱线的判读•谱线易读0信噪比好(SNR)0均匀性好0一致性好SNR通常在频率域定义为最大代谢物的峰高度除以无信号区噪声的振幅的均方根代代谢物的频率差•水中的氢质子在1.5Tesla的磁场条件下其进动频率是63.9MHz•而长链脂肪酸中的氢质子在同样磁场中的进动频率则是63.9MHz-224Hz•绝对频率差值难以记忆，实际意义并不直观 HHOOHHHHHHHHHHHHHHOO11H-MRS谱线移动脂肪0.9~1.3ppm乳酸(Lac)1.33ppmN-乙酰天门冬氨酸(NAA)2.02ppm谷氨酸类化合物复合峰(Glu+Gln,Glx)2.1~2.4ppm,3.78ppm总肌酸(Cr)3.03ppm总胆碱(Cho)3.22ppm肌醇(mI)3.56ppm•••••••谱线的基本概念•峰下面积与代谢物浓度谱线的基本概念•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度有关，它决定谱线的频率分辨率•如果原子核之间存在共价健，其自旋磁矩之间的相互作用形成自旋－自旋耦联，则表现为特定形态的峰 三甲基硅烷基溶液TrimethylsilaneMRS的空间定位技术•准确采集感兴趣容积(volumeofinterest,VOI)体素内的信号，而不被VOI以外的信号污染，是MRS成功的关键前提0单体素技术0多体素技术间定位技术YZXMRSMRS采集技术•准确采集感兴趣容积(volumeofinterest,VOI)体素内的信号，而不被VOI以外的信号污染，是MRS成功的关键前提0单体素技术0多体素技术•波谱采集的空间定位欠准确间定位技术YZX单体素空间定位技术通常是应用三个互相垂直的层面选择脉冲，而采集的仅为与三个层面均相交的点(或体素)内的回波信号活体影像选择波谱激励回波采集模式STEAM点分辨波谱IH-MRS的技术考虑•IH-MRS的技术考虑•不同的系统(1.5Tvs3.0T)•不同的序列(PRESSvsSTEAM)•不同的参数(如TE时间的不同)•所得的谱线均会有差别，代谢物比值亦有所不同TR=1500ms,TE=35ms不同TR时间的谱线TR3000msPRESS:TR=1500ms,TE=35msTR=1500ms,TE=35ms不不同TE时间的谱线回波时间的影响•短回波回波时间的影响•短回波(TE<50ms)+可看到短T2的代谢物，如mI,Glx,+信号强度最高+有已形成的正常值可参考+/-可见脂肪信号-基线易不稳LinA,HMRI,2004•长回波(TE>50ms)+基线平稳TEms有利于观察乳酸峰+/-很少有脂肪信号-信号强度弱-丢失所有短T2的代谢物IH-MRS的技术考虑•开始运用1H-MRS技术前，应充分评价磁共振系统的MRS技术所能提供的质量，根据所需观察的代谢物来确定所用的序列及其所有参数不同位置的谱线灰质肌肌体因素的影响•年龄•脑内不同部位•体温•肝、肾参与Cr合成，肝病时Cr下降•糖尿病、肾病、渗透压异常、移植后、输液均会影响MRS的结果•对比剂(Gd-DTPA)没有影响影影响比值的参数•序列：明显影响•TE时间：明显影响•TR时间：有些影响•NAV：影响较小•体素位置：明显影响*体素大小：有些影响不同体素的谱不同体素的谱线NAA：1.73NAA：1.73mI：0.49NAA：1.69mI：0.51NAA：1.72mI：0.46NAA：1.63mI：0.54绝对定量软件单体素波谱IIH-MRS的定量•绝对定量与相对定量0相对定量：以各代谢物峰的高度或峰下面积的比值来进行定量分析0绝对定量：以内源性水或运用独立的外源性的标准浓度的物质作参照进行计算0数据后处理需要校正、截趾、过滤、添零填充、傅里叶转换、拟合等步骤0各有各的问题0Voxel：2*2*2cm0采集时间：3’48”0Voxel：10mm*0采集时间：4’20”22D多体素波谱•单体素波谱•单体素波谱0容易实现0成像时间相对短0相对容易克服磁场不均匀的影响0谱线的基线稳定0谱线定性分析好选定范围内所有代谢物浓度的总和要考虑部分容积效应的影响化学位移成像集可以获得较多信息0成像时间长0容易受到磁场不均匀的影响0谱线质量常受影响•MRS的伪影•化学位移伪影—通常只影响单体素采集0化学位移偏离，发生在谱线后处理时拟和算法标记错误0激发的化学位移伪影，出现在应用选层脉冲或读出梯度时MRS的伪影•涡电流伪影0常在谱线的1.0~2.0ppm出现一个尖锐的下降MRSMRS的伪影•运动伪影0大部分不易观察，导致线宽增加，分辨率下降0代谢物在谱线上呈分裂的峰，多见于患者的头在两个不同的位置上来回移动0在波谱采集定位后患者头部移动，导致采集的体素并非设定的体素MRSMRS的伪影•磁敏感性伪影0是最容易观察到的MRS伪影，通常出现在3.5~4.0ppm区域。通常被称为鬼影(ghost)MRSMRS的伪影•体素外的磁敏感性物质的干扰，不仅影响单体素采集也会影响多体素采集IHMRS的临床应用•局灶性病变的定性•IHMRS的临床应用•局灶性病变的定性•代谢性脑病•缺氧脑病(HIE)•癫痫•痴呆•精神疾患的研究大脑胶质瘤病57761对疾病进程的监测6381o颅内肿瘤的定性颅内肿瘤的定性•胶质瘤的诊断及分级•肿瘤边界的评价•鉴别原发肿瘤与转移瘤•鉴别肿瘤与某些感染性病变•胶质瘤放疗后坏死与复发的鉴别脱髓鞘61245脑脑脓肿与囊性肿瘤ChoCrrNAAAcLac+Lip+AANormalAbscessSuccCSF的乳酸监测CSF的乳酸监测男/20岁，反复抽搐4年，左侧偏盲1月57820肝性脑病上消化道出血，意识不清AJR:193,September2009肝肝性脑病男/69岁，肝硬化，血氨水平为79μmol/L695557月，喂养后无反应CanavanCanavan病•病变起自皮层下白质，逐渐向深部白质延伸的空泡性白质脑病•U纤维早期受累，内囊、外囊以及小脑白质均受累•MRS示NAA增加–特征性的表现MSA的波谱研究•MSA-Pvs.PD&controls:tNAAtNAA/mImI精神疾患的研究•SARS相关的创伤后应激障碍(PTSD)1H-MRS研究019例SARS相关的PTSD患者，(M:F=7:12,平均019例年龄/性别匹配正常对照，(M:F=7:12,平价RSNA2005，FengF，LiXZ，SunFR左侧海马硬化RLL女/15岁，发作性抽搐2年69139左侧海马硬左侧海马硬化NAA/(Cr+Cho)↓27unilateralHSNAA/(Cr+Cho)=0