中枢神经系统MRS解读专家讲座

熊美连.03.08中枢神经系统MRS解读中枢神经系统MRS解读第1页Whatdoes1H-MRStellus？Notarchitecturebutmetabolites中枢神经系统MRS解读第2页MRS（magneticresonancespectroscopy,MRS）是当前唯一能够无创性观察活体组织代谢及生化改变技术中枢神经系统MRS解读第3页基本原理与MRI相同，遵照Larmor定律ω=YΒ化学位移（chemicalshift）

在相同环境条件（PH值、温度、均匀外磁场等）下，因为所处分子结构不一样所致同一原子核进动频率出现差异现象MRS成像基础中枢神经系统MRS解读第4页1H在H2O和脂类(-CH3)含有不一样化学环境，则有不一样进动频率LipH2O中枢神经系统MRS解读第5页450Hz，3.0T225Hz，1.5T频率绝对差值含有场强依赖性，难以记忆，实际意义不直观以“百万分之”（partspermillion,ppm）表示时，化合物频率差异是恒定（无场强依赖性）3.5ppm中枢神经系统MRS解读第6页

成像技术仪器：1.5T，3.0T序列：PRESS，STEAM，CSI参数：TR，TE，NEX体素大小：2×2×2cm3体素位置PRESS：PointREsolvedSpectroscopySequenceSTEAM：STimulatedEchoAcquisitionModeCSI：ChemicalShiftimaging中枢神经系统MRS解读第7页

序列空间定位技术准确采集感兴趣容积(volumeofinterest,VOI)体素内信号，而不被VOI以外信号污染---关键单体素：PRESS，STEAM多体素：CSI中枢神经系统MRS解读第8页点分辨波谱（PRESS）：

1个90°脉冲，2个重聚180°脉冲

打击梯度（180°脉冲两旁）特点：信号完全恢复，信噪比高适合长T2物质波谱分析（Cr，Cho，NAA）中枢神经系统MRS解读第9页激励回波采集模式（STEAM）：

3个90°脉冲

打击梯度（在混合时间内）特点：信号不完全恢复，信噪比低适合短T2物质波谱分析（mI，Glx）中枢神经系统MRS解读第10页化学位移成像（CSI）：

多体素成像：二维或三维特点：一次采集覆盖范围大，可得到多个体素代谢物谱线磁场均匀性要求更高采集时间长谱线质量和稳定性不如单体素技术可靠中枢神经系统MRS解读第11页

回波时间（TE）短回波（30ms）可见脂肪信号基线易不稳可显示短T2代谢物（Glx，mI）信号强度高长回波（135ms）可显示代谢物较少基线平稳利于显示长T2物质（NAA，Cr，Cho）短T2物质丢失中枢神经系统MRS解读第12页

体素位置三平面定位（相互垂直）标准：避开血管、血液成份、脑脊液、空气、脂肪、坏死区域、金属、钙化以及骨骼等中枢神经系统MRS解读第13页

体素位置肿瘤性病变：实性部分囊性病变：肿瘤边缘脓肿：脓腔代谢性脑病、缺血缺氧性脑病：扣带回，脑室旁白质特定部位：基底节，中脑，脑室内脑脊液中枢神经系统MRS解读第14页

波谱评价谱线基本概念主要代谢物及其意义伪影中枢神经系统MRS解读第15页

基本概念基线横轴：化学位移（即频率）纵轴：信号强度线宽偶联常数中枢神经系统MRS解读第16页

主要代谢物及意义氮-乙酰基天门冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）Creatine——肌酸（Cr）和磷酸肌酸（pCr）Choline——胆碱复合物乳酸（Lacticacid）脂质（Lipid）肌醇（myo-inositol，mI）谷氨酸类化合物（Glx）丙氨酸（Alanine）中枢神经系统MRS解读第17页

NAA第一大峰，位于2.02-2.05ppm存在于神经元胞体及其轴索中，是正常神经元标志物NAA降低往往提醒神经元脱失或功效障碍中枢神经系统MRS解读第18页

Cr第二大峰，位于3.02ppm，少许位于3.94ppm是能量利用、储存主要化合物标志着细胞能量状态，含量相位稳定，常被作为相对定量测量时参考物升高：创伤，高渗状态降低：缺氧、卒中、肿瘤中枢神经系统MRS解读第19页

Cho位于3.2ppm与细胞膜磷脂代谢相关，参加细胞膜组成是评价脑肿瘤主要共振峰之一，肿瘤快速细胞分裂造成细胞膜转换和细胞增殖加紧—Cho升高：肿瘤，炎症，慢性缺氧降低：卒中、脑病（肝性脑病、AIDS）等中枢神经系统MRS解读第20页Lac位于1.33-1.35ppm，双峰（TE=135ms，倒置双峰）正常情况检测不到---无氧呼吸终产物此峰出现说明细胞内有氧呼吸被抑制，糖酵解过程加强升高：缺血，先天性代谢异常，肿瘤，炎症，脓肿等中枢神经系统MRS解读第21页TE=30TE=135MELAS病中枢神经系统MRS解读第22页

Lip位于0.9-1.33ppm短TE序列显示正常脑组织不可见细胞膜崩解脂滴形成此峰多见于坏死脑肿瘤中，其出现提醒坏死存在升高：肿瘤，脓肿，急性炎症，急性卒中中枢神经系统MRS解读第23页

mI位于3.56ppm，仅短TE序列可见胶质细胞标志物，反应渗透压异常升高：与胶质增生相关，如肿瘤，炎症，慢性缺氧降低：卒中、脑病（肝性脑病、AIDS）等中枢神经系统MRS解读第24页

Glx位于2.1-2.5ppm，仅短TE序列显示谷氨酸（Glu）是一个兴奋性神经递质，在线粒体代谢中含有主要功效谷氨酰胺（Gln）是一个抑制性神经递质，参加神经递质灭活和调整活动升高：肝性脑病，严重缺氧中枢神经系统MRS解读第25页Ala位于1.47ppm双峰升高：脑膜瘤，脓肿中枢神经系统MRS解读第26页代谢物定量相对定量计算比值：NAA/Cr，Cho/Cr，Cho/NAA，NAA/（Cho+Cr）等相对定量能够消除生物体及外磁场等影响，应用较多中枢神经系统MRS解读第27页

波谱伪影不易识别硬件优化程度及稳定性很关键伪影类别：化学位移伪影磁敏感性伪影：

鬼影--3.5-4.0ppm，表现为若干密集异常振幅

涡电流伪影—1.0-2.0ppm，尖锐下降运动伪影：代谢物在谱线上呈分裂双峰

患者配合是关键中枢神经系统MRS解读第28页中枢神经系统MRS解读第29页

正常谱线分析Hunter角：上升方向代谢物比值扣带回灰质：Cho/Cr0.68±0.06

NAA/Cr1.4±0.10脑室旁白质：Cho/Cr0.96±0.12NAA/Cr1.61±0.14海马：NAA/（Cho+Cr）0.72中枢神经系统MRS解读第30页

影响代谢物浓度原因成像技术：场强，扫描序列及参数个体差异：年纪，体温脑内不一样部位：中脑Cho峰较高基础疾病影响：肝、肾疾病影响Cr生成中枢神经系统MRS解读第31页MRS在中枢神经系统应用脑肿瘤颞叶癫痫：海马硬化代谢性疾病：线粒体脑肌病（MELAS），肝豆状核变性，苯丙酮尿症系统性疾病：肝性脑病脑血管病：脑梗死神经退行性疾病：Alzheimer病，帕金森等其它：缺血缺氧性脑病，白质脑病，MS、颅脑外伤等中枢神经系统MRS解读第32页

脑肿瘤谱线形式NAA消失或降低

Cho显著升高，Cr轻度下降

可有Lac/Lip出现坏死囊变区内NAA、Cho、Cr均显著降低，伴Lac峰Lac峰与肿瘤分级直接相关中枢神经系统MRS解读第33页

MRS在脑肿瘤中应用：判别肿瘤与非肿瘤肿瘤定性与分级判别原发肿瘤与转移瘤胶质瘤放疗后坏死与复发中枢神经系统MRS解读第34页

肿瘤与非肿瘤Cho/NAA＞2.5时，敏感性90%，特异性86%中枢神经系统MRS解读第35页女，56岁，头部胀痛2月余，加重7天Cho/NAA=3.75中枢神经系统MRS解读第36页间变型少突胶质细胞瘤（Ⅲ级）中枢神经系统MRS解读第37页男，44岁，重复头痛3月余-06-10Cho/NAA=0.52-07-01中枢神经系统MRS解读第38页肿瘤定性淋巴瘤：Lip峰显著升高脑膜瘤：Ala峰和Glx峰出现—高度提醒肿瘤分级高级别：Cho峰升高显著，NAA和Cr降低显著Lac峰与恶性度相关Lip峰见于高度恶性肿瘤半坏死mI峰降低中枢神经系统MRS解读第39页良恶性胶质瘤比值指标恶性胶质瘤良性胶质瘤Cho/NAA6.18±1.972.38±1.90Cho/Cr4.65±2.212.25±1.21NAA/Cr0.51±0.151.28±1.35Cho/NAA＞2.5时，对判别良恶性有统计学意义中枢神经系统MRS解读第40页男，44岁，重复发作性四肢抽搐、人事不省9个月中枢神经系统MRS解读第41页TE=30TE=135Cho/NAA=0.94Cho/NAA=1.44中枢神经系统MRS解读第42页中枢神经系统MRS解读第43页男，44，重复头痛20余天，加重1天中枢神经系统MRS解读第44页SVS：TE=135VOI置于坏死区CSI：TE=135VOI置于强化缘（即肿瘤实性部分）中枢神经系统MRS解读第45页CSI；TE=135Cho/NAA=6.36VOI置于肿瘤区中枢神经系统MRS解读第46页中枢神经系统MRS解读第47页

原发性与转移性NAA峰和Cr峰部分或完全缺失转移瘤瘤周Cho峰升高原发肿瘤浸润

若无Cho水平升高转移瘤所致血管源性水肿相关中枢神经系统MRS解读第48页女，56岁，头部胀痛2月余，加重7天VOI置于肿瘤边缘，Cho显著升高，Cho/NAA=3.84中枢神经系统MRS解读第49页

肿瘤进展连续MRS检验可用于随诊胶质瘤进展Cho水平增加＞45%为进展特征未进展即Cho水平降低、不变或增高＜35%中枢神经系统MRS解读第50页女，35岁，重复头晕2个月，发作性人事不省4小时-12-03中枢神经系统MRS解读第51页术后复查-09-24TE=135135TE=30Cho/NAA=0.58Cho/NAA=1.14中枢神经系统MRS解读第52页-09-09复查TE=135Cho下降Cho/NAA=0.45Cho/NAA=0.78TE=30中枢神经系统MRS解读第53页

评价肿瘤治疗反应放射性坏死：Cho峰降低，Lac和Lip峰增高复发：Cho峰增高和Cho/NAA比值升高中枢神经系统MRS解读第54页男，13岁，右额颞顶叶胶质瘤病术后7月Cho/NAA=9.13Cho/NAA=3.94Cho中枢神经系统MRS解读第55页MRS含有显著优势：照射剂量＞40Gy，乳酸峰增高；放射性坏死者，显示NAA、Cho、Cr均大幅度下降而出现细胞坏死峰（0~2.0ppm之间宽大波峰）肿瘤复发者，Cho/NAA和Cho/Cr增高，乳酸峰出现放射性损伤中枢神经系统MRS解读第56页颞叶癫痫发生与海马硬化密不可分，海马硬化是指海马区域出现神经细胞丢失和胶质细胞增生病理改变MRI对颞叶癫痫诊疗主要依靠对海马形态学研究以及MRS有利于颞叶癫痫定性、定侧癫痫中枢神经系统MRS解读第57页波普改变NAA水平下降：神经元丢失/功效障碍Cho和Cr升高：胶质细胞和星形细胞增生Lac、Lip峰癫痫发作24小时内检测到，可连续存在7天NAA/Cho+Cr比值被认为是颞叶癫痫表现最敏感指标正常成人MRS波谱NAA/（Cho+Cr）最低值为0.72，低于0.67

则为异常中枢神经系统MRS解读第58页女，41岁，发作性头部及左手异动26年中枢神经系统MRS解读第59页NAA/Cho+Cr=0.59NAA/Cho+Cr=0.78中枢神经系统MRS解读第60页中枢神经系统MRS解读第61页男，39岁，发作性四肢强直26年右：NAA/Cho+Cr=0.68左：NAA/Cho+Cr=0.88LR中枢神经系统MRS解读第62页中枢神经系统MRS解读第63页线粒体脑肌病MELAS病（mitochondrialencephalopathywithlacticacidosisandstroke）即线粒体脑病、乳酸中毒和中风综合征线粒体细胞内提供能量主要细胞器，受损不能正常供能，造成横纹肌或伴有脑组织损害疾病原发和继发：基因缺点，中毒、缺血、感染等中枢神经系统MRS解读第64页临床表现：脑中风和中风样发作，重复影像学表现：脑梗死，脑回样，顶枕叶多见，不具大血管分布特点MRS：出现Lac波中枢神经系统MRS解读第65页男，37岁，视物含糊8天，反应迟钝9天，伴全身乏力Te=30Te=135Te=135中枢神经系统MRS解读第66页TE=30时见乳酸双峰TE=135时呈倒置双峰VOI置于病灶区乳酸峰尤其显著VOI置于相对正常脑实