顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件

1、顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查What Can We See into MR spectroscopy? What Can We See into MR spectMRS的原理由于質(zhì)子空間位置的不同，根據(jù)Lamour方程，自旋頻率有輕微的差別：化學(xué)位移；1H有10ppm=640Hz(1.5T）31P 有30ppm=770Hz13C有200ppm=5000Hz19F有2000ppm=120000Hz空間定位PRESS 或者PRIME，抑制水中的1H信號(hào)，MRS的原理由于質(zhì)子空間位置的不同，根據(jù)Lamour方程，自what if the nuclei emit slightl

2、y different frequency energy ?what determines the frequency ?energy differencefield strengthB0 what if the nuclei emit slightB0applied field Larmor frequency magic number for nucleus (gyromagnetic ratio) purely empiricalWhat is the real field that a nucleus sees ?mixture of outside field and local e

3、nvironmentB0blue H is different to green Hso frequency should changeB0applied fieldB0blue H is dA possible toy spectrumfrequencylooks more like real spectroscopydifferent nuclei give different peaksa real spectrum ?A possible toy spectrumfrequenRecording a spetrumexcitemany different frequencessort

4、out frequencies with Fourier transformRecording a spetrumexcitemanySpectrum with splittingdiagram from when do we see splitting ?H-C ? H-C-C-HNHCHCHCH2OCCH3CH3Spectrum with splittingdiagramreal splittingdiagram from real splittingdiagram from MRS的技術(shù)和影響因素1、掃描技術(shù)： H1+、P31 、13C、19F等；較常見(jiàn)的是1H和31P；2、 H1+ M

5、RS：Single voxel，Multi-voxel,3-D等；3、TE時(shí)間影響顯示的波峰，如短TE顯示的波較多（10、25ms),長(zhǎng)TE（144、135ms等）；4、腦的不同部位和年齡影響組織內(nèi)分子的含量，附近組織的影響。5、最小的Voxel為4mm,實(shí)驗(yàn)用甚至達(dá)2mm；一般化學(xué)物質(zhì)濃度0.5mM-10mM。MRS的技術(shù)和影響因素1、掃描技術(shù)： H1+、P31 、13MRS成像技術(shù)如何定位：采用三個(gè)相互垂直的90度選層剃度； PRESS采用90180180度； 1、STEAM和PRESS的區(qū)別:前者不易受周圍的信號(hào)污染，后者定位不如前者準(zhǔn)確但是S/N是前者的2倍；2、CHESS抑制水分子的

6、信號(hào)：預(yù)飽和；MRS成像技術(shù)如何定位：采用三個(gè)相互垂直的90度選層剃度； 腦正常H+波譜分析1、NAA（N乙酰天門冬氨酸），2.022.6ppm,在神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)，由神經(jīng)元的線粒體產(chǎn)生；2、Cr（肌酸/磷酸肌酸Pcr），3.02ppm,能量代謝物；3、Cho(膽堿復(fù)合物），3.23ppm，磷酸膽堿(PC)和甘油酸膽堿(GPC)，細(xì)胞膜和脂質(zhì)中，細(xì)胞膜的合成和降解；葡萄糖：3.4和3.8ppm,糖尿病可以升高。腦正常H+波譜分析1、NAA（N乙酰天門冬氨酸），2.02 4、Lac（乳酸），1.33ppm,雙峰結(jié)構(gòu)，正常腦組織內(nèi)無(wú)；5、MI（肌醇），3.56ppm，少量為氨基乙酸和1-磷酸肌醇，與腦的

7、滲透調(diào)節(jié)和細(xì)胞膜磷脂代謝有關(guān)，為膠質(zhì)細(xì)胞的指標(biāo)；良性者升高，MI/Cr明顯升高提示為非腫瘤性病變,短TE更明顯，長(zhǎng)TE受J-coipling影響；6、Glx(谷氨酸鹽/谷氨酰胺/氨基丁酸）腦內(nèi)活性物質(zhì)，2.2-2.4ppm和3.6-3.8ppm,Glx高于NAA的1/3，提示升高，Glx明顯升高提示為非腫瘤性病變，腦缺氧、肝昏迷、癲癇精神分裂等；7、Lip脂質(zhì)波，1.4ppm,提示組織壞死，髓鞘發(fā)育前可以發(fā)現(xiàn)Lip波。 4、Lac（乳酸），1.33ppm,雙峰結(jié)構(gòu)，正常腦組織內(nèi)MRsMRsPROBE-SVPROBE-SV顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件2D MR SPECTROSCOPY2D

8、MR SPECTROSCOPY2D MR SPECTROSCOPY2D MR SPECTROSCOPY2D MR SPECTROSCOPY2D MR SPECTROSCOPY顱內(nèi)MRS正常值顱內(nèi)MRS正常值MRSMRSMRSMRS新生兒顱腦MRS特點(diǎn) MI 和 Cho在新生兒較成熟腦高；MI在最初的的數(shù)月下降，Cho隨著髓鞘化而下降；NAA和Cho出生時(shí)都很低，Cho在4月內(nèi)持續(xù)升高并保持恒定，NAA在第一年保持恒定；成年后金屬沉積波增寬；新生兒顱腦MRS特點(diǎn) MI 和 Cho在新生兒較成熟腦高；顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件顱內(nèi)病變的MRS腫瘤MRS特點(diǎn)：N

9、AA下降甚至無(wú)，Cho升高，Cr可以下降，出現(xiàn)Lac以及Lip波；鑒別腫瘤和炎癥：膿腫內(nèi)出現(xiàn)氨基酸波Aas（0.9ppm),出現(xiàn)在長(zhǎng)TE序中，短TE可能與Lip重疊；Cho,Cr和NAA下降，醋酸鹽（1.92ppm)、琥珀酸鹽（2.4ppm)、 Aas為細(xì)菌分解產(chǎn)物；但是在霉菌以及寄生蟲(chóng)感染沒(méi)有AA；腦囊蟲(chóng)： Cho,Cr和NAA下降，Lac和Aas升高，醋酸鹽（1.92ppm)、琥珀酸鹽（2.4ppm)和 Aas升高提示非腫瘤；顱內(nèi)病變的MRS腫瘤MRS特點(diǎn)：NAA下降甚至無(wú)，Cho升高 結(jié)核瘤：顯著特點(diǎn)是Lip,NAA、Cho、Cr和MI減少甚至缺失；腦炎：NAA和NAA/Cr下降，慢性期

10、更加明顯，Cr下降，Cho和Cho/ Cr顯著升高，尤其皰疹病毒感染，出現(xiàn)MI提示炎癥；弓形蟲(chóng)感染和淋巴瘤：淋巴瘤的NAA/Cr、NAA、Cr和MI降低，Cho升高，Lip和Lac升高，前者的Cho下降； 結(jié)核瘤：顯著特點(diǎn)是Lip,NAA、Cho、Cr和MI減少甚左額葉病灶，長(zhǎng)T1長(zhǎng)T2信號(hào)左額葉病灶，MRS波譜分析MRS波譜分析 Glioblastoma AbscessGlioblastoma MR images of a patient with a brain abscessMR images of a patient with a MR images of a patient with

11、 a brain abscessMR images of a patient with aMRSMRSRepresentative in vivo 1H MR spectra for six cerebral abscesses demonstrate an inverted resonance around 0.9 ppm, which corresponds to amino acids. AA = amino acids, Ac = acetate, Ala = alanine, Lac = lactate, ms = millisecond, Suc = succinate. Repr

12、esentative in vivo 1H MR sMRS-abscessMRS-abscess顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件腦膿腫的MRS1、在強(qiáng)化的膿腫壁、膿腔和周圍水腫區(qū)內(nèi)見(jiàn)顯著和典型的Lac波，膿腔膿腫壁周圍水腫區(qū);2、膿腫壁、膿腔和周圍水腫區(qū)內(nèi)NAA下降，但是膿腫壁膿腔;3、隨著Lac峰從中心向周圍水腫區(qū)遞減，Cho 和Cr遞增。腦膿腫的MRS1、在強(qiáng)化的膿腫壁、膿腔和周圍水腫區(qū)內(nèi)見(jiàn)顯著和succinate (Succ), acetate (Ac), alanine (Ala), lactate (Lac), and amino acids (AA)

13、. succinate (Succ), acetate (Ac)MRS在良惡性膠質(zhì)瘤中的意義1、NNA顯著降低，Cr中度降低，Cho升高；2、Lip和Lac提示腫瘤缺氧和壞死；3、Cho/NAA值與惡性相關(guān)性明顯；4、出現(xiàn)Ala、Gly和PEA與惡性程度有關(guān)；5、MI以及MI/Cr，良性者較高；MRS在良惡性膠質(zhì)瘤中的意義1、NNA顯著降低，Cr中度降低Headache and epilapsy in a 35 year maleHeadache and epilapsy MRS in 6 and 16 voxelMRS in 6 and 16 voxelMulti-voxel MRS of

14、gliomaMulti-voxel MRS of glioma49 year female patient49 year female patientTIWI ,+C and MRSTIWI ,+C and MRSGliomatosis cerebriGliomatosis cerebri膠質(zhì)瘤不同區(qū)域MRS值比較 膠質(zhì)瘤不同區(qū)域MRS值比較 膠質(zhì)瘤 NAA/Cho,1腫瘤中心，2腫瘤周邊，3周圍水腫，4對(duì)側(cè)正常區(qū)域。膠質(zhì)瘤 NAA/Cho,1腫瘤中心，2腫瘤周邊，3周圍水腫，NAA/CrNAA/CrCho/CrCho/Cr 腫瘤中心區(qū)、邊緣區(qū)和周圍水腫區(qū) NAA/Cho和NAA/Cr遞增；C

15、ho/Cr和乳酸值遞減；腫瘤強(qiáng)化區(qū)內(nèi)NAA下降，于強(qiáng)化區(qū)可見(jiàn)乳酸峰。 腫瘤中心區(qū)、邊緣區(qū)和周圍水腫區(qū) NAA/Cho和NAA/CBrain infarction: NAA降低，出現(xiàn)乳酸峰Brain infarction: Diffusion and MRSDiffusion and MRSAcontrol,B-low grade astroma,C -analplasia,D-GBM,MI decreased with gradingAcontrol,22-year-old man with oligodendroglioma Involving the left temporal lob a

16、nd basal ganglia region. NAA and Cho (NAA/Cho = 0.72)22-year-old man with oligodend25-year-old woman with low-grade astrocytoma in right thalamus and subsequent invasion of the left thalamus via the massa intermedia。NAA/Cho ratio (0.66) with prominent lactate peak25-year-old woman with low-graAD, he

17、althy control subject (A), low-grade tumor (B), an anaplastic astrocytoma (C), GBM (D). 2000/272/128 (TR/TE/excitations) AD, healthy control subject (JPA(Juvenile pilocytic astrocytoma)JPA(Juvenile pilocytic astrocyPNET and ependymomaPNET and ependymomaHarmatoma,tuberous sclerosis and cortical dyspl

18、asiaHarmatoma,tuberous sclerosisCerebral infarctionHIECerebral infarctionHIEnear-drowningnear-drowningTwelve-month-old presenting with pneumonia and seizure episodeTwelve-month-old presenting wi顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件Four-month-old with severe shaking injuryFour-month-old with 顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件脫髓鞘疾病的MRS1、NA

19、A、NAA/Cr降低，Cho、Cho/Cr、MI、MI/Cr升高，出現(xiàn)Lac和Lip;2、假腫瘤樣的MS：腫瘤的NAA下降更明顯，MI/Cr升高提示為MS；3、PML進(jìn)行性多發(fā)腦白質(zhì)?。?MI、MI/Cr中度升高；與淋巴瘤鑒別；4、其它；脫髓鞘疾病的MRS1、NAA、NAA/Cr降低，Cho、ChMS斑塊區(qū)域和正常區(qū)域MRSMS斑塊區(qū)域Tumefactive demyelinating lesion.Glioma or not?Glioma or not?腦內(nèi)和腦外腫瘤1、腦膜瘤和神經(jīng)鞘瘤：無(wú)NAA和Cr；神經(jīng)鞘瘤在3.6ppm出現(xiàn)磷酸肌醇峰；腦膜瘤出現(xiàn)Ala(1.2-1.4ppm),Cho和

20、Glx升高，Cho顯著，Cr和Lip下降，轉(zhuǎn)移性腫瘤：無(wú)NAA，Lip和Lac顯著，DBM和M均可有顯著的Lip峰；腦內(nèi)和腦外腫瘤1、腦膜瘤和神經(jīng)鞘瘤：無(wú)NAA和Cr； Metastasis tumor Metastasis tumor 顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件 腫瘤復(fù)發(fā)和放射性腦炎：前者恢復(fù)腫瘤特性，后者NAA、Cr、Cho、MI下降或者缺乏，Lip和Lac峰；原始神經(jīng)外胚層腫瘤（PNET)：除了其它腫瘤特征外有明顯的丙氨酸和Glx，Cho升高超過(guò)星形細(xì)胞瘤和室管膜瘤，3.65ppm處有Gly-Mi的升高；顱咽管瘤：出現(xiàn)Lip峰； 腫瘤復(fù)發(fā)和放射性腦炎：前者恢復(fù)腫瘤特性，后者NAA、

21、Cr、腦膜瘤MRS結(jié)果1、除了其它MRI的固有的特征外，MRS顯示Cho顯著升高，NAA缺乏，Cr明顯下降或缺乏。其中1/3于腫塊內(nèi)可見(jiàn)NAA波峰；2、于腫塊內(nèi)部可測(cè)到Lac峰，于腫瘤旁白質(zhì)內(nèi)未見(jiàn)Lac峰。腦膜瘤MRS結(jié)果1、除了其它MRI的固有的特征外，MRS顯示MRSMRSMRSMRSMRSMRS腦內(nèi)轉(zhuǎn)移性腫瘤MRS1、2/3于中心區(qū)NAA缺乏，但是在腫瘤邊緣可見(jiàn)下降的NAA峰。 Cho升高，Cr明顯下降或缺乏。2、腫塊內(nèi)2/3見(jiàn)在1.33ppm左右單峰波，可能為壞死的脂質(zhì)成份。3、轉(zhuǎn)移性腫瘤的Cho/Cr:5.22,3.58,2.02和1 。腦內(nèi)轉(zhuǎn)移性腫瘤MRS1、2/3于中心區(qū)NAA缺

22、乏，但是在腫瘤轉(zhuǎn)移性腫瘤的Cho/Cr：轉(zhuǎn)移性腫瘤的Cho/Cr：聽(tīng)神經(jīng)鞘瘤的MRS1、在腫瘤的實(shí)性和囊性變區(qū)NAA和Cho下降,囊性變區(qū)域Cr明顯下降或缺乏；2、實(shí)性區(qū)域或腫塊中心可測(cè)到Lac,囊性變區(qū)域無(wú)。3、周圍腦組織無(wú)Lac，NAA、 Cho 和Cr與對(duì)側(cè)相似，NAA甚至略高。聽(tīng)神經(jīng)鞘瘤的MRS1、在腫瘤的實(shí)性和囊性變區(qū)NAA和Cho下顱咽管瘤的MRS1、囊性部分NAA、 Cho 和Cr均缺乏；2、無(wú)Lac；3、本例（9歲）見(jiàn)阻塞性腦積水，于MR信號(hào)表現(xiàn)正常島葉相對(duì)于Cho 和Cr，NAA下降，NAA/Cho、 NAA/Cri、 和Cho/Cri分別為：0.47、0.88和1.92。顱

23、咽管瘤的MRS1、囊性部分NAA、 Cho 和Cr均缺乏；MRSMRSMRS MRS MRSMRSMRSMRSMRSMRS代謝性疾病Leighs Disease:腦組織中出現(xiàn)Lac, NAA、Cho和Cr下降，NAA明顯；MELAS ?。涸谀X實(shí)質(zhì)以及CSF中發(fā)現(xiàn)乳酸峰；肝性腦病：myo-inositol (MI)/ (Cr) Cho)/Cr 下降， Glx/Cr 升高，肝移植后可以恢復(fù)到正常；代謝性疾病Leighs Disease:腦組織中出現(xiàn)Lac Leighs Syndrome in twin sisters Leighs Syndrome Leighs Disease Leighs Disease 顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢查-課件顱內(nèi)疾病的H1+MRS檢