【頭頸】中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀課件

中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRS解讀Whatdoes

1H-MRStellus？NotarchitecturebutmetabolitesMRS（magneticresonancespectroscopy,MRS）是目前唯一能夠無(wú)創(chuàng)性觀察活體組織代謝及生化變化的技術(shù)基本原理與MRI相同，遵循Larmor定律ω=YΒ化學(xué)位移（chemicalshift）

在相同環(huán)境條件（PH值、溫度、均勻外磁場(chǎng)等）下，由於所處的分子結(jié)構(gòu)不同所致的同一原子核進(jìn)動(dòng)頻率出現(xiàn)差異的現(xiàn)象MRS成像的基礎(chǔ)1H在H2O和脂類(lèi)(-CH3)具有不同的化學(xué)環(huán)境，則有不同的進(jìn)動(dòng)頻率LipH2O450Hz，3.0T225Hz，1.5T頻率絕對(duì)差值具有場(chǎng)強(qiáng)依賴性，難以記憶，實(shí)際意義不直觀以“百萬(wàn)分之”（partspermillion,ppm）表示時(shí)，化合物的頻率差別是恒定的（無(wú)場(chǎng)強(qiáng)依賴性）3.5ppm

成像技術(shù)儀器：1.5T，3.0T序列：PRESS，STEAM，CSI參數(shù)：TR，TE，NEX體素大?。?×2×2cm3體素位置PRESS：PointREsolvedSpectroscopySequenceSTEAM：STimulatedEchoAcquisitionModeCSI：ChemicalShiftimaging

序列空間定位技術(shù)準(zhǔn)確採(cǎi)集感興趣容積(volumeofinterest,VOI)體素內(nèi)的信號(hào)，而不被VOI以外的信號(hào)污染---關(guān)鍵單體素：PRESS，STEAM多體素：CSI點(diǎn)分辨波譜（PRESS）：

1個(gè)90°脈衝，2個(gè)重聚的180°脈衝

打擊梯度（180°脈衝的兩旁）特點(diǎn)：信號(hào)完全恢復(fù)，信噪比高適合長(zhǎng)T2物質(zhì)波譜分析（Cr，Cho，NAA）激勵(lì)回波採(cǎi)集模式（STEAM）：

3個(gè)90°脈衝

打擊梯度（在混合時(shí)間內(nèi)）特點(diǎn)：信號(hào)不完全恢復(fù)，信噪比低適合短T2物質(zhì)波譜分析（mI，Glx）化學(xué)位移成像（CSI）：

多體素成像：二維或三維特點(diǎn)：一次採(cǎi)集覆蓋範(fàn)圍大，可得到多個(gè)體素的代謝物譜線磁場(chǎng)均勻性要求更高採(cǎi)集時(shí)間長(zhǎng)譜線品質(zhì)和穩(wěn)定性不如單體素技術(shù)可靠

回波時(shí)間（TE）短回波（30ms）可見(jiàn)脂肪信號(hào)基線易不穩(wěn)可顯示短T2代謝物（Glx，mI）信號(hào)強(qiáng)度高長(zhǎng)回波（135ms）可顯示代謝物較少基線平穩(wěn)利於顯示長(zhǎng)T2物質(zhì)（NAA，Cr，Cho）短T2物質(zhì)丟失

體素位置三平面定位（互相垂直）原則：避開(kāi)血管、血液成分、腦脊液、空氣、脂肪、壞死區(qū)域、金屬、鈣化以及骨骼等

體素位置腫瘤性病變：實(shí)性部分囊性病變：腫瘤邊緣膿腫：膿腔代謝性腦病、缺血缺氧性腦?。嚎蹘Щ?，腦室旁白質(zhì)特定部位：基底節(jié)，中腦，腦室內(nèi)腦脊液

波譜評(píng)價(jià)譜線的基本概念主要代謝物及其意義偽影

基本概念基線橫軸：化學(xué)位移（即頻率）縱軸：信號(hào)強(qiáng)度線寬偶聯(lián)常數(shù)

主要代謝物及意義氮-乙醯基天門(mén)冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）Creatine——肌酸（Cr）和磷酸肌酸（pCr）Choline——膽鹼複合物乳酸（Lacticacid）脂質(zhì)（Lipid）肌醇（myo-inositol，mI）谷氨酸類(lèi)化合物（Glx）丙氨酸（Alanine）

NAA第一大峰，位於2.02-2.05ppm存在於神經(jīng)元胞體及其軸索中，是正常神經(jīng)元的標(biāo)誌物NAA降低往往提示神經(jīng)元的脫失或功能障礙

Cr第二大峰，位於3.02ppm，少量位於3.94ppm是能量利用、儲(chǔ)存的重要化合物標(biāo)誌著細(xì)胞的能量狀態(tài)，含量相位穩(wěn)定，常被作為相對(duì)定量測(cè)量時(shí)的參照物升高：創(chuàng)傷，高滲狀態(tài)降低：缺氧、卒中、腫瘤

Cho位於3.2ppm與細(xì)胞膜磷脂代謝有關(guān)，參與細(xì)胞膜構(gòu)成是評(píng)價(jià)腦腫瘤的重要共振峰之一，腫瘤快速的細(xì)胞分裂導(dǎo)致細(xì)胞膜轉(zhuǎn)換和細(xì)胞增殖加快—Cho升高：腫瘤，炎癥，慢性缺氧降低：卒中、腦?。ǜ涡阅X病、AIDS）等Lac位於1.33-1.35ppm，雙峰（TE=135ms，倒置雙峰）正常情況檢測(cè)不到---無(wú)氧呼吸終產(chǎn)物此峰出現(xiàn)說(shuō)明細(xì)胞內(nèi)有氧呼吸被抑制，糖酵解過(guò)程加強(qiáng)升高：缺血，先天性代謝異常，腫瘤，炎癥，膿腫等TE=30TE=135MELAS病

Lip位於0.9-1.33ppm短TE序列顯示正常腦組織不可見(jiàn)細(xì)胞膜崩解脂滴形成此峰多見(jiàn)於壞死腦腫瘤中，其出現(xiàn)提示壞死的存在升高：腫瘤，膿腫，急性炎癥，急性卒中

mI位於3.56ppm，僅短TE序列可見(jiàn)膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)誌物，反映滲透壓的異常升高：與膠質(zhì)增生有關(guān)，如腫瘤，炎癥，慢性缺氧降低：卒中、腦?。ǜ涡阅X病、AIDS）等

Glx位於2.1-2.5ppm，僅短TE序列顯示谷氨酸（Glu）是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，線上粒體代謝中具有重要功能穀氨醯胺（Gln）是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，參與神經(jīng)遞質(zhì)的滅活和調(diào)節(jié)活動(dòng)升高：肝性腦病，嚴(yán)重缺氧Ala位於1.47ppm雙峰升高：腦膜瘤，膿腫代謝物定量相對(duì)定量計(jì)算比值：NAA/Cr，Cho/Cr，Cho/NAA，NAA/（Cho+Cr）等相對(duì)定量可以消除生物體及外磁場(chǎng)等的影響，應(yīng)用較多

波譜偽影不易識(shí)別硬體的優(yōu)化程度及穩(wěn)定性很關(guān)鍵偽影類(lèi)別：化學(xué)位移偽影磁敏感性偽影：

鬼影--3.5-4.0ppm，表現(xiàn)為若干密集的異常振幅

渦電流偽影—1.0-2.0ppm，尖銳下降運(yùn)動(dòng)偽影：代謝物在譜線上呈分裂雙峰

患者配合是關(guān)鍵

正常譜線分析Hunter角：上升方向代謝物的比值扣帶回灰質(zhì)：Cho/Cr0.68±0.06

NAA/Cr1.4±0.10腦室旁白質(zhì)：Cho/Cr0.96±0.12NAA/Cr1.61±0.14海馬：NAA/（Cho+Cr）0.72

影響代謝物濃度的因素成像技術(shù)：場(chǎng)強(qiáng)，掃描序列及參數(shù)個(gè)體差異：年齡，體溫腦內(nèi)不同部位：中腦Cho峰較高基礎(chǔ)疾病的影響：肝、腎疾病影響Cr的生成MRS在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用腦腫瘤顳葉癲癇：海馬硬化代謝性疾?。壕€粒體腦肌病（MELAS），肝豆?fàn)詈俗冃裕奖虬Y系統(tǒng)性疾?。焊涡阅X病腦血管?。耗X梗死神經(jīng)退行性疾?。篈lzheimer病，帕金森等其他：缺血缺氧性腦病，白質(zhì)腦病，MS、顱腦外傷等

腦腫瘤譜線形式NAA消失或降低

Cho顯著升高，Cr輕度下降

可有Lac/Lip出現(xiàn)壞死囊變區(qū)內(nèi)NAA、Cho、Cr均明顯降低，伴L(zhǎng)ac峰Lac峰與腫瘤分級(jí)直接相關(guān)

MRS在腦腫瘤中的應(yīng)用：鑒別腫瘤與非腫瘤腫瘤的定性與分級(jí)鑒別原發(fā)腫瘤與轉(zhuǎn)移瘤膠質(zhì)瘤放療後的壞死與復(fù)發(fā)

腫瘤與非腫瘤Cho/NAA＞2.5時(shí)，敏感性90%，特異性86%女，56歲，頭部脹痛2月餘，加重7天Cho/NAA=3.75間變型少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤（Ⅲ級(jí)）男，44歲，反復(fù)頭痛3月餘2013-06-10Cho/NAA=0.522013-07-01腫瘤定性淋巴瘤：Lip峰明顯升高腦膜瘤：Ala峰和Glx峰出現(xiàn)—高度提示腫瘤分級(jí)高級(jí)別：Cho峰升高顯著，NAA和Cr降低明顯Lac峰與惡性度相關(guān)Lip峰見(jiàn)於高度惡性腫瘤半壞死m(xù)I峰降低良惡性膠質(zhì)瘤比值指標(biāo)惡性膠質(zhì)瘤良性膠質(zhì)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時(shí)，對(duì)鑒別良惡性有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義男，44歲，反復(fù)發(fā)作性四肢抽搐、人事不省9個(gè)月TE=30TE=135Cho/NAA=0.94Cho/NAA=1.44男，44，反復(fù)頭痛20餘天，加重1天SVS：TE=135VOI置於壞死區(qū)CSI：TE=135VOI置於強(qiáng)化緣（即腫瘤實(shí)性部分）CSI；TE=135Cho/NAA=6.36VOI置於腫瘤區(qū)

原發(fā)性與轉(zhuǎn)移性NAA峰和Cr峰部分或完全缺失轉(zhuǎn)移瘤瘤周Cho峰升高原發(fā)腫瘤浸潤(rùn)

若無(wú)Cho水準(zhǔn)升高轉(zhuǎn)移瘤所致血管源性水腫有關(guān)女，56歲，頭部脹痛2月餘，加重7天VOI置於腫瘤邊緣，Cho明顯升高，Cho/NAA=3.84

腫瘤的進(jìn)展連續(xù)的MRS檢查可用於隨診膠質(zhì)瘤的進(jìn)展Cho水準(zhǔn)增加＞45%為進(jìn)展的特徵未進(jìn)展即Cho水準(zhǔn)降低、不變或增高＜35%女，35歲，反復(fù)頭暈2個(gè)月，發(fā)作性人事不省4小時(shí)2010-12-03術(shù)後復(fù)查2012-09-24TE=135135TE=30Cho/NAA=0.58Cho/NAA=1.142013-09-09復(fù)查T(mén)E=135Cho下降Cho/NAA=0.45Cho/NAA=0.78TE=30

評(píng)價(jià)腫瘤的治療反應(yīng)放射性壞死：Cho峰降低，Lac和Lip峰增高復(fù)發(fā)：Cho峰增高和Cho/NAA比值升高男，13歲，右額顳頂葉膠質(zhì)瘤病術(shù)後7月Cho/NAA=9.13Cho/NAA=3.94ChoMRS具有明顯優(yōu)勢(shì)：照射劑量＞40Gy，乳酸峰增高；放射性壞死者，顯示NAA、Cho、Cr均大幅度下降而出現(xiàn)細(xì)胞壞死峰（0~2.0ppm之間寬大的波峰）腫瘤復(fù)發(fā)者，Cho/NAA和Cho/Cr增高，乳酸峰出現(xiàn)放射性損傷顳葉癲癇的發(fā)生與海馬硬化密不可分，海馬硬化是指海馬區(qū)域出現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞丟失和膠質(zhì)細(xì)胞增生的病理改變MRI對(duì)顳葉癲癇的診斷主要依靠對(duì)海馬形態(tài)學(xué)研究以及MRS有助於顳葉癲癇的定性、定側(cè)癲癇波普改變NAA水準(zhǔn)下降：神經(jīng)元丟失/功能障礙Cho和Cr升高：膠質(zhì)細(xì)胞和星形細(xì)胞增生Lac、Lip峰癲癇發(fā)作24小時(shí)內(nèi)檢測(cè)到，可持續(xù)存在7天NAA/Cho+Cr比值被認(rèn)為是顳葉癲癇表現(xiàn)最敏感指標(biāo)正常成人的MRS波譜NAA/（Cho+Cr）最低值為0.72，低於0.67

則為異常女，41歲，發(fā)作性頭部及左手異動(dòng)26年NAA/Cho+Cr=0.59NAA/Cho+Cr=0.78男，39歲，發(fā)作性四肢強(qiáng)直26年右：NAA/Cho+Cr=0.68左：NAA/Cho+Cr=0.88LR線粒體腦肌病MELAS病（mitochondrialencephalopathywithlacticacidosisandstroke）即線粒體腦病、乳酸中毒和中風(fēng)綜合征線粒體細(xì)胞內(nèi)提供能量的重要細(xì)胞器，受損不能正常供能，導(dǎo)致橫紋肌或伴有腦組織損害的疾病原發(fā)和繼發(fā)：基因缺陷，中毒、缺血、感染等臨床表現(xiàn)：腦中風(fēng)和中風(fēng)樣發(fā)作，反復(fù)影像學(xué)表現(xiàn)：腦梗死，腦回樣，頂枕葉多見(jiàn)，不具大血管分佈特點(diǎn)MRS：出現(xiàn)Lac波男，37歲，視物模糊8天，反映遲鈍9天，伴全身乏力Te=30Te=135Te=135TE=30時(shí)見(jiàn)乳酸雙峰TE=135時(shí)呈倒置雙峰VOI置於病灶區(qū)乳酸峰特別明顯VOI置於相對(duì)正常腦實(shí)質(zhì)內(nèi)，仍見(jiàn)乳酸峰阿爾茨海默病Alzheimer病(AD)是由於大腦皮層神經(jīng)元喪失及功能障礙而導(dǎo)致的進(jìn)行性智能障礙性疾病神經(jīng)纖維纏結(jié)和老年斑是兩個(gè)特徵性的病理表現(xiàn)腦萎縮具有特徵性，最初累及海馬，顳葉後部及頂葉MRS：NAA含量下降，肌醇（mI）含量升高mI/Cr＞0.70則高度提示ADmI升高具有一定的特異性，但具體機(jī)理仍不清楚NAA/Cho+Cr=0.53mI/Cr=0.92NAA/Cho+Cr=0.66mI/Cr=1.18女，56歲，記憶力下降1年其他海綿狀腦白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良Canavan’sdiseaseNAA明顯升高