【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化學位移（chemicalshift）

在相同環(huán)境條件（PH值、溫度、均勻外磁場等）下，由於所處的分子結(jié)構(gòu)不同所致的同一原子核進動頻率出現(xiàn)差異的現(xiàn)象MRS成像的基礎(chǔ)1H在H2O和脂類(-CH3)具有不同的化學環(huán)境，則有不同的進動頻率LipH2O450Hz，3.0T225Hz，1.5T頻率絕對差值具有場強依賴性，難以記憶，實際意義不直觀以“百萬分之”（partspermillion,ppm）表示時，化合物的頻率差別是恒定的（無場強依賴性）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)準確採集感興趣容積(volumeofinterest,VOI)體素內(nèi)的信號，而不被VOI以外的信號污染---關(guān)鍵單體素：PRESS，STEAM多體素：CSI點分辨波譜（PRESS）：

1個90°脈衝，2個重聚的180°脈衝

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

3個90°脈衝

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

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

回波時間（TE）短回波（30ms）可見脂肪信號基線易不穩(wěn)可顯示短T2代謝物（Glx，mI）信號強度高長回波（135ms）可顯示代謝物較少基線平穩(wěn)利於顯示長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

波譜評價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：化學位移（即頻率）縱軸：信號強度線寬偶聯(lián)常數(shù)

主要代謝物及意義氮-乙醯基天門冬氨酸（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、儲存的重要化合物標誌著細胞的能量狀態(tài)，含量相位穩(wěn)定，常被作為相對定量測量時的參照物升高：創(chuàng)傷，高滲狀態(tài)降低：缺氧、卒中、腫瘤

Cho位於3.2ppm與細胞膜磷脂代謝有關(guān)，參與細胞膜構(gòu)成是評價腦腫瘤的重要共振峰之一，腫瘤快速的細胞分裂導(dǎo)致細胞膜轉(zhuǎn)換和細胞增殖加快—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）正常情況檢測不到---無氧呼吸終產(chǎn)物此峰出現(xiàn)說明細胞內(nèi)有氧呼吸被抑制，糖酵解過程加強升高：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細胞膜崩解脂滴形成此峰多見於壞死腦腫瘤中，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序列可見膠質(zhì)細胞的標誌物，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、腦病（肝性腦病、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)活動升高：肝性腦病，嚴重缺氧Ala位於1.47ppm雙峰升高：腦膜瘤，膿腫代謝物定量相對定量計算比值：NAA/Cr，Cho/Cr，Cho/NAA，NAA/（Cho+Cr）等相對定量可以消除生物體及外磁場等的影響，應(yīng)用較多

波譜偽影不易識別硬體的優(yōu)化程度及穩(wěn)定性很關(guān)鍵偽影類別：化學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，尖銳下降運動偽影：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)：場強，掃描序列及參數(shù)個體差異：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：海馬硬化代謝性疾病：線粒體腦肌?。∕ELAS），肝豆狀核變性，苯丙酮尿癥系統(tǒng)性疾?。焊涡阅X病腦血管?。耗X梗死神經(jīng)退行性疾病：Alzheimer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Lac峰Lac峰與腫瘤分級直接相關(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，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)細胞瘤（Ⅲ級）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)—高度提示腫瘤分級高級別：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，對鑒別良惡性有統(tǒng)計學意義男，44歲，反復(fù)發(fā)作性四肢抽搐、人事不省9個月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置於強化緣（即腫瘤實性部分）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

若無Cho水準升高轉(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

腫瘤的進展連續(xù)的MRS檢查可用於隨診膠質(zhì)瘤的進展Cho水準增加＞45%為進展的特徵未進展即Cho水準降低、不變或增高＜35%女，35歲，反復(fù)頭暈2個月，發(fā)作性人事不省4小時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TE=135Cho下降Cho/NAA=0.45Cho/NAA=0.78TE=30

評價腫瘤的治療反應(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：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)細胞丟失和膠質(zhì)細胞增生的病理改變MRI對顳葉癲癇的診斷主要依靠對海馬形態(tài)學研究以及MRS有助於顳葉癲癇的定性、定側(cè)癲癇波普改變NAA水準下降：神經(jīng)元丟失/功能障礙Cho和Cr升高：膠質(zhì)細胞和星形細胞增生Lac、Lip峰癲癇發(fā)作24小時內(nèi)檢測到，可持續(xù)存在7天NAA/Cho+Cr比值被認為是顳葉癲癇表現(xiàn)最敏感指標正常成人的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26年NAA/Cho+Cr=0.59NAA/Cho+Cr=0.78男，39歲，發(fā)作性四肢強直26年右：NAA/Cho+Cr=0.68左：NAA/Cho+Cr=0.88LR線粒體腦肌病MELAS?。╩itochondrialencephalopathywithlacticacidosisandstroke）即線粒體腦病、乳酸中毒和中風綜合征線粒體細胞內(nèi)提供能量的重要細胞器，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)：腦中風和中風樣發(fā)作，反復(fù)影像學表現(xiàn)：腦梗死，腦回樣，頂枕葉多見，不具大血管分佈特點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時見乳酸雙峰TE=135時呈倒置雙峰VOI置於病灶區(qū)乳酸峰特別明顯VOI置於相對正常腦實質(zhì)內(nèi)，仍見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)致的進行性智能障礙性疾病神經(jīng)纖維纏結(jié)和老年斑是兩個特徵性的病理表現(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)營養(yǎng)不良Canavan’sdiseaseNAA明顯升高