MRS的基本概念及临床应用

概述在许多疾病中,代谢改变常常先于病理形态改变,MRS对这种代谢改变的潜在敏感性很高,能够提供早期检测病变的信息,是目前唯一能无创性观察活体组织代谢及生化变化的技术。主要应用于神经系统疾病和前列腺的诊断和鉴别诊断,目前在肝脏和乳腺方面也有很多的临床实验研究。前列腺1HMRS通过模式识别获得的肿瘤可能发生的概率图波谱成像的基础—化学位移现象在相同的磁场环境下,处于不同化学环境中的同一种原子核,由于受到原子核周围不同电子云的磁屏蔽作用,而具有不同的共振频率。波谱分析就是利用化学位移研究分子结构。原子核的共振动频率与外加磁场强度有很规律的关系,化学位移如果以外加磁场运行频率的百万分之比数(PPM)值来表示,同一原子核在不同的外加磁场下其化学位移PPM值相同,不同的化合物可以根据其在频谱线频率轴上的共振峰的不同加以区别。谱线波谱种类:1HMRS氢谱、31PMRS磷谱、13CMRS碳谱、19FMRS氟谱;

常用1HMRS氢谱;

1HMRS氢谱:存在人体所有组织中,原子浓度高,化学位移小(10ppm),要求高磁场的均匀性,减小信号畸变,通过水抑制后能够探测感兴趣区(VOI)代谢情况。方法选择?单体素1HMRS(Singlevoxel)

VOI有限,一次采集只能分析一个区域,局限性病变、后颅窝病变常见;

采集时间段:3-5min

?多体素1HMRS(protonmulti-voxelspectroscopyimaging,PMVSI)

同时获取病变区域及未受累区域,评价病灶范围大;

匀场较困难,临近组织(颅骨、鼻窦等)磁敏感伪影影响

序列选择

?受激回波法(theStimulatedEchoAcquisitionMethod,STEAD)

优点:使用短TE(35ms),检测种类多,比如脂质、谷氨酰胺和肌醇只有在短TE中测得缺点:对运动敏感,信噪比低、对匀场和水抑制要去严格,对T2弛豫不敏感

?点分辨波谱法(thePointResolvedSpectroscopy,PRESS)

优点:信噪比高,对T2弛豫敏感,对运动不敏感缺点:选择长TE,不易检出短T2物质,如脂质N-乙酸门冬氨酸(NAA)

?1HMRS中波峰最高,化学位移大约位于2.02ppm,有时在2.6ppm处可见,在正常人的大脑内浓度接近12.0mmol/L;

?由神经元的线粒体产生,仅存在于神经元内,是神经元活动的标志;

?含量多少反映神经元的功能状况,降低的程度反映了其受损的大小。升高仅见于海绵状脑白质营养不良病。

肌酸(Cr)/磷酸肌酸(PCr)

?第二高峰,化学位移大约位于3.03ppm和3.96ppm,由Cr、PCr、γ‐氨基丁酸(GABA)、赖氨酸和谷胱甘肽共同组成;

?脑细胞能量依赖系统的标志物,在脑灰质的含量高于脑白质

?随着肿瘤恶性程度的增加,代谢物的活性增加而Cr峰降低。

胆碱复合物(Cho)

?化学位移大约位于3.2ppm,由磷酸胆碱、甘油磷酸胆碱、磷脂酰胆碱组成,主要是自由胆碱细胞膜翻转的标志物,在脑白质中含量高于脑灰质;

?参与细胞膜的构成,是髓鞘形成、细胞代谢、胶质增生和髓鞘脂质崩溃降解的指标,反映了细胞膜的运转状态;

?升高见于恶性肿瘤、脱髓鞘、炎症或者其他能导致细胞膜破坏(轴突损伤)的各种病变;

乳酸(Lac)

?波峰形态特殊,具有双峰,称双重线。波峰位于1.32ppm附近

?正常情况下,细胞代谢以有氧代谢为主,检测不到Lac峰,或只检测到微量;

?此峰出现说明细胞内有氧呼吸被抑制,糖酵解过程加强;

?脑肿瘤中,Lac出现提示恶性程度较高;

?Lac也可以积聚于无代谢的囊肿和坏死区内

谷氨酸胺(Gln)和谷氨酸盐(Glu)的复合物(Gln+Glu,Glx)?化学位移大约位于2.1~2.5ppm,有时见于3.5~3.8ppm,波峰是Gln、Glu和GABA的复合物;?Glu是一种兴奋性氨基酸,是抑制性神经递质GABA的前体,具有兴奋毒性作用,并参与脑内氨的解毒,在脑组织缺血缺氧和肝性脑病时增高;?Gln有灭活和调节神经递质的作用;?GABA参与一系列神经系统疾病的发病机制,如癫痫、精神分裂症等肌醇(mI)?化学位移大约位于3.56ppm,有时在4.06ppm处可见,是脑内神经胶质细胞的标志物;?参与细胞渗透压的调节、细胞内第二信使的生成、肝脏和颅脑的解毒等过程;?含量的升高与病灶内(尤其是慢性病灶内)的胶质增生有关。脂质(Lip)?波峰在0.8~1.3PPM之间多峰?Lip峰的异常增高一般预示病变的恶性程度很高?共振频率与Lac相似,可以遮蔽Lac峰;?此峰多见于坏死脑肿瘤中,其出现提示坏死的存在;丙氨酸(Ala)?波峰位于1.3-1.47ppm,常被Lac和Lip峰所遮盖,正常人测不到。?波形与Lac相似,也为双峰,steam为正向,press为反向。?升高:脑膜瘤特征,可与胶质瘤区分,也可见于垂体瘤。亮氨酸(AAs)?波峰位于0.9ppm?正常人检测不到,仅见于脑脓肿,不见于肿瘤坏死或囊性肿瘤,具有特征性?用于区分脑脓肿和脑肿瘤坏死Ace波(乙酸盐)和SUCC波(丁二酸盐)?波峰分别位于1.9ppm和2.4ppm?正常人检测不到?可见于脑脓肿,不见于肿瘤,具有特异性?可用于鉴别脑脓肿和肿瘤坏死缺血性脑梗死?缺血90min内Lac波显示,此时无NAA波变化?缺血24h内Lac波显著升高,NAA↓,Cho波和Cr波无变化?缺血24h后

LAC↑NAA↓Cho↓Cr↓

癫痫:

?磁共振波谱能早期发现癫痫病灶及其导致的细胞损害。

?评价指标:NAA/Cho+Cr指数(NCI),NCCI小于0.6时,为脑组织代谢功能异常。双侧差值大于0.07时,较低一侧为病灶侧。

?随着发作频率的增加,NAA呈逐渐下降趋势,有研究表明癫痫发作越频繁,神经元丧失或功能缺失越严重。

?NAA/Cho+Cr的比值降低,则提示海马硬化

左侧NAA值降低,NCI左侧:0.54,右侧:0.62.提示致癫病灶位于左侧胶质瘤?异常增生胶质细胞侵犯正常神经元;?典型表现,Cho显著升高,NAA显著下降,Cr中等下降;?NAA/Cr比值下降和Cho/Cr比值升高;?Lac峰可出现,Lac峰的存在不能反映肿瘤的良恶性,但其浓度的增加反映肿瘤的缺氧程度,恶性胶质瘤可出现明显Lac波。

男,78Y,额叶胶质母细胞瘤

淋巴瘤

?常表现为Cho显著升高;

?Cr降低,NAA降低甚至缺失;

?出现高耸的Lip峰。脑外肿瘤?脑外肿瘤不含神经元,NAA和Cr峰部分或完全消失?如脑膜瘤Cho明显升高,Cr、NAA消失,Ala出现(特异性)肿瘤坏死和脑脓肿的鉴别?两者在MRS中均可变现为Lac波出现,NAA和Cr和Cho波均降低;?但脑脓肿内可出现有特异性的氨基酸波AAs,Ace,SUCC。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇

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