磁共振波谱原理及其在颅脑肿瘤的应用
磁共振波谱在诊断颅内肿瘤中的应用
乳酸(lactic acid，Lac)
Lac峰出现是无氧酵解和Lac清除率降低的结果，提示脑组织缺血、缺氧，坏死 肿瘤的能量代谢特点为糖酵解作用增强，故高级别胶质瘤中心及周围的波谱中多出现Lac峰，但不是恶性肿瘤的可靠征象 囊肿、脓肿、梗塞、坏死、术后缺损区或体积较大的良性肿瘤（因限制Lac的清除导致清除率下降）也出现Lac峰 Lac的波谱位于1.33ppm处，在正常脑组织内探测不到
Department of Neurosurgery Peking University People’s Hospital
丙氨酸(alanine，Ala)
Ala来自于糖分解中的丙酮酸，是谷氨酰胺转氨基和部分氧化作用大于糖酵解的结果 Ala增高被认为是脑膜瘤的特征，但并非所有脑膜瘤均会出现 胶质瘤内也可出现Ala峰，脑膜瘤的Ala/Cr比值比星形细胞瘤高3-4倍 神经鞘瘤和转移瘤无Ala峰 Ala峰的波谱位于波谱曲线1.4ppm处
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氢质子磁共振波谱(1H-MRS)
目前，可用在医学领域波谱研究的原子核有1H、31P、23Na、13C、19F、7Li等 由于氢质子1H较其他原子核在有机物结构中具有高自然丰度和核磁感性，故做波谱分析时多采用1H 1H-MRS在脑部疾病诊断中的应用最为广泛 如:脑肿瘤、脑梗塞、脑脓肿、脑炎、癫痫、家族性精神分裂症、缺血缺氧性脑病、多发性硬化、肝性脑病、脑部的放射性损伤等
可检测出活体组织代谢物的浓度，为MRI影像提供定量诊断依据 可反映组织的代谢信息和状态，来确定组织的性质 是目前唯一无创研究人体器官、组织代谢、生化改变及化合物定量分析的方法
磁共振波谱分析在颅脑疾病中的研究进展
磁共振波谱分析在颅脑疾病中的研究进展摘要】磁共振波谱分析能客观地反映脑内代谢物的变化，进而反映早期病变的病理改变。
作者从影像学角度归纳了脑血管疾病、神经系统变性疾病、多发性硬化等神经系统疾病在磁共振波谱成像上的不同表现，提示磁共振波谱分析能从影像学角度对颅脑疾病进行早期辅助诊断和预后判断。
【关键词】磁共振波谱分析;颅脑疾病磁共振波谱分析(MRS)是测定活体内某一特定组织区域化学成分的唯一的无损伤技术，是磁共振成像和磁共振波谱技术完美结合的产物。
由于代谢异常通常早于结构的变化，MRS可以检测到常规磁共振不能显示的异常，在神经系统疾病的早期诊断中具有巨大的发展前景。
1． MRS分析的原理是组织内的一些化合物和代谢物的含量以及它们的浓度，由于各组织中的原子核质子是以一定的化合物的形式存在，在一定的化学环境下这些化合物或代谢物有一定的化学位移，并在磁共振波谱中的峰值都会有微小变化，它们的峰值和化学浓度的微小变化经磁共振扫描仪采集，使其转化为数值波谱。
与MRI根据信号的位置得到的解剖图像不同，MRS获得的是各个频率的峰图[1]。
这些化学信息代表组织或体液中相应代谢物的浓度，反映组织细胞的代谢状况。
即磁共振波谱是从组织细胞代谢方面来表达其病理改变的。
2 MRS在颅脑疾病诊治中的作用2.1脑梗死(CI)MRS可反映脑梗死后脑细胞内酸中毒、能量代谢障碍以及脑内一些重要物质的变化，较为完整地反映出缺血性梗死和修复等整个脑梗死的病理生理过程，可对治疗和预后做出较准确的评估与判断。
1HMRS出现异常改变比常规MRI早，临床上脑梗死发生4小时以内的病人，常规MRI常难以显示缺血灶，而MRS改变则很明显，1HMRS的改变不受模糊效应的影响（3W左右）。
对脑梗死的1HMRS出现Lacd的增高是脑梗死早期的一个敏感指标，2-3小时即可出现。
由于在脑梗死的超急性期，CT和MRI常不能检测到梗死灶，而理想的溶栓治疗时间窗≤6 h，且CT和MRI对缺血半暗带的识别能力有限，所以早期诊断对溶栓治疗非常关键。
磁共振波谱技术在肿瘤诊断中的应用
磁共振波谱技术在肿瘤诊断中的应用肿瘤是当今世界面临的严重挑战之一，据统计，全球每年有数以百万计的人被诊断出肿瘤，同时，每年因癌症去世的人数也在不断上升。
一方面，肿瘤的主要危险在于它具有高度的异质性和多样性，另一方面，传统的肿瘤诊断手段如MRI、CT等缺乏准确性以及无法直接反映肿瘤的代谢特征，这使得肿瘤的诊断更加困难并且容易被误判。
如何提高对肿瘤的准确诊断成为了当前科研中的前沿热点，而磁共振波谱技术的应用为实现这一目标提供了全新的思路。
磁共振波谱技术是用于研究生物物质代谢的一种非侵入性方法，它主要是利用磁共振信号直接反映生物样本的分子构成和变化，通过测量肿瘤组织中特定代谢物质的信号强度、峰形和峰位置来实现对肿瘤的诊断。
与传统肿瘤诊断手段不同的是，磁共振波谱技术不仅可以快速检测肿瘤的位置和大小，更重要的是它可以反映肿瘤组织的代谢状态。
因此，它能够提供更多的信息来识别癌细胞和正常细胞之间的差异。
磁共振波谱技术的优势在于它可以获取高分辨率和高灵敏度的代谢信息，这样就可以观察到微小的代谢变化和代谢产物。
严格说来，磁共振波谱技术就是对样本中的分子进行一系列高频振动的激励，然后测量它们发射出来的信号。
这些信号都有各自独特的频率和强度，因此可以用来确定分子的种类和浓度。
在肿瘤诊断中，主要应用于对脑肿瘤的诊断、乳腺癌的早期诊断和肝癌的诊断。
具体地说，磁共振波谱技术对于脑肿瘤的诊断非常重要，因为大多数神经性肿瘤细胞有明显的代谢变化。
例如，在正常脑组织中，乳酸是一种代谢产物，当脑细胞受到坏死、缺血、缺氧和缺糖等因素的影响时，乳酸的含量会显著增加。
而在脑肿瘤组织中，乳酸含量的增加往往是非常显著的，并且肿瘤细胞中有很多其他代谢物质的变化也可以反映在磁共振波谱图中，这为脑肿瘤的诊断提供了一个有力的工具。
除了脑肿瘤外，磁共振波谱技术在乳腺癌的早期诊断中也具有重要的作用。
因为乳腺癌早期的代谢变化非常微小，通过磁共振波谱技术可以非常精确地检测出这些变化，从而实现对癌变组织的早期发现。
颅脑MRI的临床应用及脑肿瘤的MRI诊断
CO中毒迟发性脑病
女，45岁，反应迟钝， 记忆力下降12天。
CO中毒迟发性脑病
女，45岁，反应迟钝， 记忆力下降12天。
酮症酸中毒脑表现－DWI呈弥漫性高信号
急性播散性脑脊髓炎
2010-7-27 女，6岁，乙脑
2011-2-24 2010-7-27
脑肿瘤诊断的思路
定位:轴内,轴外 定性:影像征象,临床信息(年龄,性别,症状,
3．进入检查室之前，应除去病人身上携带的一切金属 物品、磁性物质及电子器件。
【检查前准备】
4．告诉病人所需检查的时间，扫描过程中平静呼吸， 不得随意运动，若有不适，可通过话筒和工作人员 联系。
5．婴幼儿、焦躁不安及幽闭恐惧症的病人，根据情 况给适量的镇静剂或麻醉药物。一旦发生幽闭恐惧 症立即停止检查，让病人脱离磁共振检查室。
中回波有利于显示Cho代谢物
TE=135ms
TE=30ms
定位图
TE=30ms时，Cho/NAA=1.21； TE=135ms时，Cho/NAA=6.12。
增强T1WI＋脂肪抑制
增强T1WI＋脂肪抑制序列可以 明确平扫高信号病灶是脂肪组 织（可被抑制呈低信号），还 是其它成像（仍呈高信号）。
多方位直接成像有 助于病灶准确定位 －MRI的优势之一
术后大体标本
病理结果： 囊性成熟性畸胎瘤。
术后组织切片图
M
RI
是
评
价
术后3个月复查 病灶已完全切除
脑 内 肿
左侧颞叶单发脑转移癌
男，67岁,记忆力减退1个月。
肺窗－横断面图像。
脑部发现转移 癌必需行肺部 CT检查。
同前病例， 左上肺癌伴 脑转移。
纵隔窗－ 增强冠状 面重建图 像。
磁共振波谱在诊断颅内肿瘤中的应用
乳酸(lactic acid，Lac)
• Lac峰出现是无氧酵解和Lac清除率降低的结果， 提示脑组织缺血、缺氧，坏死
• 肿瘤的能量代谢特点为糖酵解作用增强，故高级 别胶质瘤中心及周围的波谱中多出现Lac峰，但不 是恶性肿瘤的可靠征象
• Cho的波谱位于3.2ppm处
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胆碱(Cho)变化意义
• Cho在肿瘤边缘增加比中心高，实体部分比 囊性部分高
• Cho与胶质瘤级别有很好相关性。肿瘤的恶 性程度越高，生长越快，细胞分裂增殖越 活跃，具有越高的Cho值
件的不同、共振峰的重叠、涡流导致峰宽增宽等 • 普遍采用的是两种代谢物波峰下面积的比值，即
相对定量的方法来代表代谢物的相对浓度 • 相对定量的方法有利于自我调整成像仪、定位方
法的差异和增益的不稳定性，减少部分容积效应
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肌醇(myo-inosito，MI)
• MI是磷酸酰肌醇和磷酸磷脂酰肌酸的前体物，主 要作用为调节渗透压，营养细胞，抗氧化及生成 表面活性物质
• 低级别星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤、胶质母 细胞瘤的MI/Cr值依次降低，且存在显著差别
• 脑膜瘤、转移瘤中见不到及MI峰 • 神经鞘瘤的MI升高 • MI峰的波谱位于3.5ppm处
肌酸(Cr)变化意义
• Cr在脑内总量较恒定，不同代谢条件下均保持相 对稳定，可作为其他峰的比值参考
磁共振成像谱分析应用于肿瘤诊断
磁共振成像谱分析应用于肿瘤诊断导言：肿瘤是一种常见且具有严重危害的疾病。
传统的肿瘤诊断方法包括临床检查、血液检测和组织活检等，然而这些方法存在着一些局限性。
近年来，磁共振成像（MRI）谱分析作为一种非侵入性的无辐射扫描技术，逐渐被应用于肿瘤诊断领域。
本文将探讨磁共振成像谱分析在肿瘤诊断中的应用。
一、磁共振成像谱分析的原理磁共振成像谱分析，简称MRS，是一种利用核磁共振原理探测物体内特定核自旋的技术。
通过对核自旋共振信号的接收和处理，可以获得物质的代谢信息和化学组成。
MRS技术通过分析肿瘤细胞内代谢物的含量和分布，为肿瘤的诊断提供了重要参考依据。
二、磁共振成像谱分析在肿瘤诊断中的应用1. 肿瘤定量化磁共振成像谱分析可以通过测量特定代谢物的浓度，对肿瘤进行定量分析。
例如，测量肿瘤组织内的乳酸浓度可以反映肿瘤细胞的缺氧状态，进而判断肿瘤的恶性程度。
此外，MRS还可以测量肿瘤内的氨基酸、脂质和糖类等代谢物质的浓度，为肿瘤的分类和分级提供重要参考。
2. 早期肿瘤检测磁共振成像谱分析在早期肿瘤检测中具有独特的优势。
由于肿瘤的发展过程中伴随着细胞代谢的改变，MRS技术可以检测到代谢物质的异常变化，从而早期发现和诊断肿瘤。
例如，乳腺癌的早期诊断可以通过MRS技术测量乳腺组织内的胆碱浓度进行。
此外，通过对结肠癌、前列腺癌等肿瘤的研究发现，MRS技术可以检测到肿瘤组织中乳酸浓度的增加，从而帮助早期诊断。
3. 肿瘤治疗效果评估磁共振成像谱分析还可以用于肿瘤治疗效果的评估。
由于临床上常用的肿瘤治疗方法如放射治疗和化疗会导致肿瘤细胞的代谢改变，通过MRS技术可以观察到代谢物质的变化，从而评估治疗的效果。
例如，研究发现对于脑肿瘤的治疗，MRS技术可以评估治疗后的肿瘤生物学变化，如细胞凋亡和坏死。
此外，MRS还可以帮助评估肿瘤治疗后的复发风险，提供个体化的治疗方案。
4. 肿瘤分子生物学研究磁共振成像谱分析还可应用于肿瘤的分子生物学研究。
磁共振功能成像在脑肿瘤诊断中的应用研究
磁共振功能成像在脑肿瘤诊断中的应用研究一、磁共振功能成像技术概述磁共振功能成像是通过对患者进行磁共振成像的同时监测大脑活动的一种技术。
它利用了血液含氧量的变化来反映神经活动的情况。
当脑区域活动增加时，血液流量和供氧量都会相应增加，从而引起局部血氧浓度的变化。
fMRI技术利用磁共振成像技术对这种血氧浓度的变化进行监测，从而实现对患者大脑活动的动态观察。
二、磁共振功能成像在脑肿瘤诊断中的应用1. 术前定位脑肿瘤的手术治疗是目前常见的治疗手段之一，而脑肿瘤的位置和大小对手术的结果有着重要的影响。
利用fMRI技术可以清晰地显示脑肿瘤周围神经组织的功能状态，有助于确定手术切除边界和减少手术风险。
fMRI技术还可以帮助医生确定脑肿瘤的发展趋势和生长模式，为手术治疗提供更为精准的定位信息。
2. 术后监测脑肿瘤手术后的监测是非常重要的，它可以帮助医生了解手术的效果并及时调整治疗方案。
利用fMRI技术可以监测患者手术后的大脑活动情况，从而评估手术对患者大脑功能的影响。
这有助于医生及时发现手术后的并发症并采取相应的治疗措施，提高患者的生存率和生活质量。
三、磁共振功能成像在脑肿瘤诊断中存在的问题和挑战1. 技术限制fMRI技术在一定程度上受到成像精度和时间分辨率的限制，这会影响到对脑肿瘤的准确诊断和治疗。
如何改进fMRI技术的成像精度和时间分辨率是当前的研究热点之一。
2. 数据分析fMRI技术产生的数据量庞大，如何高效地处理和分析这些数据成为了当前面临的一个重要挑战。
开发更为高效的数据处理和分析方法对于提高fMRI技术在脑肿瘤诊断中的应用具有重要意义。
3. 临床应用尽管fMRI技术在脑肿瘤诊断中具有重要的价值，但是目前其在临床应用中仍存在一定的难度。
如何进一步推广fMRI技术，并加强其与临床实践的结合是当前的一个重要问题。
四、磁共振功能成像在脑肿瘤诊断中的未来发展趋势1. 多模态成像技术未来的研究方向之一是将fMRI技术与其他脑成像技术相结合，如结构磁共振成像（sMRI）、脑电图（EEG）等，以提高脑肿瘤诊断的准确性和可靠性。
磁共振波谱在诊断颅内肿瘤中的应用通用课件
制定磁共振波谱技术的行业标准和规范，促进技术的标准化和规范化，推动其在临床诊 断中的广泛应用。
05
磁共振波谱在诊断颅内肿 瘤中的实践经验分享
典型病例分析
病例一
患者A，因头痛、恶心等症状就诊，MRI显 示颅内占位性病变，MRS提示为恶性病变 可能性大，最终病理证实为胶质母细胞瘤。
磁共振波谱基于原子核的磁性，通过 施加射频脉冲激发原子核，检测其共 振频率和信号强度，从而推断出组织 或器官的代谢和生化变化。
磁共振波谱能够提供分子层面的信息 ，有助于深入了解疾病的发病机制和 病理生理过程。
磁共振波谱在医学诊断中的应用
肿瘤鉴别诊断
磁共振波谱能够区分良恶性肿瘤 ，为肿瘤的精准治疗提供根据。
提高诊断的准确性
优化波谱采集参数
通过改进磁共振波谱采集过程中的参 数设置，如调整磁场强度、射频脉冲 序列和采集时间等，提高波谱信号的 分辨率和准确性。
开发新型波谱分析算法
利用人工智能和机器学习技术，开发 新型的波谱分析算法，自动辨认和分 类颅内肿瘤的代谢特征，减少人为误 差和提高诊断的可靠性。
降低检查成本和时间
不同类型肿瘤的鉴别
对于不同类型的颅内肿瘤，如胶质瘤、脑膜瘤等，磁共振波谱能够提供有价值的 鉴别信息，帮助医生做出准确的诊断。
肿瘤复发的监测
复发监测
对于已经接受治疗的颅内肿瘤患者，磁共振波谱可以监测肿 瘤是否复发，及时发现并采取相应的治疗措施。
疗效评估
在治疗过程中，磁共振波谱可以评估治疗效果，为调整治疗 方案提供根据。
磁共振波谱的代谢物变化可以用于肿瘤 的分级和预后评估。
VS
详细描述
根据肿瘤组织中代谢物的变化，可以评估 肿瘤的恶性程度和预后。例如，胆碱峰的 升高与胶质瘤的恶性程度相关，乳酸峰的 升高则与肿瘤的缺氧和坏死风险相关。这 些信息有助于医生制定更为个性化的治疗 方案和评估患者的预后。
核磁共振波谱技术及其在医学中的应用
核磁共振波谱技术及其在医学中的应用引言核磁共振（NMR）波谱技术是一种分析化学和生物化学的强大工具。
它通过测量由核磁共振引起的频率变化，可以得到各种物质的化学结构和分子动态信息，从而在药物研究、物种鉴定、蛋白质结构以及医学上的诊断和治疗等方面中发挥了至关重要的作用。
本文将介绍核磁共振波谱技术的基本原理及其在医学中的应用。
一、核磁共振波谱技术的基本原理核磁共振是原子核自旋与外加磁场相互作用的一种现象。
当被置于磁场中的原子核纵向自旋方向与外加磁场方向相同时，其能量处于低位状态；当纵向自旋与外加磁场方向相反时，其能量处于高位状态。
在恒定磁场B0的作用下，放置射频脉冲能够短暂扰动核磁场，导致核自旋状态发生变化。
之后，系统将恢复到基态，自旋向下的原子核重新回到原来的磁状态，向上反转的原子核则绕着磁场旋转，这种叫做进动。
反转的进动同步发生，并在物理上抵销，因此，只有向下的自旋在均匀的磁场中保持稳定。
如果应用射频脉冲的频率与核自然进动频率相等，则能够在系统中激发共振，使得部分核进动倾斜。
激动所需的能量和核进动的频率是一一对应的，因此，这样扰动核自旋时会产生共振，即物质因内在原因而产生的吸收峰。
二、核磁共振波谱技术在医学中的应用1.疾病诊断核磁共振波谱技术广泛应用于疾病的诊断，其主要是结合多维数据分析，可以用来评估神经和心理方面的疾病、代谢性疾病和其他疾病。
例如利用核磁共振波谱法对人类肿瘤中代谢物进行高通量筛查，存在重要的磁共振波谱指纹以识别癌症。
此外还可用来非侵入性地检测癫痫、阿尔茨海默症以及帕金森综合症等多种疾病的变化。
2.药物研发核磁共振波谱在药物研发方面有广泛的应用，具体包括药物分子动态研究、药物发现、化学反应动力学及结构验证等。
例如，通过核磁共振波谱技术可以非破坏性地检测制药过程中的中间体、原料药和最终产品的纯度，获得其结构和化学易位机理信息，并在药物生产中对质量进行监测。
3.医学治疗核磁共振波谱技术在医学治疗领域也有很多应用，例如，利用核磁共振波谱法可对糖尿病、肥胖症、恶心、疼痛和精神障碍等疾病进行治疗及药物监测。
磁共振波谱在诊疗颅内肿瘤中的应用讲义
N-乙酰天门冬氨酸(NAA)变化意义
• NAA的减少提示正常神经元被破坏和/或被肿瘤 细胞替代所致，其减少可能是一个渐进的过程
• NAA在肿瘤中心比肿瘤周围下降更明显，高级别 胶质瘤下降更多
• 先行磁共振检查，在适当的时间里在磁共振上设 定波谱磁共振检查的靶区，摈弃周围组织的影响， 称为MRS的兴趣区(region of intrest,ROI)
• 对于肿瘤来说，ROI多选择瘤内实体区、坏死区、 瘤周区等及与相应解剖学部位对应的对侧正常区
瘤周区定义为T2WI上显示为高信号而在增强T1WI上无强化的肿瘤 周围区域，约肿瘤周围的2cm左右的区域
• Canavan病是唯一NAA浓度增高的疾病
Canavan病亦称中枢神经海绵样变性，是一种罕见的常染色体隐性遗 传病，致病基因定位于17p13-pter。病理特点为中枢神经海绵样变 性。生化特点为天冬氨酸酰基转移酶缺陷导致脑内NAA堆积和尿 NAA增多。MRS显示脑内NAA波升高可作为确诊本病的依据
• 化学位移可将含有同种原子核的不同化合 物根据其化学位移的程度在频率轴上区别 开来
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磁共振波谱(Magnetic resonance spectroscopy，MRS)原理
• 每一带电的原子核自旋即可在其周围产生一微弱 磁场，置于外加磁场，其自旋轴就会趋于平行或 反方向于这个磁场方向
• 可反映组织的代谢信息和状态，来确定组 织的性质
• 是目前唯一无创研究人体器官、组织代谢、 生化改变及化合物定量分析的方法
磁共振波谱在诊断颅内肿瘤中的应用 PPT
脑膜瘤无神经元，故理论上无NAA峰
---有时可见较低的峰，原因是肿瘤侵犯正常脑组织或部分容积效应所致
胆碱(Cho)升高
---各型脑膜瘤中没有显著性差异
出现特征性丙氨酸(Ala)峰
---并非所有脑膜瘤均会出现
可出现谷氨酸(Glxβ)峰
---对肿瘤细胞具有化学抵抗作用
强化区域外没有病理性波谱
---非侵袭性肿瘤的特征
Cho NNA Cr
对侧正常谱线 Cho/NAA = 0.94 Cho/Cr = 1.25
Ⅰ-Ⅱ级星形细胞瘤MRS波谱
NNA Cho
Cr Cr2
Cho NNA Cr
Cr2
Cho
NNA Cr Cr2
• 参照区
• 周边区
• 瘤体区
肿瘤波谱显示NAA依次下降，Cho逐渐升高
Ⅲ级星形细胞瘤MRS波谱
NNA
对应右侧额叶MRS
Ⅱ级星形细胞瘤术后及放疗后1年
MRS见NNA、Cho 、Cr峰均消失 无复发迹象
NNA Cho
Cr
对应右侧额叶MRS
Ⅱ级星形细胞瘤术后2年复发
Cho NNA
MRI提示原手术 病灶未见明显异常
MRS见Cho峰增高 提示复发
NNA Cho
Cr
对应右侧额叶MRS
脑膜瘤的1H-MRS表现
第二组：II级星形细胞瘤
Cho Cr2 Cr NAA
NAA下降 Cho峰升高 Cr变化不明显 未见Lip/Lac峰
NAA Cho Cr2 Cr
对侧相应部位 的MRS表现正常
第二组：III级间变少突胶质细胞瘤
Cho
Lip
Cr
NNA
NAA、Cho、Cr 峰均下降 可见Lip峰
核磁共振波谱在肿瘤诊断与治疗中的应用
核磁共振波谱技术属于检测分子 ， 被广泛 应用于 医药 与
组织后便可达 到痊 愈的 目的 。但恶性 肿瘤患者 ， 唯有 早期确
诊 后采取切除手 术才 有助 于延 长患 者生存 期 限 。即便 最 近 几年肿瘤诊断 和治疗 取得了较大 的进 步 ， 但 常见性 的恶性肿 瘤 发生率和病死率仍 旧保持 着上升趋 势＿ １ ］ 。及 早诊断 ， 并发
振波谱 中显示 Ｎ ＡＡ 具有 降低 或 降低 的趋 势 ， Ｃ ｈ ０升 高 、 ｃ ｒ 信号存在减弱情 况 ， 并观 察到 Ａｌ ａ峰 ， 肿瘤周 围脑 组织 呈现 正常 ； 核磁共 振波谱扫描诊 断淋 巴瘤 ｌ Ｏ 例， 病理证 实 １ ０例 ， 核磁共振波谱表现 出病变 区域 ＮＡＡ降低或存在明显降低 的 现象 ， 且ｃ ｈ ０升高 ； 核磁 共振 波谱 显示胶 质瘤 ６ ０例 ， 病 理证 实５ ９ 例， 核磁共振波谱表现 出 Ｎ ＡＡ降低或存在显著 降低 的 现象 、 Ｃ ｈ ｏ升高 ， 肿瘤 区域脑组织 出现改变 ； 核磁 共振波谱 扫 描转移瘤 １ ８例 ， 病理证实 １ ８例 ， 核磁共振波谱显示 Ｎ 从 降 低、 Ｃ ｈ ｏ 升高， 并 观察 到 Ｌ ｉ ｐ峰 。可 见 ， 核磁共 振波谱在 肿瘤 诊断 中具有较高 的应用价值 。
结 构生物学 中。ＭＲ Ｉ 属于无 创伤检 测技术 。将人体 放置 在
梯度磁 场中测定含水量 ， 被广泛应用 于与组织 细胞形态变化
相关 的 疾 病 诊 断 中 。但 临 床 应 用 中发 现 ， ＭＲ Ｉ 检 测 前 列 腺 癌
的敏感 度为 ９ ０ 左右 ， 特异 度不到 ３ Ｏ 。而 ＮＲ Ｓ能够检测 分 子结 构 ， ， 以此来弥补 ＭＲＩ 技术 中不足 。在核磁共 振技术
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病例1
•39Y/F •反复头痛、头 晕3个月，视力 下降1周
病理诊断：“左侧枕部肿物切除标本”：纤维 型脑膜瘤（WHOⅠ级）
转移瘤
• 来源于脑外，NAA峰缺失 • Cho峰升高，Cr峰下降，Cho/Cr比值升高 • 可出现Lac峰和Lip峰
病例2
•62Y/M •头晕伴双眼视 物模糊1月余
病理诊断：“右侧额叶切除标本”：结合病史 符合转移性恶性黑色素瘤
磁共振波谱（MRS）原理及其在 颅内肿瘤成像中的应用
概述
磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy， MRS），是一种无创性检测活体组织器官能量代谢 、生化改变和特定化合物定量分析的技术，能够从代 谢方面对病变进一步研究。其依据是原子核化学位移 和自旋耦合两种物理现象
位置 2.02ppm
3.05ppm 3.20ppm 0.9-1.3ppm 1.33-1.35ppm 3.8ppm
中枢神经系统MRS代谢物
正常脑组织1H-MRS中的第一大峰，与神经膜的兴奋性有关 仅存在于神经元内，是神经元密度和生存的标志 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程度
胶质瘤
Cho峰明显升高，NAA峰明显下降，Cr峰相对稳定 或轻度下降，可出现异常增高的Lac峰
NAA/Cr比值下降：高级别胶质瘤中该比值较低级 别胶质瘤下降程度大，提示高级别胶质瘤破坏神 经元程度大于低级别胶质瘤
Cho/Cr比值上升：提示细胞的快速增殖，与肿瘤 的增生活跃有关
Lip峰出现于大多高级别胶质瘤中
则Cho/Cr比值显示增高 Cho是髓鞘磷脂崩溃的标志，在急性脱髓鞘疾病中，其水平显著升高
胆碱 （Cho）
★脑肿瘤细胞快速分裂导致细胞膜转换和细胞增殖加快
中枢神经系统MRS代谢物
正常细胞以有氧代谢为主，几乎检测不到Lac峰，出现此峰说明细 胞内有氧呼吸被抑制，糖酵解过程加强
颅内肿瘤、脓肿及梗塞时，皆可出现Lac峰★，无代谢的囊肿和坏 死区也可见Lac峰
病例3
•40Y/M •突发意识不清、 四肢强直抽搐3 天
病理诊断：节细胞胶质瘤（WHOⅡ级）
病例4
•40Y/M •头痛、头晕伴 左侧耳鸣1个月， 加重10天
病理诊断： “左颞叶占位切除标本”： 间变型星形细胞瘤，部分区域达到胶质母细 胞瘤诊断标准（WH示恶性程度较高，常见于多形胶质母细胞瘤中
中枢神经系统MRS代谢物
其分布代表甲基、亚甲基、等位基和不饱和脂肪酸的乙烯基 共振频率与Lac峰相似，可以遮蔽Lac峰 Lip峰多见于坏死脑肿瘤中，其出现提示坏死的存在
脂质 （Lip）
中枢神经系统MRS代谢物
此代谢物被认为是激素敏感性神经受体的代谢物；主要为调节渗透 压，营养细胞，抗氧化作用及生成表面活性物质
mI含量的升高与病灶内（尤其是慢性病灶内）的胶质增生有关，在 星形细胞瘤中，mI峰随着肿瘤恶性程度的增加而增高
肌醇 （mI）
MRS在颅内肿瘤的应用
• 判断是否为肿瘤性病变 • 判断肿瘤为颅内肿瘤或颅外肿瘤 • 胶质瘤分级中的应用
脑膜瘤
• 属脑外肿瘤，不含神经元，在MRS中NAA峰消失 • Cho峰明显升高，Cr峰降低 • 可以出现丙氨酸（Ala）峰
N-乙酰 天门冬 氨酸 (NAA)
中枢神经系统MRS代谢物
是脑细胞能量依赖系统的标志 在低代谢状态下增加，在高代谢状态下减低 峰值一般较稳定，常作为其它代谢物信号强度的参照物
肌酸 （Cr）
中枢神经系统MRS代谢物
细胞膜磷脂代谢的成分之一，反映细胞膜的更新 Cho峰在几乎所有的原发和继发性脑肿瘤中都升高★；恶性程度高，
基本原理
不同化合物的相同原子核，相同化合物不同原 子核之间，由于所处的化学环境不同，其周围 磁场强度会有轻微的变化，共振频率会有差别， 这种现象称为化学位移，共振频率的差别就是 MRS的理论基础
波谱分析就是利用化 学位移研究分子结构， 化学位移的程度具有磁 场依赖性、环境依赖性
原子核自旋耦合
每类氢核不总表现为单峰，有 时多重峰
原因：相邻两个氢核之间的自 旋偶合（自旋干扰），引起峰 的裂分
MRS影响因素
MRS检测的信号强度 磁场的均匀性 抑水、抑脂 感兴趣区的选择 体素大小 TR、TE时间
氢质子波谱
常见代谢产物的共振峰
物质 N-乙酰天门冬 氨酸（NAA） 肌酸（Cr） 胆碱（Cho） 脂质（Lip） 乳酸（Lac） 肌醇（mI)