磁共振波谱技术(讲+全)
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精选课件
1500ms
27
TE时间不同的谱线
144ms
35ms
PRESS
精选课件
28
回波时间的影响
短回波（TE<50ms） +可看到短T2代谢物，如
mI,Glx +信号强度最高 +有已形成的正常值可参
考
+可见脂肪信号 - 基线易不稳
长回波（TE>50ms） +基线平稳 +TE=144有利于观察乳
面积的比值进行定量分析 绝对定量：以内源性的水或独立的外源性
的标准浓度的物质作参照进行计算
精选课件
31
机体对代谢物浓度的影响因素
年龄 脑内不同部位 体温 肝、肾参与Cr合成，肝病时Cr下降 糖尿病、肾病、渗透压异常、移植肾、输
液均匀影响MRS的结果
精选课件
32
影响比值的因素
序列：明显影响 TE时间：明显影响 TR时间：有些影响 体素位置：明显影响 体素大小：有些影响 磁场均匀性：有些影响
精选课件
13
MRS vs MRI
基于组织中水的T2弛豫 时间，及脂肪的信号
信号来源于全脑，解剖 信息来自质子及分布及 其在及其在不同组织中 的相对弛豫率的不同
T2WI，T1WI，FLAIR
精选课件
14
MRS vs MRI
基于代谢物的T2弛 豫时间
信号来源于脑的特 定区域
PRESS，STEAM， CSI
谱线的要求：
•
信噪比好（SNR）
•
均匀性好
•
一致性好
SNR通常在频率域定义为最大代
谢物的峰高度除以无信号区噪声
的振幅的均方根
精选课件
11
精选课件
12
波谱的基本概念
峰下面积与代谢物浓度 呈正比
线宽与化合物的T2*弛 豫时间和磁场的均匀度 有关，它决定谱线的频 率分辨率
原子核存在共价键，会 形成自旋-自旋偶联， 则表现为特定形态的峰
17
活体影像选择波谱(image select in-vivo spectroscopy，ISIS)
反转脉冲适用于射频脉冲不均匀的表面线圈， 且磁化矢量全部反应的Z轴上，T2弛豫丢失很 少，有利于短T2的核，常用于31P-MRS
缺点是费时，对运动伪影敏感
精选课件
18
激励回波采集模式（stimulate echo acquisition mode，STEAM）
精选课件
33
VOI的有效设置
精选课件
34
精选课件
35
精选课件
36
灰质
白质
Hunter，s angle
精选课件
37
精选课件
38
32
64
96
精选课件
128
39
常规采集参数
SV：
PRESS序列 TR1500ms TE35ms VOI 2*2*2cm NAV：128 采集时间短
CSI：
PRESS序列 TR1500ms TE35ms VOI 10mm* Matrix 16*16 采集时间长
精选课件
20
MRS的技术考虑
不同的场强 不同的序列（PRESS或STEAM） 不同的参数（TE）
所得的谱线均会有差别，代谢物比值也有所 不同
精选课件
21
3.0T vs 1.5T
Press：TR1500ms，TE35ms
精选课件
22
3.0T Βιβλιοθήκη Baidus 1.5T
Press：TR1精5选0课0件ms，TE35ms
精选课件
9
3T脑白质的MRS谱线
移动脂肪0.9-1.3ppm 乳酸（Lac）
1.33ppm N-乙酰天门冬氨酸
（NAA）2.02ppm 谷氨酸类化合物复
合峰（Glx）2.12.4,3.78ppm 总肌酸（Cr）3.03 总胆碱（Cho）3.02 肌醇（mI）3.56
精选课件
10
谱线的判读
精选课件
15
MRS的空间定位
准确采集感兴趣区容积（volume of interest， VOI）体素内的信号，而不被VOI以外的信 号污染，是MRS成功的关键
单体素 多体素
精选课件
16
MRS选用的序列
活体影像选择波谱 ISIS
激励回波采集模式 STEAM
点分辨波谱PRESS
精选课件
精选课件
4
MRS应用
MRS较成熟的技术
应用于中枢神经系统及前列腺疾病
需要特殊的线圈及软件
31P在肌肉中及中枢神经系统的应用
其他核的波谱技术尚在临床研究阶段
13C、23Na
精选课件
5
MRS可以看到什么？
精选课件
6
MRS基本概念
不同化学结构中 的氢原子，其进 动频率不同
这种由于所处的 分子结构不同所 致的同一原子核 进动频率出现差 异的现象称之为 化学位移现象
精选课件
7
水中的氢质子在1.5T 场强条件下的进动 频率是63.9MHz
长链脂肪酸中的氢 质子在同场强条件 下的进动频率为 63.9MHz-224Hz
绝对频率差实际意 义较小
精选课件
8
以“百万分之” （parts per million，ppm） 来表示化合物之
间的频率差别是
恒定的。（无场 强依赖）
酸峰
- 很少有脂肪信号 - 信号强度弱 - 丢失所有短T2的代谢
物
精选课件
29
MRS的技术选择
开始运用MRS技术前，应充分评价磁共振系 统的MRS技术所能提供的质量，根据所需观 察的代谢物来确定所用的序列及所有参数。
精选课件
30
MRS的定量计算
绝对定量与相对定量 相对定量：以各种代谢物峰的高度或峰下
23
1.5T PRESS vs STEAM
TR1500ms，TE35ms
精选课件
24
1.5T PRESS vs STEAM
TR1500ms，TE35ms
精选课件
25
3.0T PRESS vs STEAM
TR1500ms，TE35ms
精选课件
26
TR时间不同的谱线
3000ms
PRESS
优点是一次激发就可采集，不需要相位再循环； 水抑制充分；体素边缘的锐利度好；空间定位 准确
缺点是有近50%的信号丢失，造成信噪比较低
精选课件
19
点分辨波谱（point resolved spectroscopy， PRESS）
主要是运用了重聚相位的1800脉冲，减少了信 号的丢失
选择长回波时间时（TE>50ms）会导致短T2代 谢物的丢失，且信噪比下降
磁共振波谱技术
张文博
精选课件
1
MRS
MRS可以检出具有生理及病生理意义的代谢 物
在体、直接、无创
采集原理:与MRI相同，遵循Larmor定律
MRI：信号的变化随时间变化的函数 MRS：信号的振幅随频率分布的函数
精选课件
2
原理
Larmor equation
旋磁比
精选课件
3
不同原子核共振的频率不同
1500ms
27
TE时间不同的谱线
144ms
35ms
PRESS
精选课件
28
回波时间的影响
短回波（TE<50ms） +可看到短T2代谢物，如
mI,Glx +信号强度最高 +有已形成的正常值可参
考
+可见脂肪信号 - 基线易不稳
长回波（TE>50ms） +基线平稳 +TE=144有利于观察乳
面积的比值进行定量分析 绝对定量：以内源性的水或独立的外源性
的标准浓度的物质作参照进行计算
精选课件
31
机体对代谢物浓度的影响因素
年龄 脑内不同部位 体温 肝、肾参与Cr合成，肝病时Cr下降 糖尿病、肾病、渗透压异常、移植肾、输
液均匀影响MRS的结果
精选课件
32
影响比值的因素
序列：明显影响 TE时间：明显影响 TR时间：有些影响 体素位置：明显影响 体素大小：有些影响 磁场均匀性：有些影响
精选课件
13
MRS vs MRI
基于组织中水的T2弛豫 时间，及脂肪的信号
信号来源于全脑，解剖 信息来自质子及分布及 其在及其在不同组织中 的相对弛豫率的不同
T2WI，T1WI，FLAIR
精选课件
14
MRS vs MRI
基于代谢物的T2弛 豫时间
信号来源于脑的特 定区域
PRESS，STEAM， CSI
谱线的要求：
•
信噪比好（SNR）
•
均匀性好
•
一致性好
SNR通常在频率域定义为最大代
谢物的峰高度除以无信号区噪声
的振幅的均方根
精选课件
11
精选课件
12
波谱的基本概念
峰下面积与代谢物浓度 呈正比
线宽与化合物的T2*弛 豫时间和磁场的均匀度 有关，它决定谱线的频 率分辨率
原子核存在共价键，会 形成自旋-自旋偶联， 则表现为特定形态的峰
17
活体影像选择波谱(image select in-vivo spectroscopy，ISIS)
反转脉冲适用于射频脉冲不均匀的表面线圈， 且磁化矢量全部反应的Z轴上，T2弛豫丢失很 少，有利于短T2的核，常用于31P-MRS
缺点是费时，对运动伪影敏感
精选课件
18
激励回波采集模式（stimulate echo acquisition mode，STEAM）
精选课件
33
VOI的有效设置
精选课件
34
精选课件
35
精选课件
36
灰质
白质
Hunter，s angle
精选课件
37
精选课件
38
32
64
96
精选课件
128
39
常规采集参数
SV：
PRESS序列 TR1500ms TE35ms VOI 2*2*2cm NAV：128 采集时间短
CSI：
PRESS序列 TR1500ms TE35ms VOI 10mm* Matrix 16*16 采集时间长
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20
MRS的技术考虑
不同的场强 不同的序列（PRESS或STEAM） 不同的参数（TE）
所得的谱线均会有差别，代谢物比值也有所 不同
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21
3.0T vs 1.5T
Press：TR1500ms，TE35ms
精选课件
22
3.0T Βιβλιοθήκη Baidus 1.5T
Press：TR1精5选0课0件ms，TE35ms
精选课件
9
3T脑白质的MRS谱线
移动脂肪0.9-1.3ppm 乳酸（Lac）
1.33ppm N-乙酰天门冬氨酸
（NAA）2.02ppm 谷氨酸类化合物复
合峰（Glx）2.12.4,3.78ppm 总肌酸（Cr）3.03 总胆碱（Cho）3.02 肌醇（mI）3.56
精选课件
10
谱线的判读
精选课件
15
MRS的空间定位
准确采集感兴趣区容积（volume of interest， VOI）体素内的信号，而不被VOI以外的信 号污染，是MRS成功的关键
单体素 多体素
精选课件
16
MRS选用的序列
活体影像选择波谱 ISIS
激励回波采集模式 STEAM
点分辨波谱PRESS
精选课件
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4
MRS应用
MRS较成熟的技术
应用于中枢神经系统及前列腺疾病
需要特殊的线圈及软件
31P在肌肉中及中枢神经系统的应用
其他核的波谱技术尚在临床研究阶段
13C、23Na
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5
MRS可以看到什么？
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6
MRS基本概念
不同化学结构中 的氢原子，其进 动频率不同
这种由于所处的 分子结构不同所 致的同一原子核 进动频率出现差 异的现象称之为 化学位移现象
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7
水中的氢质子在1.5T 场强条件下的进动 频率是63.9MHz
长链脂肪酸中的氢 质子在同场强条件 下的进动频率为 63.9MHz-224Hz
绝对频率差实际意 义较小
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8
以“百万分之” （parts per million，ppm） 来表示化合物之
间的频率差别是
恒定的。（无场 强依赖）
酸峰
- 很少有脂肪信号 - 信号强度弱 - 丢失所有短T2的代谢
物
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29
MRS的技术选择
开始运用MRS技术前，应充分评价磁共振系 统的MRS技术所能提供的质量，根据所需观 察的代谢物来确定所用的序列及所有参数。
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30
MRS的定量计算
绝对定量与相对定量 相对定量：以各种代谢物峰的高度或峰下
23
1.5T PRESS vs STEAM
TR1500ms，TE35ms
精选课件
24
1.5T PRESS vs STEAM
TR1500ms，TE35ms
精选课件
25
3.0T PRESS vs STEAM
TR1500ms，TE35ms
精选课件
26
TR时间不同的谱线
3000ms
PRESS
优点是一次激发就可采集，不需要相位再循环； 水抑制充分；体素边缘的锐利度好；空间定位 准确
缺点是有近50%的信号丢失，造成信噪比较低
精选课件
19
点分辨波谱（point resolved spectroscopy， PRESS）
主要是运用了重聚相位的1800脉冲，减少了信 号的丢失
选择长回波时间时（TE>50ms）会导致短T2代 谢物的丢失，且信噪比下降
磁共振波谱技术
张文博
精选课件
1
MRS
MRS可以检出具有生理及病生理意义的代谢 物
在体、直接、无创
采集原理:与MRI相同，遵循Larmor定律
MRI：信号的变化随时间变化的函数 MRS：信号的振幅随频率分布的函数
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2
原理
Larmor equation
旋磁比
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3
不同原子核共振的频率不同