MRS磁共振波普成像
认识磁共振：五、磁共振波谱分析（MRS）
认识磁共振：五、磁共振波谱分析（MRS）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，是在磁共振成像的基础上又一新型的功能分析诊
断方法。
MRS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。
现今磁共振波谱研究较早、较多的是应用于中枢神经系统，其通过组织内化学代谢产物的多少，可以进行对脑肿瘤与非肿瘤性病变鉴别、脑肿瘤良恶性鉴别、恶性肿瘤分级、肿瘤术后复
发与坏死的鉴别、原发与转移瘤的鉴别等等。
在心脏方面的应用主要是在心肌缺血、心肌病等心肌代谢方面的研究。
肝脏主要研究包括代
谢性疾病、肝炎肝硬化及肝肿瘤等。
MRS还能提供前列腺组织的代谢信息，对于鉴别前列腺癌和前列腺增生的鉴别有重大意义。
MRS还能无创性地检测骨骼肌磷脂代谢和能量代谢的代谢产物及细胞内pH值，研究骨及软组织肿瘤的磷脂代谢和能量代谢的异常变化。
牡丹江医学院第二附属医院影像科自引进256排双源双能量CT以来，以影像学博士李为民主任
为首的诊断团队先后开展了双低冠脉成像扫描、双能量成像去伪影、虚拟平扫等技术，填补了
牡丹江地区在此领域的空白，给患者带来了巨大的福祉。
核磁共振波谱分析
磁共振波谱分析
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，是在磁共振成像的基础上又一新型的功能分析诊断方法。
需要检查的人群：患有脑部、心脏、骨骼肌和肝脏肿瘤的人群。
不合宜人群：
(1)安装人工心脏起博器者及神经刺激器者禁止做检查。
(2)颅内有银夹及眼球内金属异物者禁止做检查。
(3)心电监护仪不能进入MRI检查室。
曾做过动脉病手术、曾做过心脏手术并带有人工心瓣膜者禁止做检查。
(4)各种危重病患者：如外伤或意外发生后的昏迷、烦躁不安、心率失常、呼吸功能不全、不断失血及二便失禁者等等。
(5) 检查部位有金属物(如内固定钢针钉等)不能检查。
(5)妊娠妇女慎做检查，如有可能怀孕者，请告知检查医生。
检查前禁忌：无特殊禁忌。
检查时要求：检查放松心情，听从医生吩咐进行检查。
MRI功能成像MRS（1）
MRI功能成像MRS（1）磁共振波谱（MRS）是利用磁共振中化学位移现象来测定物质组成成份的一种检测方法。
它是目前唯一能在活体内检测人体内特定代谢产物成份含量及分布的一种方法。
作者：王晋君来源：1影1世界王晋君，医学硕士，医学影像副主任医师，美国杜克大学访问学者。
市中心医院医学影像科主任，卫健委CT质控部主任，中华医学会运城放射专委会秘书。
从事医学影像诊断工作20年，熟悉全身各系统尤其是腹部疾病的影像诊断。
作者介绍磁共振波谱成像（MRS）波谱共振频率点，物理状元也发愁。
波谱之难，难于上青天，就是很多影像专业的医生或学生也望而生畏。
但临床医生就是没见过也听说过，尤其是神经内外科，但其具体应用却不一定清楚。
影像教科书所讲波谱？别提了！来看看是怎样一条险途：质子、磁场、频率……入场就晕；成像过程、复杂定位、各项参数……无法入静；耐心等待，精确匀场，喧闹声后，终于好戏出场，推出一波动感曲线，却仍是天人天语，化学位移、半峰宽度、面积积分等等，一晕到底，直接放弃吧。
影像套路长，我要回临床，好吧，今天咱就从一个临床医生的角度来看，从日常工作中的实例出发，从最常用到东西入手，让临床医生朋友们轻松认识磁共振波谱。
病人检查回来，递到我们手上的是一摞片子，神秘好奇焦急地望着我们，想从我们这里得到他想知道的种种困惑，其中就有磁共振波谱，简单，大多数就下面这相样子：大脑MRS图上面的MRS就是磁共振波谱（Magnetic Resnance Spectroscopy，MRS），它是利用磁共振中化学位移现象来测定物质组成成份的一种检测方法。
教科书讲：它是目前唯一能在活体内检测人体内特定代谢产物成份含量及分布的一种方法。
可与MRI相互补充，用于疾病的辅助诊断。
右面三幅是定位图，上面有小方框，是MRS的具体位置，也就是说所检测的是这个位置上的一块脑组织（一般同1-2cm^3的体积）内的各种代谢产物的含量。
下面的曲线，就是所谓的波谱，的确是个谱线，和我们高中时学到的各种谱线是类似的，是一个座标图，其横轴是共振的频率，单位是ppm，不同的位置代表了不同的化学位移（太深奥，没办法，此处略过……个字的描述），也就是不同的代谢产物，也就是说不同代谢产物百万分之一的差异也能显示出来。
医学影像新技术介绍(一)——MRS
肿瘤 1、胶质瘤 2、转移瘤 3、淋巴瘤
共同点：为NAA下降、Cho 上升、 Cho/ Cr 升高, 可出现Lip 、Lac峰。
不同点：
1、胶质瘤NAA随恶性程度的升高而减低。
2、由于缺乏Cr激酶, 转移瘤中Cr较高级别胶 质瘤减低更明显甚至是消失的，Cho/Cr之 间存在显著差异。
医学影像新技术介绍(一)
宋宇
头颅磁共振波谱
磁共振波谱(magnetic resonance spectrum ，MRS)是最典型的分子成像技术——在分 子水平上直接反映代谢变化并用波谱和影 像表达出来。
MRS为研究组织代谢和功能的无创性方法 ，常用的原子核有：1H MRS主要检测胆碱 、肌酸、脂肪、氨基酸、酮体及乳酸等代 谢物质； 31P MRS，主要用于能量代谢的研 究。
MRS在脑部疾病中的应用
癫痫 肿瘤 梗塞
癫痫 磁共振波谱能早期发现癫痫灶及其所
致的细胞损害。 采用NAA/Cho＋Cr值为分析指标。
1、敏感性较高
2、颞叶由于受颅底结构及颞骨的影响 ,体素局部的匀场和水抑制程度受到限 制, 很难实现Cr 和Cho 波峰的完全分 离,这时计算它们的合并强度比较合理 可靠。
4、通常在Lac 峰出现后,脑梗死病灶才 有NAA 峰下降;
5、Cr 和Cho 峰的改变不如Lac 和NAA 那样恒定，急性期胆碱复合物髓鞘的崩解。
脑卒中
NAA降低，Lac明显升高(倒置)
Lac乳酸峰出现在1.33ppm 处, 乳酸在 短TE 时为正立双峰, 在长TE 时为倒置 双峰, 在长TE 时观测最为清晰。乳酸 峰在正常人脑波谱中一般测不到, 在氧 供的下降、糖酵解的加速、线粒体功 能紊乱、炎症、发酵等许多状态下会 引起乳酸峰的升高
头颅磁共振波谱
MRS在脑部疾病中的应用
癫痫 肿瘤 梗塞
癫痫 磁共振波谱能早期发现癫痫灶及其所
致的细胞损害。 采用NAA/Cho＋Cr值为分析指标。
1、敏感性较高
2、颞叶由于受颅底结构及颞骨的影响 ,体素局部的匀场和水抑制程度受到限 制, 很难实现Cr 和Cho 波峰的完全分 离,这时计算它们的合并强度比较合理 可靠。
Cr 峰值位于3.02ppm 处, 另一峰位于 3.94ppm处, 它代表了肌酸(Creatine) 及磷酸肌酸( Phosphocreatine)的总含 量, Cr 是高能磷酸化合物的储备以及 ATP和ADP 的缓冲剂, Cr 的下降常常提 示神经胶质细胞的能量不足, 也表示神 经元的能量供应不足。Cr可以作为细 胞完整性的可靠标志。
6. 病人移动的影响如果在检查过程中病人 的轻微移动,极易造成波谱的不真实性
脑波谱中几种主要的代谢产物有N - 乙 酰天门氡氨酸(NAA) , 胆碱(Cho) ,肌酸 (Cr), 肌醇(MI), 乳酸(Lac),脂质峰(Lip), 丙氨酸(Ala) , 琥珀酸(Suc), 乙酸(Ace), 甘氨酸(Gly), 谷氨酸(Glx)及氨基酸 (AA)
影响因素
1. 匀场 2. 抑水 3. 体素位置和大小
脂肪、脑脊液、骨组织、大血管及颅内含 气的窦道影响很大, 因此体素设置应该尽量 避免这些组织 外部加用饱和带也可以抑制感兴趣区以外 组织的污染
4均匀性造成很大的影 响, 从而造成假象谱线。
肿瘤 1、胶质瘤 2、转移瘤 3、淋巴瘤
共同点：为NAA下降、Cho 上升、 Cho/ Cr 升高, 可出现Lip 、Lac峰。
不同点：
1、胶质瘤NAA随恶性程度的升高而减低。
2、由于缺乏Cr激酶, 转移瘤中Cr较高级别胶 质瘤减低更明显甚至是消失的，Cho/Cr之 间存在显著差异。
磁共振波谱分析
磁共振波谱分析摘要:磁共振波谱（MRS）是一种新的脑功能检查技术和唯一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。
MRS是在MRI形态学诊断的基础上，从代谢方面对病变进一步研究。
【MRS的定义与基本原理】磁共振波谱（MRS）是一种新的脑功能检查技术和唯一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。
MRS是在MRI形态学诊断的基础上，从代谢方面对病变进一步研究。
MRS的原理在某些方面与MRI相同，要求短的射频脉冲以激励原子核，采集到的信号称为自由感应衰减信号，将这种信号通过傅立叶转换变成波谱。
MRS成像的基本原理是依据化学位移和J-耦合两种物理现象。
由于化学位移不同，不同化合物可以根据其在MRS上共振峰的位置不同加以区别。
化学位移采用磁场强度的百万分之一为单位（part per million，ppm）。
共振峰的面积与共振核的数目成正比，反映化合物的浓度，因此可用来定量分析。
峰值在横轴上的位置代表物质的种类，波峰的高度或波峰下的面积代表物质的数量，化合物的含量亦可用图谱色阶表示。
【人脑常见的代谢物及其意义】1.N-乙酰天门冬氨酸（NAA）在正常脑1HMRS中NAA是最高的峰，位于2.02ppm。
它主要存在于成熟的神经元内，是神经元的内标物，其含量的多少可反映神经元的功能状态。
NAA含量的降低代表神经元的缺失。
肿瘤、多发性硬化、梗死、缺氧、神经细胞变性疾病、代谢性疾病及脱髓鞘疾病等均可引起NAA浓度的下降；不含神经元的脑部肿瘤（如脑膜瘤、转移瘤）MRS显示NAA缺失。
在婴儿脑发育、成熟过程中以及神经损伤后轴索恢复中NAA会升高。
Canavan病（中枢神经系统海绵状变性）是唯一可以引起NAA增高的疾病，是由于该病人体内缺乏NAA水解酶。
2.胆碱（Cho）包括磷酸胆碱、磷脂酰胆碱及磷酸甘油胆碱，反映脑内总胆碱储备量，波峰位于3.2ppm。
Cho是乙酰胆碱和磷脂酰胆碱的前体，是细胞膜磷脂代谢的成分之一，参与细胞膜的合成与代谢，Cho峰的高低可以作为肿瘤细胞增殖的指标。
磁共振波谱成像技术（MRS）02：如何阅读MRS谱线
磁共振波谱成像技术（MRS）02：如何阅读MRS谱线⼀、最最基础的MRS原理在上⼀篇帖⼦我骗了⼤家，在阅读MRS谱线前还是得说MRS的原理的，否则的话没法说下去！当然，我们也可以玩玩⽂字游戏，不说“MRS原理”，⽽说“MRS定义”。
MRS定义：⼈体各种组织的代谢产物不尽相同，MRS就是通过检测感兴趣区（⼀般称为“体素”）代谢产物的类型和浓度，并绘制成曲线，以此判断体素的性质。
各种代谢物在MRS谱线上表现为⼀个个⾼度不同的波峰。
MRS谱线横轴是化学位移频率，单位为ppm，各种代谢产物在横轴上有固定的位置，必须熟记。
MRS谱线纵轴是代谢物的浓度，也就是代谢物波峰的⾼度。
阅读MRS谱线⾸先是识别每⼀个波峰在横轴上的位置，由此判断是哪种代谢产物；然后再研究波峰的⾼度，并与相应正常组织进⾏⽐较，从⽽得出结论。
下⾯这张图⼀定要反复琢磨：⼆、最最重要的代谢物频率、浓度表这是⼀件⾮常痛苦的事情：以下这张代谢物频率、浓度表⼀定要熟记！我已经背了⼀个星期了，再看到MRS谱线还是弄不清楚哪个是哪个。
0.9-1.3ppm：lip 脂质正常脑组织中不可见。
1.33-1.35ppm：Lac 乳酸正常脑组织中不可见。
1.4-1.6ppm：Ala 丙氨酸正常脑组织中不可见。
2.02ppm：NAA N-⼄酰天门冬氨酸正常浓度6.5-9.7mmol，平均7.8mmol。
2.1-2.4ppm：GLx ⾕氨酸类化合物正常浓度Glu 10mmol，Gln 5mmol。
3.05ppm：Cr 肌酸正常浓度3.4-5.5mmol，平均4.5mmol。
3.20ppm：Cho 胆碱化合物正常浓度0.8-1.6mmol，平均1.3mmol。
3.56ppm：mI 肌醇正常浓度2.2-6.8mmol，平均3.8mmol。
3.65-3.8ppm：Glx ⾕氨酸类化合物正常浓度Glu 10mmol，Gln 5mmol。
3.93ppm：Cr 肌酸正常浓度3.4-5.5mmol，平均4.5mmol。
头颅磁共振波谱成像（MRS）基础与临床
头颅磁共振波谱成像（MRS）基础与临床磁共振波谱（magnetic resonance spectrum,MRS）是最典型的分子成像技术之一，能够观察活体组织代谢和生化变化。
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。
常用的原子核有：1H MRS主要检测胆碱、肌酸、脂肪、氨基酸、乳酸等代谢物质；31P MRS主要用于能量代谢研究。
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。
氢质子波谱注：上图纵轴代表物质的含量，横轴代表物质共振时的位置，单位为ppm(百万分之几）常见代谢产物的意义及共振峰位置1、NAA: N-乙酰天门冬氨酸，神经元活动的标志，仅存在神经元内，如其他出现异常，其峰值往往下降。
第一大主峰位于：2.02ppm2、Creatine:Cr肌酸，肌酸和磷酸肌酸的总和，脑组织能量代谢的提示物，峰度相对稳定，常作为波谱分析时的参照物。
第二大主峰位于：3.05ppm3、Choline:Cho胆碱，细胞磷脂代谢成分之一，细胞膜合成的标志，肿瘤细胞中其细胞代谢活跃，其峰值往往升高。
位于：3.20ppm4、Lipid:Lip脂质，细胞坏死提示物。
位于：0.9-1.3ppm5、Lactate:Lac乳酸，两个共振峰组成，TE=144时，双峰向上，TE=288时，双峰向下，正常细胞有氧代谢，检测不到。
缺氧时可出现，是无氧代谢的标志。
位于：1.33-1.35ppm6、Glutamate: Glx谷氨酰氨，脑组织缺血缺氧及肝性脑病时增加位于：2.1-2.4ppm7、MI:肌醇代表细胞膜稳定性判断肿瘤级别位于：3.8ppm谱线注：峰的位置决定了代谢产物，峰下面积代表相对含量MRS在颅脑疾病中的应用注：正常脑发育波谱一、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。
如何获得好的磁共振波谱成像（MRS）
如何获得好的磁共振波谱成像（MRS）MRS是目前能够进行活体组织内化学物质无创性检测的唯一方法，MRI提供的是正常和病理组织的形态信息，而MRS则可以提供组织的代谢信息。
大家都清楚在很多疾病的发生过程中，代谢改变往往是早于形态改变的，因此磁共振波谱所能提供的代谢信息无疑有助于疾病的早期诊断,那么MRS是如何成像的。
技术原理·利用原子核化学位移现象成像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，其周围磁场有轻微变化，共振频率会有差别，这种情况称为化学位移现象，共振频率的差别就是MRS的原理基础·MRS表示方法横轴表示化学位移（频率差别）单位为百万分之一（ppm）纵轴表示信号强度峰高和峰值下面积反映某化合物的存在和量，与共振原子核的数目成正比获得MRS的方法①选择成像序列：激励回波法（STEAM）、点分辨波谱法（PRESS）等②选择检查方法：单体素、多体素③具体操作步骤：参数选择→病变定位→饱和带→预扫描匀场→采集数据→后处理分析序列选择：激励回波法（STEAM）连续使用三个90°射频脉冲产生激励回波90°-90°-90°优点：使用短TE(30ms)检测代谢物，如脂质、肌醇只有在短TE才能检出缺点：对运动敏感，信噪比低，对匀场和水抑制要求严格，对T2驰豫不敏感点分辨波谱法（PRESS）使用一个90°脉冲和两个180°脉冲产生回波90° -180°-180°优点：信噪比高，是激励回波法的2倍，可以选择长短TE（288ms、144ms、35ms），对运动不太敏感，对T2驰豫敏感缺点：选择长TE 的话，不容易检测出短T2物质，如脂质检查方法选择：单体素优点：容易实现、成像时间相对较短、磁场不均匀性易克服、谱线定性分析容易缺点：谱线的基线不稳定多体素：二维多体素、三维多体素优点：覆盖范围大，一次采集可以获得较多信息、谱线的基线稳定缺点：成像时间长、容易受磁场不均匀性的影响如何获得好的MRS必要的硬件和软件是基础序列、方法、参数和位置的合理选择兴趣区定位注意：①大小合理选择，过小信号较低，过大容易受周围组织干扰，依据病变大小选择②避开血管、脑脊液、空气、脂肪、金属、钙化、骨骼和坏死区，因为上述区域容易产生磁敏感伪影，降低了分辨率和敏感性，掩盖代谢物的检出匀场和水、脂肪抑制：①匀场：波谱反映的是局部磁场的瞬间变化，任何导致磁场均匀性发生改变的因素，都可以引起波普峰增宽或重叠，使磁共振波谱信噪比和分辨率降低。
脑肿瘤mrs比值诊断标准-概述说明以及解释
脑肿瘤mrs比值诊断标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述脑肿瘤是一种常见的神经系统疾病，它的发病率在过去几十年里逐渐增加。
脑肿瘤分为良性和恶性两种类型，由于其生长位置和病理类型的多样性，对于临床医生来说，准确地进行诊断和评估治疗效果是至关重要的。
然而，传统的影像学检查方法如磁共振成像（MRI）对于脑肿瘤的诊断存在一定的局限性。
因此，研究人员不断努力寻找更准确、可靠的诊断方法。
其中，磁共振波谱成像（MRS）作为一种无创、无放射性的检查方法，近年来备受关注。
MRS通过分析脑组织中的代谢物谱图，能够提供关于肿瘤组织内代谢物浓度和代谢过程的信息。
特别是在脑肿瘤的早期诊断、定量研究和评估治疗效果方面，具有独特的优势。
通过分析MRS谱图中代谢产物的峰值，可以得到一系列有关肿瘤生长、微环境及代谢特征的信息，从而为临床医生提供更详尽的诊断依据。
然而，目前对于脑肿瘤的MRS诊断还缺乏统一的标准和准确的比值指标。
不同的研究机构和学者采用的分析方法和指标不尽相同，导致了结果的差异和不可比性。
因此，建立一套统一的脑肿瘤MRS比值诊断标准势在必行。
本文旨在系统回顾并总结目前各种不同的脑肿瘤MRS比值诊断指标，评估其临床应用的可行性和准确性，并基于现有研究成果提出一套全面、科学的脑肿瘤MRS比值诊断标准。
通过此标准的引入和应用，我们期望能够提高脑肿瘤的诊断准确性和一致性，为临床医生的诊治决策提供更可靠的科学依据。
同时，我们也对未来的研究方向和发展趋势进行展望，希望能进一步完善和优化脑肿瘤的MRS比值诊断方法。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：在本文中，我们将按照以下结构来讨论脑肿瘤的mrs比值诊断标准。
首先，我们将在引言部分概述脑肿瘤和mrs比值诊断的背景和重要性。
接下来，我们将介绍本文的结构和各个章节的内容。
最后，我们将总结一下本文的重点，并展望未来的研究方向。
具体而言，在引言部分的第1.1小节中，我们将对脑肿瘤和mrs比值诊断进行概述。
磁共振波谱成像MRS及临床应用
原理
化学位移
氢质子的进动
拉莫公式： w = g Bo
w ：进动频率 g ：氢核旋磁比42.6
B0：磁场强度
氢质子的进动频率
含量
0
63.9
100
M Hz
在1.5T的磁场中，氢质子的进动 频率应该为：
42.6 X 1.5 = 63.9(MHz)
不同的化合物的频率存在差异
由于化合物周围都围 绕着电子云，电子云 对外界施加磁场有屏 蔽作用，所以实际到 达化合物氢质子的磁 场强度要小于外界所 施加的磁场。
肝性脑病
男，46岁 肝炎后肝硬化8年，间断性行为异常10月，再发5天 肝性脑病I期，肝功能失代偿期(chidd C级)，2型糖尿病，门脉 高压，脾切除术后
转移癌
That’s all Thank you
中枢神经系统MRS代谢物
肌醇（mI） • 位于3.56 ppm， • 此代谢物被认为是激素敏感性神经受体的代谢物，可能
是葡萄糖醛酸的前体； • 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； • 有研究认为，在低高级星形细胞瘤中，此峰随着肿瘤恶
性程度的增加而增高；Fra bibliotek中枢神经系统MRS代谢物
谷氨酸（Glu）和谷氨酰胺（Gln） • 位于2.1-2.5 ppm； • Glu是一种兴奋性神经递质，在线粒体代谢中有重要功
能 • Gln参与神经递质的灭活和调节活动；
扫描
波谱扫描 注意事项
序列
PRESS
90o
180o
180o
Point-
射频脉冲
REsolved
Spectroscop
y Sequence 选层梯度
脑外DWI、MRS临床及原理
DWI和MRS在脑外肿瘤复发监测中的联合应用
DWI和MRS在脑外肿瘤复发 监测中的作用
DWI和MRS在脑外肿瘤复发 监测中的联合应用方法
DWI和MRS在脑外肿瘤复发 监测中的联合应用效果
DWI和MRS的原理和特点
DWI和MRS在脑外肿瘤复发 监测中的联合应用前景
脑外DWI、MRS 的临床研究进展
脑外DWI、MRS临床及 原理
汇报人：XX
目录
添加目录标题
01
脑外DWI和MRS的基 本概念
02
脑外DWI的临床应用
03
脑外MRS的临床应用
04
脑外DWI和MRS的联 合应用
05
脑外DWI、MRS的临 床研究进展
06
添加章节标题
脑外DWI和MRS 的基本概念
DWI和MRS的定义
DWI：扩散加权成像，用于检测脑组织中的水分子扩散情况，从而反映脑组织的微观结构变化。 MRS：磁共振波谱成像，用于检测脑组织中的化学成分，从而反映脑组织的代谢状态。
DWI和MRS的合可以提高 肿瘤诊断的准确性
DWI和MRS可以提供脑外肿 瘤的详细信息
DWI和MRS在脑外肿瘤诊断 中具有重要的临床应用价值
DWI和MRS在脑外肿瘤疗效评估中的联合应用
DWI和MRS的原理和特点 DWI和MRS在脑外肿瘤疗效评估中的作用 DWI和MRS在脑外肿瘤疗效评估中的联合应用方法 DWI和MRS在脑外肿瘤疗效评估中的局限性和挑战
MRS可以检测到肿瘤复发的早期信 号
MRS可以帮助医生制定更准确的治 疗方案
添加标题
添加标题
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添加标题
MRS可以评估肿瘤的恶性程度和侵 袭性
MRS可以监测肿瘤治疗后的疗效和 预后
MRS基本知识
Creatine—肌酸
正常磁共振波谱图像第二高峰
是脑组织能量代谢的提示物，峰度相对其它峰稳定，常作为波 谱分析时的参照物 振动频率见于3.03ppm， 可在3.94ppm处见附加峰
Choline—胆碱
胆碱出现于细胞膜的磷脂代谢中，参与其代谢，反映细胞膜的 更新状态 胆碱峰在脑肿瘤时会增高，且常与肿瘤的恶性程度成正比 振动频率见于3. 2ppm
病例分析
NAA消失，Cho无明显增高，Lac明显升高
谢谢
Myo-Inositol—肌醇
肌醇在多形胶质母细胞瘤中峰值降低 在星形细胞瘤中随恶性程度增加而增加 振动频率见于3. 56ppm
Lactate—乳酸
乳酸的波峰形态特殊，具有双峰。在TE时间144ms时倒置，在 TE时间288ms时正向。 乳酸峰的出现提示脑内无氧糖酵解增加。也提示肿瘤病变的恶 性程度较高。
波谱分析的单位— ppm
δ ＝（f－fr）/fr×106ppm
波谱分析频率显示的0点：Tetramethylsilane (TMS)
f 表示某种物质的震动频率 fr 表示TMS的震动频率 δ 表示该种物质在MRS分析时显示的频率单位值的大小
波谱成像的基础— 硬件
磁场强度 — 大于等于1.5 T
磁场均匀度 — 不大于1ppm 梯度屏蔽 正交线圈或表面线圈
波谱成像的基础— 软件
专用的脉冲序列
- STEAM - PRESS 水抑制技术 - CHESS 脂肪抑制技术 - IR
波谱成像的基础— CHESS
rf01
rf02
rf03
频率选择性的>90度射频脉冲选择性地抑制水的频率 Crusher 梯度破坏可能产生的不必要回声 射频脉冲在每次激发时方向各异
磁共振波谱成像的基本原理
磁共振波谱成像的基本原理、序列设计与临床应用磁共振波谱(MR Spectroscopy， MRS)是医学影像学近年来发展的新的检查手段，作为一种无创伤性研究活体器官组织代谢、生化变化及化合物定量分析的方法，随着MRI、MRS装置不断改进，软件开发及临床研究的不断深入，人们通过MRS对各种疾病的生化代谢的认识将不断提高，为临床的诊断、鉴别、分期、治疗和预后提供更多有重要价值的信息。
1H MRS可对神经元的丢失、神经胶质增生进行定量分析，31P磁共振波谱可对心肌梗塞能量代谢变化进行评价。
MRS以分子水平了解人体生理上的变化，从而对疾病的早期诊断、预后及鉴别诊断、疗效追踪等方面，做出更明确的结论。
本文从MRS波谱成像的基本原理和序列设计方面简要作一介绍。
一磁共振波谱的基本原理在理想均匀的磁场中，同一种质子(如1H)理论上应具有相同的共振频率。
事实上，当频率测量精度非常高时会发现，即使同一种核处在相同磁场中，它们的共振频率也不完全相同，而是在一个有限的频率范围内。
这是由于原子核外的电子对原子核有磁屏蔽作用，它使作用于原子核的磁场强度小于外加磁场的强度，其屏蔽作用大小用屏蔽系数s来表示，被这种屏蔽作用削弱掉的磁场为sB，与外加磁场方向相反。
外加磁场越强sB越大，原子核实际感受到的磁场强度与外加磁场强度之差越大。
此外，s还与核的特性和化学环境有关。
核的化学环境指核所在的分子结构，同一种核处在不同的分子中，甚至在同一分子的不同位置或不同的原子基团中，它周围的电子数和电子的分布将有所不同。
因而，受到电子的磁屏蔽作用的程度不同，如图1所示。
考虑到电子的磁屏蔽作用，决定共振频率的拉莫方程应表示为:w=gBeff=gB0(1-s)由上式可知，在相同外加磁场作用下，样品中有不同化学环境的同一种核，由于它们受磁屏蔽的程度(s的大小)不同，它们将具有不同的共振频率。
如在MRS中，水、NAA(N-乙酰天门冬氨酸)、Cr(肌酸)、Cho(胆碱)、脂肪的共振峰位置不同，这种现象就称为化学位移(Chemical Shift)。
磁共振波谱分析及其临床应用
磁共振波谱分析及其临床应用磁共振波谱分析（MagneticResonanceSpectroscopy，MRS）是运用磁共振成像技术的一种技术，是一种医学诊断的重要方法，属于一种非侵入性检查。
它将一定的磁共振信号，在频率范围内进行分解，从而可以检测出不同的物质，从而实现诊断的目的。
MRS技术检测从磁共振图像中获取的信息，具有丰富的成分、多层次、高灵敏度、快速准确、精细进行多方位分析及预测的特点，并不受临床手段受限等方面的影响，直接检测和分析实体组织内，非水分子成分及比例，其分析结果用来支持病变及良恶性诊断等，其临床应用范围越来越广泛。
MRS技术在脑部检查中应用最为广泛。
脑的MRS检查可通过检测和分析大脑内脂肪酸、乙酰乙酸、谷氨酸、丙酮酸、乙酸、丙酯等物质及其它和酯等物质，快速准确地分析脑部疾病，有助于精准诊断、早期治疗。
MRS技术可用于精准诊断、早期治疗痴呆、帕金森综合症、多发性硬化症、脑膜炎、脑血栓症、脑血管性疾病、脑外伤等，从而有效提高了脑部检查的精准性，使大多数病症的诊断更加准确，有利于提高脑部疾病的治疗效率。
MRS技术还用于肝脏检查，可以检测肝脏内的脂肪酸、乙酰乙酸、丙氨酸、丙酮酸等物质，清楚地了解肝脏病变程度，及时发现肝脏病变，从而能够有效地及早发现肝癌等肝脏病症，提高对肝脏疾病的诊断效果。
MRS技术在肝脏检查方面，可用于检测肝脏病症的诊断，诊断各种肝硬化、肝衰竭和肝癌等，有助于及早发现疾病，使肝病的治疗效果更加准确，从而提高治疗效率。
MRS技术在心脏病检查中也会被大量使用，它可以检测到心脏组织中的各种物质，包括乳酸、葡萄糖、谷氨酸、肌酐等物质。
通过MRS技术，能够检测病症的活动程度和变化，有助于准确诊断以及指导治疗。
MRS技术在临床界有着重要的意义，如肝、心脏、脑部等疾病的早期发现、准确诊断以及指导治疗等，都需要MRS技术来支持，因此MRS的应用领域将越来越广，将会在临床检查中发挥重要的作用。
MRS(磁共振波谱成像在中枢神经系统中的应用)
or 35ms ），对T2弛豫敏感，对运动不太敏感 缺点：选择长TE，不易检出短T2物质，如脂质
回波时间（TE）
应用长、短TE可确定的代谢产物如下：
不但可以反映脑组织神经元的损伤、胶质细胞的增生及能量代谢等 变化，还可以动态观察各种疾病的转化及评估其预后。
技术原理
不同波谱：1H、31P、13C、19F、23Na 1H-MRS应用最广泛 利用原子核化学位移和原子核自旋耦合裂分现象 不同化合物的相同原子核之间，相同的化合物不同原子核之间，共
MRS的主要代谢物及其意义
N-乙酰天门冬氨酸(NAA) 位于波谱2.02-2.05ppm处，主要位于成熟神经元内，是神经元的内
标记物，是正常波谱中最大的峰。 NAA下降见于神经元损害，包括缺血、创伤、感染、肿瘤等，脑外
肿瘤无NAA峰。 NAA升高少见，Canavan病，发育中的儿童，轴索恢复时可升高。
2、Lip和Lac峰信号消失。
3、NAA水平和NAA/Cr比率下降是慢性斑块的特征，提示进行性的神经元 和轴索丢失。
临床应用
鉴别RR和PS 均表现为cMRI上成T2高信号和表现正常的白质均可显示NAA/Cr和
NAA/Cho比率降低。 与RR型患者相比，在白质正常的PS患者中上述比率降低的更为明显。 cMRI上表现正常的白质中NAA降低，原因可能有： 1、神经元断面位于或邻近急性斑块，并继发Wallerian变性。 2、 cMRI上尚未显示白质病变。 3、慢性的轴索代谢功能障碍，导致NAA合成减少。
细胞膜转换和细胞增殖加快，Cho峰增高
磁共振波谱技术在医学中的应用
磁共振波谱技术在医学中的应用磁共振波谱技术（MRS）是一种能够测量人体内部化学物质含量和分布的无损成像技术。
其基本原理是：通过利用核磁共振的原理，将人体分子中的氢离子激发到高能态，然后测量其复原过程中发送的特定频率以检测其所在分子的种类和浓度。
近年来，随着此项技术的快速发展，MRS 在医学领域得到了广泛的应用。
它具有无创性、无放射性、全身性和定量性的优点，成为现代医学诊断和治疗的重要手段之一。
以下是 MRS 在医学中的具体应用：一、诊断神经系统疾病MRS 技术可以检测人体神经系统组织中各种代谢产物，如 N-乙酰天冬氨酸（NAA）、肌酸（Cr）、胆碱（Cho）等，并测量它们的浓度。
这些代谢产物的浓度变化可以反映神经系统疾病的早期发生和恶化程度。
例如，NAA 是神经元的强有力标志，其浓度下降可以提示疾病的发生和后续恶化。
在 Alzheimer 病中，NAA 的降低率较高，而在多发性硬化症中，NAA 和 Cr 的浓度均较低。
二、诊断肿瘤MRS 技术还可以监测肿瘤代谢产物，因为肿瘤组织细胞代谢特征与正常组织细胞不同。
局部化 MRS 技术可以定量测量肿瘤中的乳酸、丙酮酸、胆碱等代谢产物，通过这些代谢产物的数量和种类，可以识别出肿瘤是良性的还是恶性的，并了解其扩散程度。
例如，前列腺癌中，胆碱浓度较高，而乳酸浓度较低，可以用来鉴别癌变和正常组织。
三、诊断肝病MRS 技术可以测量肝脏中的脂肪含量、乳酸含量和 ATP 含量等代谢产物的变化，为肝病的诊断和治疗提供了重要的指导。
例如，在肝脏脂肪变性的病人中，脂肪酸酰基转移酶等代谢酶的活性降低，脂肪的酶解也会减缓，从而导致脂肪积累。
MRS 技术可以测量肝脏中的脂肪含量，从而检测出这种疾病。
四、评估心脑血管疾病风险通过 MRS 技术，可以评估患者的心脑血管疾病风险。
例如，高胆固醇、高血糖等代谢异常会增加血管内皮细胞凋亡，导致血管壁变薄和血管分泌物质的过量释放。
MRS 可以显示出这些变化，进而判断患者的心脑血管疾病风险。
一文读懂磁共振波谱（MRS）成像
⼀⽂读懂磁共振波谱（MRS）成像MRSMRS的基本原理1. 振幅与灰阶的函数即MRI,振幅与频率的函数即MRS2. MRS 为⽬前唯⼀能⽆创性观察活体组织代谢及⽣化变化的技术3. 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4. 波谱分析就是利⽤化学位移研究分⼦结构5. 化学位移的程度具有磁场依赖性、环境依赖性MRS谱线横坐标：化学位移，代表频率。
以TMS四甲基硅烷为0，⽔接4.8ppm。
ppm：partper million百万分之⼏纵坐标：信号强度不同分⼦中的1H原⼦核，其进动频率不同，即使同⼀分⼦中不同化学基团上的1H原⼦，都具有不同的化学位移。
⽽且我们不仅可以通过1H原⼦核来探测含氢原⼦的化学分⼦，还可以⽤31P 等其它具有磁矩的原⼦核来探测其它的分⼦。
磁共振波谱技术就是利⽤不同化学环境下的原⼦核共振频率的微⼩差异来区分不同的化学位移σ，从⽽鉴别不同的化学物质及其含量。
峰的位置决定了化学物质，峰下⾯积代表了相对含量常见代谢产物的共振峰NAA：N-⼄酰天门冬氨酸，神经元活动的标志，位于：2.02ppmCreatine：Cr肌酸，脑组织能量代谢的提⽰物，峰度相对稳定，常作为波谱分析时的参照物，位于：3.05ppmCholine：Cho胆碱，细胞膜合成的标志，位于：3.20ppmLipid：脂质，细胞坏死提⽰物，位于：0.9-1.3ppmLactate：乳酸，⽆氧代谢的标志，位于：1.33-1.35ppmGlutamate：Glx⾕氨酰氨，脑组织缺⾎缺氧及肝性脑病时增加，位于：2.1-2.4ppmmI：肌醇代表细胞膜稳定性判断肿瘤级别，位于：3.8ppmN-⼄酰基天门冬氨酸（NAA）1. 正常脑组织1H MRS中的第⼀⼤峰，位于2.02-2.05ppm2. 与蛋⽩质和脂肪合成，维持细胞内阳离⼦浓度以及钾、钠、钙等阳离⼦通过细胞和维持神经膜的兴奋性有关3. 仅存在于神经元内，⽽不会出现于胶质细胞，是神经元密度和⽣存的标志4. 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肌酸（Creatine）1. 正常脑组织1H MRS中的第⼆⼤峰，位于3.03ppm附近，有时在3.94ppm处可见其附加峰（PCr）2. 此代谢物是脑细胞能量依赖系统的标志3. 能量代谢的提⽰物，在低代谢状态下增加，在⾼代谢状态下减低4. 峰值⼀般较稳定，常作为其它代谢物信号强度的参照物。
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双侧基底节区及双侧额颞叶进行多体素波
谱分析（3D SCI press 144TE），将感兴 趣区分别置于双侧颞叶、海马、额叶，所 得谱线基线平稳，Hunter角正常、开口向 右，各代谢物峰高、比值未见明显异常。 双侧颞叶，包括海马区三维多体素法MRS 未见明显异常谱线。
1.5T磁共振波谱分析提示双侧颞叶、海马、额叶未见明显异常
磁共振波谱成像（MR天门冬氨酸）：只存在于神经 元中，是神经元活性的标记物，在脑肿瘤、脑梗死及痴呆 中含量降低。 3.02、3.94ppm，Cr（肌酸/磷酸肌酸）：存在于神经元 和神经胶质中，是能量代谢物，在星形细胞瘤中降低，在 脑膜瘤和转移瘤中几乎消失。 3.22ppm，Cho（胆碱）：存在于细胞膜、髓磷脂和脑内 脂质中，其升高反映了细胞膜合成的增加或细胞数的增多 ，是肿瘤的标记。
HUNTER角
MRS谱线图
MRS代谢物图
SVS SE 30
CSI SE 135
解剖定位相显示：左侧额叶、颞叶及岛叶可见不规则形低信号影，左 侧外侧裂池及侧脑室受压变窄，中线结构稍向右移位。双侧筛窦粘膜增厚。 2D多体素（TE=135）：ROI置于病灶实性部分、坏死部分及对侧及同 侧正常区，所得谱线基本平稳，信噪比较好，病灶实性部分、坏死部分 HUNTER角倒置，可见脂峰及倒置的乳酸峰；CHO/NAA值增高，值为1.16， 1.96，3.63，1.92；对侧及同侧正常脑实质区CHO/NAA值约为0.66，0.38。 单体素（TE=30）置于病灶内,所得谱线平稳，信噪比尚好，扫得谱线 HUNTER角倒置，但CHO/NAA峰下面积比值》1，可见脂峰及乳酸峰。
MR意见：左侧额叶、颞叶及岛叶占位，符合肿瘤波谱改变
病理：（左侧额、颞、岛叶）少突胶质细胞瘤（WHOⅡ级）
对双侧海马区进行3.0T双梯度磁共振波谱(单体素 ：TE-30,多体素：TE-135)分析，所得谱线质量良 好，基线平稳；右侧海马区Hunter角轻度倒置， 右侧海马区Cho略升高，NAA轻度减低，测得双 侧海马区NAA/(Cho+Cr)分别约0.46（右）、0.62 （左）。 意见：右侧海马区异常信号，MRS提示双侧海马 区NAA/(Cho+Cr)减低，以右侧为著，符合海马硬 化改变
3.56、4.06ppm，mI(肌醇）：只存在胶质细胞中，是 神经胶质的标志，低级别胶质瘤中含量增高。 1.33ppm，Lac（乳酸盐）：是组织供氧不足的标志 ，脑梗死，脑脓肿及恶性肿瘤可探测此峰，与脑肿瘤 的分级密切相关。（短TE中，正立；长TE中，倒置) 0.9、1.0ppm, lip(脂质）：反映细胞崩解过程中释放 的膜磷脂，可见于高级别胶质瘤、淋巴瘤和转移瘤。