脑磁共振波谱成像

波普是研究人体能量代谢的病理生理改变，显示组织生化特征

波普的研究范围：主要中枢神经系统，体部如前列腺，肝脏，乳腺等

不同波谱：1H、31P、13C、19F、23Na 、1H-MRS应用最广泛

MRS对硬件的要求

与MRI不同

高场强，以上（通常或）

高均匀度，B0的不均匀性必须小于

不需要梯度线圈，但需要一些空间定位的辅助装置

不需要成像装置，但需要必要的硬件和软件，显示波谱，计算化学位移频率，测定

波峰等

MRS基本原理

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，相同的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（Chemical Shift ），

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，共振频率的差别就是MRS的理论基础

MRS如何生成

射频脉冲→ 原子核激励→驰豫→信号呈指数衰减（自由感应衰减）→傅立叶变换

→以振幅与频率的函数曲线显示，即磁共振波谱图

纵轴代表信号强度

峰高和峰值下面积反映某种化合物的存在和化合物的量，与共振原子核的数目成正比。

MRS序列选择

1、激励回波法 (the Stimulated Echo Acquisition Method, STEAM)

优点：常使用短TE（35ms）检测代谢物种类多，如脂质、谷氨酰胺和肌醇只有在短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弛豫不敏感

2、点分辨波谱法 (the Point Resolved Spectroscopy PRESS)

优点：信噪比高，是激励回波法的2倍，可以选择长、短TE（ 144ms 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

对于在体的临床评价，PRESS具有高的信噪比且时效性好，最常用（）。

2、多体素氢质子（proton multi-voxel spectroscopy imaging，PMVSI）MRS

可以同时获取病变侧和未被病变累及的区域，评价病灶的范围大。

匀场比较困难，由于多个区域同时获得相同的磁场均匀性。对临近颅骨、鼻窦或后颅窝的病灶，由于磁敏感伪影常常一次匀场不能成功

采集时间比较长。

不同TE对波谱的影响（PRESS）

o短TE：检测代谢物种类多，如脂质、谷氨酰胺和肌醇只有在短TE才能检出，便于测量短T2的物质。缺点是基线不够稳定。

o长TE：检测代谢物种类少，基线稳定，常用于肿瘤性病变。因为TE=144ms 时易于显示胆碱和乳酸峰，此时乳酸峰反转于基线下。

兴趣区对MRS的影响

o兴趣区大小直接影响波谱曲线的准确性，过小信号相对较低；过大容易受周围组织的干扰，产生部分容积效应。依据病灶大小决定，SV而言，对弥散病变，体素通常为

2cm×2cm×2cm，局灶性病变，体素可减小

o兴趣区定位注意：避开血管、血液成分、脑脊液、空气、脂肪、坏死区、金属、钙化区和骨骼。上述区域易产生磁敏感伪影，降低分辨率和敏感性，掩盖代谢物的检出

匀场和水、脂抑制

o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，都可以引起波谱峰增宽或重叠，使MRS信噪比和分辨率降低

o水、脂抑制：水、脂浓度是代谢物的几十倍，几百倍，甚至几千倍，如不抑制，代谢物将被掩盖

o匀场和水抑制后: 半高全宽（FWHM)，头颅小于10Hz，肝脏小于20Hz；水抑制大于95%

波谱评价

具有诊断质量的波谱应有平直的基线和明确的窄峰。

波谱检查不成功或出现非诊断性波谱的原因

o患者不能配合

o匀场不成功

o病灶存在大量的坏死、血液成分、钙化和黑色素

o手术金属夹产生磁化率伪影

o甘露醇治疗后会在出现波峰

o类固醇类药物治疗后影响代谢物的水平