MRS在中枢讲义神经系统的基本应用(天坛)
中枢神经系统(系统解剖学)课件
基底核
下丘脑
基底核是大脑深处的一组神经核团，主要 负责运动控制和习惯形成。
下丘脑是大脑下方的一个小区域，控制着 内分泌、水分和盐分平衡、体温等基本生 理功能。
脑的神经传导通路
锥体系
锥体系是一组控制身体肌肉运动的神经传导通路，包括锥体系上肢、锥体系下肢 和锥体系躯干。
锥体外系
锥体外系是一组控制身体自主运动的神经传导通路，包括前庭小脑、脊髓小脑和 基底核等。
脑血管疾病的发生。
早发现、早治疗
一旦出现中枢神经系统疾病的症状 ，应尽早诊断和治疗。早期治疗可 以减轻病情，减少并发症的发生。
个体化治疗
不同疾病的治疗方法不同，应根据 患者的具体情况制定个体化的治疗 方案。
中枢神经系统疾病的康复治疗
康复评估
对患者的运动、感觉、认知等功 能进行评估，确定康复目标和治
疗方案。
物理治疗
包括理疗、按摩、针灸等，可以 改善肌肉力量、减轻疼痛、促进
血液循环等。
职业治疗
针对患者的工作能力进行训练， 帮助患者重返工作岗位。
CHAPTER 06
中枢神经系统的研究前景与发展趋 势
中枢神经系统研究的前沿与挑战
神经退行性疾病
01
包括阿尔茨海默病、帕金森病等，研究重点在于早期诊断、延
功能
接受、处理和储存来自身体各部 位的感觉信息，并控制和协调身 体的运动和自主神经功能。
中枢神经系统的组成
脑
包括大脑、小脑、脑干和间脑等部分 ，控制着思维、行为、感觉和运动等 功能。
脊髓
连接脑和身体其他部位，传递神经信 号，控制身体的运动和感觉。
中枢神经系统的发生与发展
发生
中枢神经系统在胚胎发育过程中逐渐形成，包括神经细胞的增殖、分化和迁移 等过程。
MRS在中枢神经系统的基本应用天坛
化学位移的表示方法
化学位移（chemical shift）用于实际应用中，此频率数值并非用其绝 对值（Hz，赫兹）表示，而是用一个 相对值ppm表示。
化学位移的表示方法
=（ f - fr ）/ f106 ppm 其中，表示化学位移， f表示被测原子
峰随着肿瘤恶性程度的增加而增高；
1H MRS测定的代谢物及其临床含义
丙氨酸（Ala）
位于1.3-1.44 ppm，常被Lac和Lip峰所遮盖， 其功能尚不肯定；
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
中具有重要功能； Gln参与神经递质的灭活和调节活动；
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
脑梗死
31P波谱可见PCr和ATP下降，Pi升高， PCr/ Pi下降出现于ATP之前；
1H波谱可见NAA下降，Lac增加，Cho和Cr 下降；
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
感染性病变
NAA、Cho、Cr明显下降； Lac、Lip增加，有时见aa增加；
此峰多见于坏死脑肿瘤中，其出现提示坏死 的存在；
1H MRS测定的代谢物及其临床含义
肌醇（mI）
位于3.56 ppm，可以用STEAM技术显示； 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
正常脑组织1H MRS中的第一大峰，位 于2.02-2.05ppm；
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；
【讲义】9.中枢神经系统
第45讲-中枢神经系统-总论总论神经系统由脑、脊髓以及附于脑和脊髓的周围神经组成。
神经系统是人体结构和功能最复杂的系统，由数以亿万计的高度相互联系的神经细胞所组成，在体内起主导作用。
其机能是：①控制和调节其他系统的活动，使人体成为一个有机的整体，例如，当体育锻炼时，除了肌肉强烈收缩外，同时也出现呼吸加深加快、心跳加速、出汗等一系列的变化，这些都是在神经系统的调节和控制下完成的。
②维持机体与外环境间的统一，如天气寒冷时，通过神经调节使周围小血管收缩，减少散热，使体温维持在正常水平。
神经系统通过与它相连的各种感受器，接受内、外环境的各种刺激，经传入神经元传至中枢（脊髓和脑）的不同部位，经过整合后发出相应的神经冲动，经传出神经元将冲动传至相应的效应器，以产生各种反应。
因此，神经系统既能使机体感受到外环境和机体内环境的变化，也能调节机体内环境和内、外环境的相互关系，使机体能及时作出适当的反应，以保证生命活动的正常进行。
一、神经系统的区分神经系统分为中枢部和周围部。
中枢部包括脑和脊髓，也称中枢神经系统，含有绝大多数神经元的胞体。
周围部是指与脑和脊髓相连的神经，即脑神经、脊神经和内脏神经，又称周围神经系统，主要由感觉神经元和运动神经元的轴突组成。
脑神经与脑相连，脊神经与脊髓相连，内脏神经通过脑神经和脊神经附于脑和脊髓。
根据周围神经在各器官、系统中所分布的对象不同，又可把周围神经系统分为躯体神经和内脏神经。
躯体神经分布于体表、骨、关节和骨骼肌；内脏神经分布到内脏、心血管、平滑肌和腺体。
在周围神经中，感觉神经的冲动是自感受器传向中枢，故又称传入神经；运动神经的冲动是自中枢传向周围，故又称传出神经。
内脏运动神经又分交感神经和副交感神经。
二、神经系统的组成神经系统的基本组织是神经组织，神经组织由神经元和神经胶质组成。
神经元又称神经细胞，是神经系统结构和功能的基本单位，具有感受刺激和传导神经冲动的功能。
神经元的构造不同神经细胞的大小和形态差异较大，其胞体有圆形、梭形和锥形等，胞体的直径3~15μm不等。
中枢神经系统及功能医学课件
癫痫病人常有一过性高幅峰波（棘波）或棘-慢波 复合波。
分析EEG的波形、波幅、节律等变化, 对于了解脑 的活动情况和诊断癫痫、脑瘤等脑病都有重要意 义。
第三章要求: １、掌握基底神经节构成与功能、BBB； ２、了解人脑基本结构与功能； ３、了解脊髓基本结构； ４、了解快波睡眠与慢波睡眠。
７、脑的血液供应、血脑屏障和脑脊液: ⑴.血液供应 两对颈动脉和两对椎动脉供血。 脑重为体重的～1/50,供血量为心输出量
的～15％。
⑵.血脑屏障（blood-brain barrier, BBB） 水溶性物质、与血浆蛋白结合的物质不能
进入脑脊液。脂溶性小分子易透过BBB。 BBB是一种有特殊结构和功能的统一体。
BBB结构: a. 脑毛细血管内皮细胞间紧密连接（Tight junctions）。 b. 脑毛细血管外有大量胶质细胞包裹。 c. 血-脑脊液屏障（B-CSF Barrier）。 松果体、垂体后部、延髓极后部无BBB。
⑶.脑脊液(cerebrospinal fluid, CSF): 充满脑部，由脑室、脉管膜中血浆渗出。
功能
４、脊髓(spinal cord ): H形灰质柱。 ⑴.腹角: 运动(传出)神经元胞体所在。 ⑵.背角: 感觉(传入)神经元胞体所在。 ⑶.侧角: 自主神经元胞体所在,腹、背角之间。
脊髓功能: ａ.传导功能 来自大部分器官的神经冲动，
先经背根(感觉神经元)传入脊髓，后经 上行传导束到脑，脑发出的大部分冲动，
２、睡眠的两种状态: REM睡眠与慢波睡眠
眼球快速运动有规律地出现，持续几
分钟到半小时以上。 EEG呈现低振幅的β波，
此期为快速眼动期(rapid eye movement
(系统解剖学课件)2.中枢神经系统
脊髓损伤的康复治疗
康复目标
恢复运动功能、感觉功能 和膀胱功能，提高日常生 活活动能力。
康复方法
物理疗法、作业疗法、药 物治疗、电刺激疗法和康 复工程等。
康复时间
早期（受伤后2周内）和中 期（受伤后2周至6个月） 是康复的关键时期。
脑肿瘤的诊断与治疗
诊断方法
CT、MRI、PET等影像学检查，脑电 图、脑脊液检查等。
系统解剖学课件：中枢神 经系统
• 中枢神经系统的概述 • 脊髓 •脑 • 脑神经 • 自主神经系统 • 中枢神经系统案例研究
01
中枢神经系统的概述
定义与功能
定义
中枢神经系统是神经系统的主要部分，负责处理和整合来自身体各部分的感觉 信息，控制和协调身体的运动，并参与情绪、学习和记忆等高级认知功能。
大脑通过发出神经信号来控制 身体的运动，这些信号通过脊 髓传递到肌肉，使身体能够做 出协调一致的动作。
情感与行为
大脑的情感中心使我们能够体 验喜怒哀乐等情感，并影响我 们的行为反应。例如，当面对 威胁时，大脑会触发“战斗或 逃跑”反应。
内分泌与自主神经系统调 节
大脑通过分泌激素和调节自主 神经系统来影响我们的生理状 态。例如，在压力或焦虑时， 大脑会释放应激激素，导致心 跳加速和血压升高。
连接方式
中枢神经系统中的神经元通过突触 连接，实现信息的传递和整合。
中枢神经系统的组成
脑
脑是中枢神经系统的主要部分，包括大脑、小脑、脑干和脊髓等部分。大脑负责高级认知功能，如思维、感觉和 运动控制；小脑负责协调运动和平衡；脑干负责基本生命功能的调节，如呼吸、心跳和觉醒；脊髓负责身体的运 动和感觉信号的传递。
功能
中枢神经系统通过神经元之间的复杂相互作用，实现信息的传递、处理和整合， 维持机体的内环境稳定，并对外部环境作出适应性的反应。
MRS在神经系统疾病中的应用
一、背景
• 1946年，哈佛大学Purcell和斯坦福大学Bloch 各自独立地发现了核磁共振现象，为分子结构 的研究提供了一种全新的手段，也因此获得 1952年诺贝尔物理学奖。 • 1973 年Moon 和Richard 等利用磁共振波谱分 析（magnetic resonance spectroscopy，MRS） 技术对离体红细胞的特征物质变化进行了测定。 这一研究成为MRS 技术在生物学领域应用的 开端。 • 1995年MRS被美国食品药品监督管理局（FDA） 正式批准，神经放射学进入了一个新时代。
四、1H-MRS技术在神经系统疾病 诊断中的应用
• • • • • （一）脑血管病 （二）变性疾病 （三）癫痫 （四）多发性硬化 （五）其他
（一）脑血管病
• 1、出血性脑血管病： 1H-MRS的作用有限 • 2、缺血性脑血管病： 1H-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。
由于在脑梗死的超急性期, CT和MR I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MR I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。 目前MRS在诊断和研究缺血性脑血管病中 的价值已被肯定:MRS可以早期诊断脑梗死, 评价急性脑梗死的严重程度及其预后,评价 疗效,缩小鉴别诊断的范围,确定缺血半暗带 。
（2）信号采集： 单体素（SV）仅对一个体素的化合物 浓度进行分析； 多体素（SI）计算ROI内所有体素化 合物的平均浓度。 PRESS和STEAM序列都可行SV及SI采集
• 3、磁共振波谱图 将接收线圈接收到的磁共振信号通过傅立 叶转换，描绘成直角坐标中按频率分布的 函数曲线，就得到磁共振波谱图。 其中，纵坐标表示信号强度，横坐标表示 共振频率。
中枢神经系统MRS解读医学课件
TE=30
TE=135 MELAS病
Lip
位于0.9-1.33ppm 短TE序列显示 正常脑组织不可见 细胞膜崩解脂滴形成 此峰多见于坏死脑肿瘤中，其出现提示坏死的存在 升高：肿瘤，脓肿，急性炎症，急性卒中
mI
位于3.56ppm，仅短TE序列可见 胶质细胞的标志物，反映渗透压的异常 升高：与胶质增生有关，如肿瘤，炎症，慢性缺氧 降低：卒中、脑病（肝性脑病、AIDS）等
化学位移成像（CSI）： 多体素成像：二维或三维
特点：一次采集覆盖范围大，可得到多个体素的代谢物谱线
磁场均匀性要求更高 采集时间长 谱线质量和稳定性不如单体素技术可靠
短回波（30ms） 可见脂肪信号 基线易不稳 可显示短T2代谢物
（Glx，mI） 信号强度高
回波时间（TE）
长回波（135ms） 可显示代谢物较少 基线平稳 利于显示长T2物质
NAA
第一大峰，位于2.02-2.05ppm 存在于神经元胞体及其轴索中，是正
常神经元的标志物 NAA降低往往提示神经元的脱失或功能
障碍
Cr 第二大峰，位于3.02ppm，少量位于
3.94ppm 是能量利用、储存的重要化合物 标志着细胞的能量状态，含量相位
稳定，常被作为相对定量测量时的 参照物 升高：创伤，高渗状态 降低：缺氧、卒中、肿瘤
谱线的基本概念 主要代谢物及其意义 伪影
波谱评价
基本概念 基线 横轴：化学位移（即频率） 纵轴：信号强度 线宽 偶联常数
主要代谢物及意义
氮-乙酰基天门冬氨酸（N-acetyl aspartate，NAA） Creatine——肌酸（Cr）和磷酸肌酸（pCr） Choline——胆碱复合物 乳酸（Lactic acid） 脂质（Lipid） 肌醇（myo-inositol，mI） 谷氨酸类化合物（Glx） 丙氨酸（Alanine）
中枢神经系统详细讲解
中风后的预防
是治疗中风的根本 预防的目标
危险因素的控制 发现中风的原因：
血管病变？ 抗血小板药物治疗 必要时外科或介入治
疗
TIA概述
概念：颈动脉系统或椎－基底动脉系统 短暂但反复发作的供血障碍，导致供血 区局限性神经功能缺失症状。 一般每次发作持续数分钟至数小时，24 小时内完全恢复。
❖ TIA或脑卒中病史
❖ 其他：肥胖、无症状 性颈动脉狭窄、酗酒、 吸烟、抗凝治疗、脑 动脉炎等
不可干预 ❖ 年龄 ❖ 性别 ❖ 种族 ❖ 遗传因素
脑血管疾病的病因
基本病因 1、血管壁病变 1）高血压性脑细小动脉硬化 2）脑动脉粥样硬化为最常见 3）血管先天性发育异常和遗传性疾病 4）各种感染和非感染性动、静脉炎 5）中毒、代谢及全身性疾病导致的血管壁病变 2、心脏病：风湿性心脏病、先天性心脏病、
中枢神经系统的MR影像解剖
8．脑室上层面：可 见双侧额、顶叶的 脑沟、皮质、髓质 和大脑纵裂。
中枢神经系统的MR影像解剖
矢状面也是头颅MRI 的常用检查层面，可 显示中线结构的形态 及其毗邻关系，明确 幕上和幕下结构。在 正中矢状面上，可见 中间的胼胝体，由前 向后分为膝部、体部 和压部，脑干从上向 下依次可识别中脑、 脑桥和延髓。
细菌性心内膜炎、心房纤颤等 3、其他原因：血管内异物如空气、脂肪等
动脉粥样硬化进程
动脉粥样硬化进程
心 脑 血 管 的 构 成 简 图
动脉粥样硬化好发于 大血管分叉处及弯曲处
颅 内 外 大 动 脉 常 见 病 变 部 位
病理生理
基本要素 血管壁、血流动力学、血液流变学三大因素
➢ 椎动脉(VA)为左右锁骨下动脉的第一 个分支，即其与供应上肢的血液同源。
中枢神经系统MRS解读
激励回波采集模式（STEAM）：
3个90°脉冲 打击梯度（在混合时间内）
特点： 信号不完全恢复，信噪比低 适合短T2物质波谱分析（mI，Glx）
化学位移成像（CSI）：
多体素成像：二维或三维 特点：一次采集覆盖范围大，可得到多个体素的 代谢物谱线
磁场均匀性要求更高 采集时间长 谱线质量和稳定性不如单体素技术可靠
升高：创伤，高渗状态
降低：缺氧、卒中、肿瘤
Cho
位于3.2ppm
与细胞膜磷脂代谢有关，参与细 胞膜构成
是评价脑肿瘤的重要共振峰之一， 肿瘤快速的细胞分裂导致细胞膜 转换和细胞增殖加快—Cho 升高：肿瘤，炎症，慢性缺氧
降低：卒中、脑病（肝性脑病、 AIDS）等
Lac
位于1.33-1.35ppm，双峰（TE=135ms，倒置双峰） 正常情况检测不到---无氧呼吸终产物 此峰出现说明细胞内有氧呼吸被抑制，糖酵解过程 加强 升高：缺血，先天性代谢异常，肿瘤，炎症，脓肿 等
MRS在中枢神经系统的应用
脑肿瘤 颞叶癫痫：海马硬化 代谢性疾病：线粒体脑肌病（MELAS），肝豆状 核变性，苯丙酮尿症 系统性疾病：肝性脑病 脑血管病：脑梗死 神经退行性疾病：Alzheimer病，帕金森等 其他：缺血缺氧性脑病，白质脑病，MS、颅脑外 伤等
脑肿瘤谱线形式
NAA消失或降低 Cho显著升高，Cr轻度下降 可有Lac/Lip出现
体素位置
肿瘤性病变：实性部分
囊性病变：肿瘤边缘
脓肿：脓腔
代谢性脑病、缺血缺氧性脑病：扣带回，脑室旁白 质
特定部位：基底节，中脑，脑室内脑脊液
波谱评价
谱线的基本概念 主要代谢物及其意义 伪影
基线
基本概念
横轴：化学位移（即频率）
2020年MRS在神经系统疾病研究中的应用(课件)
胶质瘤
胶质瘤是最常见的脑内肿瘤,其MRS表现为NAA峰降低,Cho峰升高,NAA/Cr和NAA/Cho 比值降低,Cho/Cr比值升高,部分病例在1.3ppm处可见向上的脂质(Lipids,Lip)峰或倒置的 Lac峰.Ttmiya等发现Ⅱ级星型细胞瘤的Cho/Cr比值低于Ⅲ级和Ⅳ级星型细胞瘤,认为 Cho/Cr比值升高与肿瘤组织学分级程度呈正相关,提示该指标有鉴别诊断价值。Kumar等 提出NAA减低是神经元丢失的结果,NAA/Cho越低，神经元破坏得就越严重。研究发现 Cho/Cr和NAA/Cho在低级和高级胶质瘤中的敏感度分别为73%和86%,特异度分别为 94%和96%。
状态。因此，其检出对缺血缺氧疾病的诊断和治疗有非常重要的意义。
2020-11-25
7
癫痫诊断 MRS检查发现颞叶癫痫病灶侧颞叶NAA峰减低.Cr和Cho峰升高,MRS的定位诊断与EEG和PET结果有很 高的一致性.由于实际操作中Cr和Cho峰难以完全分开,国内外均以NAA/(Cr+Cho)比值作为颞叶癫痫定 量诊断指标,该值降低被认为是定量诊断最敏感的指标之一.此外,有资料显示NAA降低与癫痫发作频率密 切相关,切除癫痫病灶后,NAA水平还可恢复至正常甚至更高水平.所以MRS还可用于监测抗癫痫药物疗效。
2020-11-25
3
MRS分类
根据检测体素分类：
1 单体素质子谱（single－voxel MRS）
选择性采集一个感兴趣区体素的谱线
2 多体素质子谱（multi－voxel MRS）
在一次数据采集中获得感兴趣区中多个体素的谱线，可以同时反
映多个部位代谢物的空间分布。采集的多体素频谱可组成图像，
通过计算机处理，也可显示单一代谢物的分布图像，故多体素
【讲义】9.中枢神经系统.
第45讲-中枢神经系统-总论总论神经系统由脑、脊髓以及附于脑和脊髓的周围神经组成。
神经系统是人体结构和功能最复杂的系统，由数以亿万计的高度相互联系的神经细胞所组成，在体内起主导作用。
其机能是：①控制和调节其他系统的活动，使人体成为一个有机的整体，例如，当体育锻炼时，除了肌肉强烈收缩外，同时也出现呼吸加深加快、心跳加速、出汗等一系列的变化，这些都是在神经系统的调节和控制下完成的。
②维持机体与外环境间的统一，如天气寒冷时，通过神经调节使周围小血管收缩，减少散热，使体温维持在正常水平。
神经系统通过与它相连的各种感受器，接受内、外环境的各种刺激，经传入神经元传至中枢（脊髓和脑）的不同部位，经过整合后发出相应的神经冲动，经传出神经元将冲动传至相应的效应器，以产生各种反应。
因此，神经系统既能使机体感受到外环境和机体内环境的变化，也能调节机体内环境和内、外环境的相互关系，使机体能及时作出适当的反应，以保证生命活动的正常进行。
一、神经系统的区分神经系统分为中枢部和周围部。
中枢部包括脑和脊髓，也称中枢神经系统，含有绝大多数神经元的胞体。
周围部是指与脑和脊髓相连的神经，即脑神经、脊神经和内脏神经，又称周围神经系统，主要由感觉神经元和运动神经元的轴突组成。
脑神经与脑相连，脊神经与脊髓相连，内脏神经通过脑神经和脊神经附于脑和脊髓。
根据周围神经在各器官、系统中所分布的对象不同，又可把周围神经系统分为躯体神经和内脏神经。
躯体神经分布于体表、骨、关节和骨骼肌；内脏神经分布到内脏、心血管、平滑肌和腺体。
在周围神经中，感觉神经的冲动是自感受器传向中枢，故又称传入神经；运动神经的冲动是自中枢传向周围，故又称传出神经。
内脏运动神经又分交感神经和副交感神经。
二、神经系统的组成神经系统的基本组织是神经组织，神经组织由神经元和神经胶质组成。
神经元又称神经细胞，是神经系统结构和功能的基本单位，具有感受刺激和传导神经冲动的功能。
神经元的构造不同神经细胞的大小和形态差异较大，其胞体有圆形、梭形和锥形等，胞体的直径3~15μm不等。