磁共振波普成像

1、磁共振波譜成像,2016年12月轉(zhuǎn)載,常規(guī)磁共振（cMRI)功能性磁共振（fMRI）,彌散加權(quán)成像（DWI ）,波譜成像（MRS）,灌注成像（PWI）,擴(kuò)散張量成像（DTI）,腦皮層功能成像（BOLD）,磁敏感成像（SWI）,磁共振波譜成像 magnetic resonance spectrum imaging，MRSI,,MRS概述臨床應(yīng)用,概述,MRS是目前唯一一種無創(chuàng)性觀察活體組織代謝及生化變化的技術(shù)，是從組織

2、細(xì)胞代謝方面來表達(dá)其病理改變的。可以檢測到cMRI不能顯示的異常。MRS是利用磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用,對特定原子核及其化合物進(jìn)行分析。,概述,1947年波羅科特( Proctor)指出原子核的共振頻率與其化學(xué)環(huán)境密切相關(guān),化學(xué)環(huán)境的改變可使某種原子核在Larmor共振頻率的基礎(chǔ)上有輕微的偏移,這種現(xiàn)象稱之為化學(xué)位移。1995年，MRS被美國食品及藥品管理局正式批準(zhǔn),概述,現(xiàn)在用于MRS檢測的原子核有1H、13C、19F、23Na、

3、31P。應(yīng)用于臨床的MRS主要有兩種，即1H-MRS和31P-MRS。1H波譜磁敏感性較31P波譜高，因此信號更強(qiáng)，有更高的空間分辨率1H最常用于MR波譜分析，能檢測脂肪、氨基酸、酮體等生物重要代謝物質(zhì),代謝物化學(xué)位移,NAA—N-乙酰天門冬氨酸 波峰位置：2.02，2.5和2.6PPM 最高峰，灰白質(zhì)濃度接近 神經(jīng)元和軸索生存能力與密度的標(biāo)記物,Cr—肌酸 波峰位置：3.02和3.94 腦代謝標(biāo)記物，

4、最穩(wěn)定,Cho—膽堿 波峰位置：3.22 磷脂代謝的成分，細(xì)胞膜轉(zhuǎn)換的標(biāo)記物， 反映細(xì)胞增殖,mI—肌醇 波峰位置：3.56和4.06 膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物，位于星形細(xì)胞中； 髓鞘退變的產(chǎn)物,Lac—乳酸波峰位置：雙峰線，中心在1.33PPM，第二峰在4.1PPM，水抑制時被抑制，TE為135或144ms時反轉(zhuǎn)提示厭氧性糖酵解(正常腦組織不可見）,Lip—脂質(zhì)波峰位置：在0.8至1.3PPM之間多峰

5、提示髓鞘壞死和/或中斷(正常腦組織不可見）,Ala—丙氨酸波峰位置1.48,Glx-谷氨酰胺和谷氨酸波峰位置：2.1—2.55PPM谷氨酰胺—星形細(xì)胞標(biāo)記物谷氨酸—神經(jīng)毒素,腦白質(zhì)正常譜線,譜圖解讀,MRS譜線的橫軸代表化學(xué)位移，即頻率，所能探測到的化合物表現(xiàn)為在一個或特定頻率上的峰?？v軸是化合物的信號強(qiáng)度，其峰高度或峰下面積與該化合物的濃度成正比。,波譜技術(shù),勻場抑水定域方法,波譜技術(shù),勻場MRS反映的是局部磁場的

6、瞬間變化，對磁場均勻性的變化敏感，不均勻會導(dǎo)致波峰的增寬和重疊，從而導(dǎo)致分辨率、敏感度的降低,波譜技術(shù),抑水水在體內(nèi)的濃度是其它產(chǎn)物的100000倍必須抑水以充分顯示其他代謝峰。常用：化學(xué)位移飽和法（chemical-shift sclective saturation CHESS）在使用波譜脈沖序列前，使用以水共振頻率為中心的射頻脈沖完成水抑制,波譜技術(shù),空間定位技術(shù)單體素技術(shù)多體素技術(shù),基本技術(shù),常用的單體素空間定位采集

7、技術(shù) 激勵回波采集模式 （stimusates echo acquisition mode，STEAM） 連續(xù)使用三個互相垂直的90度脈沖獲得1個受激回波點(diǎn)分辨波譜（point resolved spectroscopy，PRESS） 使用1個90度脈沖和2個重聚的180度脈沖獲得自旋回波,基本技術(shù),STEAM 優(yōu)點(diǎn)：回波時間短（20-30ms），能顯示谷氨酰胺和谷氨酸（glutamine、glutamate,G

8、lx)、肌醇（myo-inositol，mI)、脂質(zhì)（lipids，lip）等短T2物質(zhì) 缺點(diǎn)：信噪比低，對運(yùn)動極敏感,基本技術(shù),PRESS 目前常用的技術(shù),可選擇長、短TE 優(yōu)點(diǎn)：信噪比高 缺點(diǎn)：選擇長回波時間時（TE>50ms）會導(dǎo)致短T2代謝物的丟失，且導(dǎo)致信噪比下降,平直的基線明確的窄峰,,體素的位置和大?。簽樘岣?H MRS 敏感性,感興趣區(qū)要求有嚴(yán)格的邊界,并避免來自鄰近組織的干擾:體素越小，部分容

9、積效應(yīng)越小，但信噪比及空間分辨率降低 ●血管、血液、空氣、腦脊液、脂肪、 壞死區(qū)、金屬、鈣化 ● 顱骨,ROI距其至少約5～10mm ● 鄰近靜脈竇,臨床應(yīng)用,腦腫瘤—鑒別腦內(nèi)外腫瘤和非腫瘤性病變、原發(fā)和轉(zhuǎn)移鑒別、膠質(zhì)瘤分級提示、提示理想的穿刺部位、評價腫瘤浸潤和進(jìn)展、評價治療反應(yīng)、放療前定位、鑒別術(shù)后復(fù)發(fā)、殘存與術(shù)后瘢痕、放射性腦壞死。顳葉癲癇-定側(cè)、定量腦卒中—梗死、出血腦缺氧-HIE：評

10、估預(yù)后感染性病變--病毒性腦炎、腦膿腫腦損傷-發(fā)現(xiàn)常規(guī)CT陰性的病變、評價療效、預(yù)測后果神經(jīng)退行性疾?。豪夏晷园V呆（AD）-早期診斷代謝性疾病-線粒體腦病脫髓鞘-腦白質(zhì)營養(yǎng)不良、多發(fā)性硬化精神性疾病-抑郁癥、精神分裂癥藥物依賴其他系統(tǒng)疾病引起的腦改變—肝性腦病、慢阻肺、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、Cusing 綜合癥等引起的腦代謝變化前列腺、肝臟、骨骼肌、心肌,疾病 NAA Cr Cho Lac Lip

11、 ala腫瘤 ? ? ? - - -膿腫 ? ? ? ? ? ? ? ?梗死 ? - - ? ? -MS ? ? ? - - -癲癇 ? ?

12、? - - ?,顱內(nèi)常見病變的代謝物特征,前列腺頻譜,正常：枸櫞酸鹽（citrate)-2.6 ppm 膽堿（Cho）:3.2ppm肌酸（Cr）:3.0ppm 多巴胺（PA）3.1ppm,前列腺癌： Cit峰明顯下降（Cho+Cr）/Cit比值顯著升高,針對性活檢 … 頻譜提高診斷,前列腺頻譜提高診斷準(zhǔn)確性,臨床病史 …PSA持續(xù)升高連續(xù)活檢陰性,早期診斷,

13、放療過程的療效跟蹤,前列腺頻譜有效地監(jiān)測治療過程,31P-MRS技術(shù),31P的共振頻率帶大約40 ppm,生物組織的31 P-MRS可測出七條不同的共振峰相應(yīng)的7種代謝物分別是：磷酸單酯( PME) ,無機(jī)磷( Pi) ,磷酸二脂( PDE) 、磷酸肌酸( PCr) 、三磷酸腺苷(α-ATP,β-ATP,γ-ATP) ,這些化合物對于了解機(jī)體的代謝過程均有重要意義,31P MRS的臨床應(yīng)用,肌肉骨骼系統(tǒng)能夠觀察到骨及軟組織腫瘤

14、的磷脂代謝和能量代謝的異常變化, 提高臨床對骨及軟組織腫瘤良惡性的鑒別診斷,同時也可以作為一種監(jiān)測惡性骨及軟組織腫瘤綜合治療療效及預(yù)后的更好的評估方式,從而對臨床能夠及時評估骨及軟組織腫瘤對放、化療方案的反應(yīng),及時更改治療方案提供重要參考價值。,王立軍，等。骨及軟組織腫瘤的磁共振磷譜研究，中華放射學(xué)雜志，2000，34（11）：727-730,良性腫瘤波譜：示PME、Pi、PDE均升高, PCr降低 0.55,惡性腫瘤波譜：示PME

15、、Pi、PDE均升高, PCr降低 1.43以良性腫塊的PME /β-ATP之比的平均值的1.8倍作為鑒別良惡性腫塊的標(biāo)準(zhǔn),在肝臟病變的應(yīng)用馬騰綜述，肝臟磁共振波譜的研究進(jìn)展，醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2008，18（5）：562-564,①研究疾病狀態(tài)下磷脂代謝的改變。對于肝臟彌漫性病變?nèi)绮《拘愿窝住⒏斡不?、硬化性膽管炎等的研究顯示PME升高 ②測定肝腫瘤對各種治療有無反應(yīng)。 ③觀測藥物、乙醇及其他物質(zhì)對肝代謝的影響及疾病對藥物的敏

16、感性 ④肝移植方面應(yīng)用31 P-MRS 可分析缺血和再灌注對肝代謝的影響,評價不同器官保存液的相對有效性,評價捐獻(xiàn)者肝的生存力以及移植后移植肝的功能。 ⑤評價肝功能。,31P MRS的臨床應(yīng)用,目前涉及心肌代謝的臨床應(yīng)用心肌缺血心肌梗死心肌再灌注損傷心肌病心肌保護(hù),總結(jié),MRS不能替代cMRI，但可提供補(bǔ)充信息。對于復(fù)雜病例，當(dāng)分析臨床病史和影像資料出現(xiàn)爭議時，MRS最有價值。應(yīng)用DWI、PWI和MRS等多種功能成像方