MRS临床应用

脑磁共振波谱分析的临床应用

脑磁共振波谱分析的临床应用 苏州大学附属一院影像中心丁乙 磁共振波谱（MR spectroscopy，MRS）是目前唯一能无创伤地探测活体组织化学特性的方法。在许多疾病中，代谢改变先于病理形态改变，而MRS对这种代谢改变的潜在敏感性很高，故能提供信息以早期检测病变。磁共振波谱mRS）研究人体细胞代谢的病理生理改变，而常规MRI则是研究人体器官组织大体形态的病理生理改变，但二者的物理学基础都是核共振现象。 一、MRS的原理 磁共振信号的共振频率由两个因素决定①旋磁比r，即原子的内在特性②核所处位置的磁场强度。 核所受的磁场主要由外在主磁场（B。）来诀定，但是核所受的磁场强度也与核外电子云及邻近原子的原子云有关。电子云的作用会屏蔽主磁场的作用，使着核所受的磁场强度小于外加主磁场。这种由于电子云的作用所产生的磁场差别被称为化学位移。因此，对于给定的外磁场，不同核所处的化学环境不一样，从而产生共振频率的微小差别，导致磁共振谱峰的差别，从而识别不同代谢产物及其浓度。 MRS可检测许多重要化合物的浓度，根据这些代谢物含量的多少可以分析组织代谢的改变，1H-MRS可测定12种脑代谢产物和神经递质的共振峰，N-乙酸门冬氨酸(NAA)、肌酸（Cr）磷酸肌酸（PCr）胆碱（cho）肌醇（MI）谷氨酸胺Gln）谷氨酸盐（Glu)乳酸（Lac）等。生物中，许多生物分子都有31P，这些化合物参与细胞的能量代谢和与生物膜有关的磷脂代谢，31P－MRS被广泛用在对脑组织能量代谢及酸碱平衡的分析上，可以检测磷酸肌酸(PCr人无机磷酸盐(PI）α- A TP、β-A TP、γ—ATP的含量和细胞内的PH 值。 二、MRS的临床应用 1．正常人的脑MRS MR波谱变化可反映神经元生长分化，脑能量代谢和髓鞘分化瓦解过程改变。NAA是哺乳动物神经系统中普遍存在的化合物，几乎所有的NAA均存在于神经对内，目前将NAA作为反映神经元功能的内标物。正常人有很高的NAA／Cr）值，NAA下降提示神经元的缺失和破坏。Cho和Cr在神经元和神经胶质细胞内均被发现，但细胞研究证明，星形胶质和少突胶质细胞内Cho和Cr含量明显高于神经 元，故Cho和Cr增加提示有神经胶质增生。由于NAA减少或Cho、Cr增加，导致了NAA／（Cho＋Cr）上值降低，上值常作为反映神经元功能的指标。此外，1H-MAS发现NAA在人出生后一年内增加近两倍，肌酸信号也相应增加，NAA／Cr。及Giu-n/Cr随年龄增长而上升，MI/Cr随年龄的增长而下降，31P-MRS 研究也发现，磷酸一脂（PME）的信号相对于其他代谢产物来说随年龄增加衰减，磷酸肌酸则相反，这说明，通过定量分析脑组织代谢产物的MRS，可了解脑组织的发育成熟度，同时也提示我们在观察病理性波谱时，应考虑到年龄相关性变化。 2．癫痫的MRS 1H-MAS显示癫痫灶侧近中颞叶内NAA峰值降低，减少22% ChO和Cr分别增加25％和15%。NAA 的减少说明癫痛灶内神经元的缺失、受损或功能活动异常。Cr和Cho升高反映胶质细胞的增生，研究倾向于把NAA/Cho＋Cr作为定侧或判定异常的标志。正常人NAA／ChO＋Cr值的低限为0．72，两侧差值超过0．05或双侧较正常对照组明显降低均为异常。比值降低说明海马硬化。NAA/Cho+Cr的定侧敏感性为87%，准确率为96%此外1H-MAS还可用于测定与癫痫活动有关的神经递质，r一氨基丁酸（GABA）谷氨酸（Gln）和谷氨酸盐（GLn）． 3．脑肿瘤的MRS 1H-MAS是研究脑肿瘤物质和能量代谢的有效方法，有助于脑肿瘤的诊断和鉴别诊断，能提供其组织分级、术后复发和疗效评价等信息。 肿瘤组织的1H-MAS与正常脑组织有显著差异，其中ChO峰值升高提示膜代谢增加，NAA峰值降低提示神经元受压移位。脑膜瘤、转移瘤的1H-MAS显示NAA信号缺乏，肌酸峰值降低。另外，脑膜瘤的1H-MAS 还常见异常丙氨酸信号。转移瘤可见特征性的成对共振峰，系可流动脂质产生。低度恶性胶质瘤肌酸信号

MRS成像技术及临床应用总结

一MRS成像技术 回波时间 ?应用长、短TE确定的常规代谢物 -N-乙酰天门冬氨酸(N-acetyl asparte, NAA) -肌酸（creatine, Cr) -胆碱（choline, Cho) -乳酸（lactate, Lac) ?仅短TE确定的代谢物 -脂质（lipids, Lip) -谷氨酰胺和谷氨酸（glutamine and glutamate, Glx) -肌醇（myo-inositol, mI) 如何选择长、短TE ?中等TE（144ms）PRESS用于肿瘤性病变。易于显示Cho和Lac峰， 两者是肿瘤性病变的主要代谢改变 ?短TE（30-35ms）PRESS用于其他的病理状态 体素的位置和大小 ?为提高1H MRS 敏感性，感兴趣区（ROI）要求有严格的边界，并 避免来自邻近组织的干扰： ●血管、血液、空气、脑脊液、脂肪、坏死区、金属、钙化 ● 颅骨，ROI距其至少约5～10mm ● 邻近静脉窦 ?体素越小，部分容积效应越小，但信噪比及空间分辨率降低 如何确定Lac峰（Lac与Lip 共振频率基本相同） ?严格匀场后，Lac的共振呈双峰线（doublet) ?当TE为144ms时，Lac峰反转于基线下 ?当选择长TE（270ms）时，Lip信号不再磁化，只能检测到Lac 二MRS分析的主要代谢产物 ●NAA（N-乙酰门冬氨酸）： 主要存在于神经元及其轴突，可作为神经元的内标物，其含量可反映神经元的功能状态。含量降低表示神经元受损；峰值升高仅见于Canavan病（海绵状脑白质营养不良）。第一大峰。主要位于 2.02ppm，正常浓度为 6.5-9.7mmol，平均 7.8mmol ●胆碱化合物（Cho ） 主要是自由胆碱、细胞膜翻转的标志物，反映细胞增殖，其峰值升高见于肿瘤、炎症、慢性缺氧，降低见于卒中、脑病（肝性脑病、AIDS）等位于 3.20ppm，正常浓度0.8-1.6mmol，平均1.3mmol ●肌酸类（Cr）

TCD诊断快速入门

1. TCD 原理 经颅多普勒检测的目标是脑血管中流动的血细胞，将测得的多普勒频移自动 换算成血流速度，以音频、视频（多普勒信号的振幅、频率、时间的三维显示）形式输出，来反映脑血流动力学改变。 2.TCD 诊断 应综合分析脑动脉血流的方向与脑动脉血流动力参数才能更为准确。 2.1 脑动脉解剖 2.1.1 颈内动脉系统（脑前循环）：颈总动脉分叉为颈外动脉（ECA）和颈内动脉（ ICA ），后者通过破裂孔入颅内，依次分出眼动脉（OA ）、后交通动脉（PCOA）、大脑前动脉（ ACA ）和大脑中动脉（ MCA ），供应额叶、颞叶、顶叶和基底节等大脑半球前 3/5 部分的血流。 2.1.2 椎基底动脉系统（脑后循环）：椎动脉（VA ）由锁骨下动脉发出，通过颈椎横突孔，经枕骨大孔入颅，合成基底动脉（BA ），至脑桥上缘水平分为左右大脑后动脉（PCA），供应脑后部的2/5，包括脑干、小脑、大脑半球后部和部分间脑。 2.1.3 脑底动脉环（ Willi ’s环）是颈内动脉系统和椎基底动脉系统两个独立 的供血系统之间最重要的侧支循环。两侧大脑前动脉由一短的前交通动脉相连， 两侧颈内动脉和大脑后动脉各由一后交通动脉相连，共同组成脑底动脉环。脑底动脉环的先天变异（ 48%～ 79%）可使侧支循环不能迅速有效的发挥作用是脑梗塞发生的重要影响因素之一。 Willis 环最常见的异常为颈内动脉发出的后交通动脉细小及大脑后动脉由颈内动脉分出。 OA OA ↑↑ LICA →LCS→LACA ACOA ←RACA ←RCS←RICA ↓↖↗↓ LPCOA LMCA RMCA RPCOA LPCA ←BA →RPCA ?? LVA RVA 2.2 脑动脉血流动力参数 2.2.1 血流速度 2.1.1.1 收缩期峰流速 Vs 2.1.1.2 舒张期峰流速 Vd高颅压时受影响最明显 2.1.1.3 时间平均流速 Vm代表搏动性血液供应的强度，生理意义最大 2.2.2 脉动参数包括脉动指数 PI，阻力指数 RI，评价动脉的顺应性，反映脑 血管阻力的变化（经颅多普勒所探测到的某段脑动脉的脉动指数反映该段脑动脉远端的脑动脉阻力的变化）。 2.2.3 两侧流速差参数两侧非对称指数 AI 为两侧流速差与两侧流速平均值的 百分比，超过 30%为异常。 3.TCD 在脑血管病中的应用