Hmrs在中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變中的應(yīng)用體會(huì)

1、1H MRS在中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變中的應(yīng)用主要內(nèi)容1. 原理簡(jiǎn)介原理簡(jiǎn)介2.認(rèn)識(shí)譜線認(rèn)識(shí)譜線3.波譜序列波譜序列4.臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用1原理化學(xué)位移MRSFIDFourierTransformSpectrumTime domain signalFrequency domain signal 化學(xué)位移化學(xué)位移化學(xué)位移現(xiàn)象的定義為：由于所處的分子結(jié)構(gòu)不同造成同一原子核進(jìn)動(dòng)頻率差異的現(xiàn)象1.進(jìn)動(dòng)：當(dāng)自旋核處于磁場(chǎng)強(qiáng)度為B0的外磁場(chǎng)中時(shí)，除自旋外，還會(huì)繞B0運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)情況與陀螺的運(yùn)動(dòng)情況十分相似，稱為進(jìn)動(dòng)。進(jìn)動(dòng)的快慢進(jìn)動(dòng)頻率進(jìn)動(dòng)頻率1H-MRS：進(jìn)動(dòng)影響因素影響進(jìn)動(dòng)的因素： 原子核的磁旋比-對(duì)于一個(gè)確定

2、的原子核，其磁旋比是不變的 原子核的外磁場(chǎng)強(qiáng)度：包括外加靜 磁場(chǎng)的強(qiáng)度，原子核周圍的電子云由于化合物中的原子核周圍都圍繞著電子云，電子云對(duì)外界施加磁場(chǎng)有屏蔽作用，所以實(shí)際到達(dá)化合物氫質(zhì)子的磁場(chǎng)強(qiáng)度要小于外界所施加的磁場(chǎng)。由于不同的化合物周圍的電子云濃密不一樣，真正到達(dá)在不同化合物中的氫質(zhì)子的磁場(chǎng)強(qiáng)度是不一樣的，所以不同的化合物中氫質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率是不一樣的。分子結(jié)構(gòu)不同造成同一原子核進(jìn)動(dòng)頻率差異的現(xiàn)象-化學(xué)位移現(xiàn)象3.簡(jiǎn)單總結(jié)1H-MRS的原理不同代謝產(chǎn)物的質(zhì)子由于化學(xué)位移效應(yīng)而產(chǎn)生的不同代謝產(chǎn)物中質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率的輕微差別，通過(guò)傅立葉轉(zhuǎn)換可得到不同物質(zhì)譜的信息。2譜線認(rèn)識(shí)MRS各個(gè)峰N-乙酰天門冬

3、氨酸乙酰天門冬氨酸(NAA) 2.0ppm主要存在于神經(jīng)元內(nèi)，被公認(rèn)是神經(jīng)元的標(biāo)志物，反映了神經(jīng)元的功能狀態(tài)顱內(nèi)疾患引起神經(jīng)元損害，導(dǎo)致其數(shù)量絕對(duì)或相對(duì)減少，可使 NAA 濃度下降，NAA 的降低甚至消失代表了神經(jīng)元數(shù)量的減少及缺失腦膜瘤為腦外腫瘤，無(wú)神經(jīng)元，因此幾乎測(cè)不到 NAA 峰NAA峰值升高峰值升高 嬰兒腦發(fā)育、成熟過(guò)程中，神經(jīng)損傷后軸索恢復(fù)過(guò)程中 CanavanCanavan病病( (中樞神經(jīng)系統(tǒng)海綿狀變性中樞神經(jīng)系統(tǒng)海綿狀變性) )，是唯一引起NAA升高的疾病肌酸（肌酸（Cr)/磷酸肌酸（磷酸肌酸（PCr)Cr/PCr：3.0ppm.是高能化合物的儲(chǔ)備及ATP、ADP的緩沖劑。作為

4、腦組織能量代謝的提示物，Cr在能量減退時(shí)增高，能量代謝增加時(shí)降低在許多疾病發(fā)展中維持一定的穩(wěn)定性，因此常作為內(nèi)參照，如Cho/Cr，NAA/Cr等膽堿（膽堿（Cho）3.2ppm 膽堿(Cho)是細(xì)胞膜磷脂代謝成分之一，參與細(xì)胞膜的合成和蛻變，從而反映細(xì)胞膜的更新 Cho峰在幾乎所有的原發(fā)和繼發(fā)性腦腫瘤中都升高 惡性程度高的腫瘤中，Cho/Cr比值顯示增高。乳酸乳酸 (Lac) 1.32ppm兩個(gè)共振峰組成,TE=144/135，乳酸雙峰向下；TE=288/270，乳酸雙峰向上正常情況下，細(xì)胞代謝以有氧代謝為主，檢測(cè)不到Lac峰，或只檢測(cè)到微量此峰出現(xiàn)說(shuō)明細(xì)胞內(nèi)有氧呼吸被抑制，糖酵解過(guò)程加強(qiáng)乳

5、酸乳酸 (Lac) 1.32ppm 腦缺血缺氧、癲癇和腫瘤性病變時(shí)會(huì)出現(xiàn) 腦腫瘤中，Lac出現(xiàn)提示惡性程度較高，Lac含量多往往預(yù)后差。常見(jiàn)于多形膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中 Lac也可以積聚于無(wú)代謝的囊腫和壞死區(qū)內(nèi)脂質(zhì)（脂質(zhì)（Lip) 0.9-1.5ppm 共振頻率與Lac相似，可以遮蔽Lac峰； 可反映壞死過(guò)程中磷脂形成過(guò)多。丙氨酸丙氨酸（Ala）1.3-1.4ppm 與乳酸同區(qū)域，TE由135ms變?yōu)?70ms時(shí)波峰倒轉(zhuǎn) 氨基酸峰是膿液內(nèi)中性粒細(xì)胞釋放酶蛋白分解的產(chǎn)物，可作為腦膿腫的標(biāo)志物。肌醇（肌醇（MI) 3.56ppm被認(rèn)為是激素敏感性神經(jīng)受體的代謝物，可能是葡萄糖醛酸的前體；常作為膠質(zhì)細(xì)胞存在

6、的標(biāo)志mI含量的升高與病灶內(nèi)（尤其是慢性病灶內(nèi)）的膠質(zhì)增生及脫髓鞘有關(guān)，可作為診斷腦膠質(zhì)瘤的重要依據(jù)有研究認(rèn)為，在星形細(xì)胞瘤中，此峰隨著腫瘤惡性程度的增加而增高Glx-谷氨酸谷氨酸(Glu)和谷氨酰胺和谷氨酰胺(Gln)位于2.1-2.5 ppm；相鄰很近Glu是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，在線粒體代謝中有重要功能Gln參與神經(jīng)遞質(zhì)的滅活和調(diào)節(jié)活動(dòng),肝性腦病和腦缺血缺氧時(shí)增高3掃描波譜掃描序列介紹PRESSPRESS射頻脈沖選層梯度180o90o180o90o90o90oSTEAMSTEAM射頻脈沖選層梯度GyGxGzPoint-Point-REsolvedREsolved SpectroscopSp

7、ectroscopy Sequence y Sequence STimulatedSTimulated Echo Echo Acquisition Acquisition Mode Mode 掃描序列對(duì)比Probe-sProbe-p名稱STEAMPRESS掃描方式單體素單體素，多體素，三維SNR低高水抑制好不如STEAMTETE=30TE=144,288飽和帶少多掃描序列對(duì)比 STEAM：常用于短T2成分的化學(xué)物質(zhì)的波譜分析，如谷氨酰胺、肌醇、脂質(zhì)等 PRESS：常：常用于長(zhǎng)T2的化學(xué)物質(zhì)的波譜分析（ NAA 、 Cho 、Cr ）。4臨床應(yīng)用NAACholine膠質(zhì)瘤膠質(zhì)瘤Cho -腫瘤性膠

8、質(zhì)細(xì)胞異常增殖，NAA -腫瘤破壞神經(jīng)元，Cr 不同級(jí)別的膠質(zhì)瘤不同級(jí)別的膠質(zhì)瘤-NAA/CrSTEAM,TE=30ms低級(jí)別高級(jí)別膠質(zhì)瘤放療效果的評(píng)價(jià)膠質(zhì)瘤放療效果的評(píng)價(jià) 放射性損傷與腫瘤復(fù)發(fā)鑒別放射性損傷和膠質(zhì)瘤的復(fù)發(fā)都可以造成病變區(qū)血腦屏障破壞，增強(qiáng)掃描后，都可表現(xiàn)為造影劑在血腦屏障破壞處濃集，呈不同程度的異常強(qiáng)化以及病變周圍的水腫。因此常規(guī)的MRI平掃和增強(qiáng)掃描不易將二者鑒別開(kāi)來(lái)。1HMRS1HMRS 放射性損傷在放射性損傷在1HMRS1HMRS上表現(xiàn)為上表現(xiàn)為NAANAA 、CrCr 峰下降，峰下降， ChoCho峰下降或出現(xiàn)一平坦的曲線，峰下降或出現(xiàn)一平坦的曲線， LipLip峰增

9、高峰增高。 活動(dòng)性腫瘤則示活動(dòng)性腫瘤則示ChoCho峰上升峰上升NAANAA峰下降或消失峰下降或消失。再次手術(shù)放射損傷!腫瘤復(fù)發(fā)淋巴瘤淋巴瘤淋巴瘤,PRESS,TE=144ms 原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤與正常組織相比，常表現(xiàn)為Cho升高,Cr降低,NAA降低甚至缺失，并出現(xiàn)高聳的Lip峰 由于原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤是富細(xì)胞腫瘤（腫瘤的細(xì)胞密度較高），主要由淋巴細(xì)胞和大的巨噬細(xì)胞組成,Lip峰的出現(xiàn)是由于淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞細(xì)胞膜成分更新加快引起。 而有的學(xué)者認(rèn)為，腦非霍奇金淋巴瘤出現(xiàn)高聳的Lip峰與該腫瘤內(nèi)大量巨噬細(xì)胞吞噬游離脂肪有關(guān)。 Cho峰升高則是由于細(xì)胞膜成分更新加快所致腫瘤性病變與非

10、腫瘤性病變鑒別腫瘤性病變與非腫瘤性病變鑒別 膽堿Cho含量明顯增多，NAA減少，Cr略微減少，乳酸鹽Lac略微增高。 診斷：惡性腫瘤，與手術(shù)后病理相符腦膿腫腦膿腫 NAA、 Cho、 Cr均下降，出現(xiàn)氨基酸峰具有特征性腦膿腫與轉(zhuǎn)移瘤鑒別腦膿腫與轉(zhuǎn)移瘤鑒別 環(huán)形強(qiáng)化病灶 彌散加權(quán) 囊性轉(zhuǎn)移瘤及腦腫瘤囊性壞死區(qū)，囊內(nèi)細(xì)胞較少囊性轉(zhuǎn)移瘤及腦腫瘤囊性壞死區(qū)，囊內(nèi)細(xì)胞較少；以漿液性壞死物為主，其黏稠度相對(duì)較低，囊；以漿液性壞死物為主，其黏稠度相對(duì)較低，囊內(nèi)水分子擴(kuò)散速度較快，囊變區(qū)在內(nèi)水分子擴(kuò)散速度較快，囊變區(qū)在DWIDWI表現(xiàn)為低信表現(xiàn)為低信號(hào)，號(hào)，ADCADC值升高。值升高。 腦膿腫腦膿腫 膿腔內(nèi)為

11、多種炎性細(xì)胞、細(xì)菌、壞死組膿腔內(nèi)為多種炎性細(xì)胞、細(xì)菌、壞死組織及蛋白分泌物組成，是粘稠的液體，其內(nèi)水分織及蛋白分泌物組成，是粘稠的液體，其內(nèi)水分子擴(kuò)散受限，在子擴(kuò)散受限，在DWIDWI表現(xiàn)為高信號(hào)，表現(xiàn)為高信號(hào)，ADCADC減低。減低。囊性病變的MRS 腫瘤囊變壞死囊性區(qū)域?yàn)橐夯瘔乃牢镔|(zhì)，一般僅可探查到乳酸 腦膿腫的囊性病變液性區(qū)，膿液中含有細(xì)菌代謝的特殊蛋白質(zhì)成分，如丙氨酸、琥珀酸鹽等可被檢出canavans病 病史：男，九月，臨床發(fā)現(xiàn)：病史：男，九月，臨床發(fā)現(xiàn)：頭圍增大、肌張力頭圍增大、肌張力低下低下, ,家族史：祖母及母親均有智障，其父患有兔唇家族史：祖母及母親均有智障，其父患有兔唇T1

12、WI雙側(cè)大腦半球?qū)ΨQ性皮質(zhì)變薄，呈畫(huà)線樣改變，T2WI兩側(cè)大腦實(shí)質(zhì)信號(hào)普遍增高；基底節(jié)區(qū)短T1短T2信號(hào) ；腦室前后角略有膨大MRS示NAA峰升高 是一種罕見(jiàn)的常染色體隱性遺傳神經(jīng)系統(tǒng)是一種罕見(jiàn)的常染色體隱性遺傳神經(jīng)系統(tǒng)變性病，病變區(qū)多發(fā)空泡形似海綿故稱海變性病，病變區(qū)多發(fā)空泡形似海綿故稱海綿狀腦白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良綿狀腦白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良, , 亦稱亦稱canavanscanavans 病病。 患者多見(jiàn)于嬰兒，臨床常見(jiàn)頭圍增大、肌患者多見(jiàn)于嬰兒，臨床常見(jiàn)頭圍增大、肌張力低下、失明，血和尿張力低下、失明，血和尿N-N-乙酰天門冬氨乙酰天門冬氨酸升高等。酸升高等。canavans病 N N一乙酰天門冬氨酸一乙

13、酰天門冬氨酸(NAA)(NAA)在腦組織中合成，由天門冬氨在腦組織中合成，由天門冬氨酸?；阜纸鉃橐宜岷吞於彼幔嗣溉狈?dǎo)致酸?；阜纸鉃橐宜岷吞於彼?，此酶缺乏導(dǎo)致NAANAA在腦在腦內(nèi)堆積，引起腦白質(zhì)海綿樣變性，內(nèi)堆積，引起腦白質(zhì)海綿樣變性，NAANAA進(jìn)入腦脊液、血循進(jìn)入腦脊液、血循環(huán)由尿排出，同時(shí)發(fā)生環(huán)由尿排出，同時(shí)發(fā)生NAANAA酸血癥及酸尿癥，影響中樞神酸血癥及酸尿癥，影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)及骨骼肌，從而產(chǎn)生一系列病理改變及臨床癥狀，經(jīng)系統(tǒng)及骨骼肌，從而產(chǎn)生一系列病理改變及臨床癥狀，故患兒尿、血、腦脊液中故患兒尿、血、腦脊液中NAANAA升高升高 病理病理CT及MRI 頭顱增大，兩側(cè)大腦半球皮質(zhì)變薄呈畫(huà) 線樣改變，皮層下白質(zhì)彌漫對(duì)稱水腫樣改變 ，即CT可見(jiàn)散發(fā)低密度病灶，T2WI病變白質(zhì)呈明顯高信號(hào)，側(cè)腦室可擴(kuò)大，小腦白質(zhì)，腦干、脊髓等也常不同程度受累。 基底節(jié)區(qū)見(jiàn)短T1短T2信號(hào)，可能與順磁性物質(zhì)錳的沉積有關(guān)； MRS 較具有特異性。由于腦內(nèi)NAA異常的積聚，單體素氫質(zhì)子波譜表現(xiàn)為病變白質(zhì)區(qū)NAA峰和NAA/Cr比率明顯增高，但Cho峰沒(méi)有升高。影響進(jìn)動(dòng)的因素： 原子核的磁旋比 原子核的