磁共振波譜技術(shù)-課件

磁共振波譜技術(shù)

磁共振波譜技術(shù)1MRSMRS可以檢出具有生理及病生理意義的代謝物在體、直接、無創(chuàng)采集原理:與MRI相同，遵循Larmor定律MRI：信號的變化隨時間變化的函數(shù)MRS：信號的振幅隨頻率分布的函數(shù)MRSMRS可以檢出具有生理及病生理意義的代謝物2原理Larmorequation旋磁比原理Larmorequation3不同原子核共振的頻率不同不同原子核共振的頻率不同4MRS應用MRS較成熟的技術(shù)應用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)及前列腺疾病需要特殊的線圈及軟件31P在肌肉中及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的應用其他核的波譜技術(shù)尚在臨床研究階段13C、23NaMRS應用MRS較成熟的技術(shù)5MRS可以看到什么？MRS可以看到什么？6MRS基本概念不同化學結(jié)構(gòu)中的氫原子，其進動頻率不同這種由于所處的分子結(jié)構(gòu)不同所致的同一原子核進動頻率出現(xiàn)差異的現(xiàn)象稱之為化學位移現(xiàn)象MRS基本概念不同化學結(jié)構(gòu)中的氫原子，其進動頻率不同7水中的氫質(zhì)子在1.5T場強條件下的進動頻率是63.9MHz長鏈脂肪酸中的氫質(zhì)子在同場強條件下的進動頻率為63.9MHz-224Hz絕對頻率差實際意義較小水中的氫質(zhì)子在1.5T場強條件下的進動頻率是63.9MHz8以“百萬分之”（partspermillion，ppm）來表示化合物之間的頻率差別是恒定的。（無場強依賴）以“百萬分之”（partspermillion，ppm）93T腦白質(zhì)的MRS譜線移動脂肪0.9-1.3ppm乳酸（Lac）1.33ppmN-乙酰天門冬氨酸（NAA）2.02ppm谷氨酸類化合物復合峰（Glx）2.1-2.4,3.78ppm總肌酸（Cr）3.03總膽堿（Cho）3.02肌醇（mI）3.563T腦白質(zhì)的MRS譜線移動脂肪0.9-1.3ppm10譜線的判讀譜線的要求：信噪比好（SNR）均勻性好一致性好SNR通常在頻率域定義為最大代謝物的峰高度除以無信號區(qū)噪聲的振幅的均方根譜線的判讀譜線的要求：SNR通常在頻率域定義為最大代謝物的峰11磁共振波譜技術(shù)--課件12波譜的基本概念峰下面積與代謝物濃度呈正比線寬與化合物的T2*弛豫時間和磁場的均勻度有關(guān)，它決定譜線的頻率分辨率原子核存在共價鍵，會形成自旋-自旋偶聯(lián)，則表現(xiàn)為特定形態(tài)的峰波譜的基本概念峰下面積與代謝物濃度呈正比13MRSvsMRI基于組織中水的T2弛豫時間，及脂肪的信號信號來源于全腦，解剖信息來自質(zhì)子及分布及其在及其在不同組織中的相對弛豫率的不同T2WI，T1WI，F(xiàn)LAIRMRSvsMRI基于組織中水的T2弛豫時間，及脂肪的信號14MRSvsMRI基于代謝物的T2弛豫時間信號來源于腦的特定區(qū)域PRESS，STEAM，CSIMRSvsMRI基于代謝物的T2弛豫時間15MRS的空間定位準確采集感興趣區(qū)容積（volumeofinterest，VOI）體素內(nèi)的信號，而不被VOI以外的信號污染，是MRS成功的關(guān)鍵單體素多體素MRS的空間定位準確采集感興趣區(qū)容積（volumeofi16MRS選用的序列活體影像選擇波譜ISIS激勵回波采集模式STEAM點分辨波譜PRESSMRS選用的序列活體影像選擇波譜ISIS17活體影像選擇波譜(imageselectin-vivospectroscopy，ISIS)反轉(zhuǎn)脈沖適用于射頻脈沖不均勻的表面線圈，且磁化矢量全部反應的Z軸上，T2弛豫丟失很少，有利于短T2的核，常用于31P-MRS缺點是費時，對運動偽影敏感活體影像選擇波譜(imageselectin-vivo18激勵回波采集模式（stimulateechoacquisitionmode，STEAM）優(yōu)點是一次激發(fā)就可采集，不需要相位再循環(huán)；水抑制充分；體素邊緣的銳利度好；空間定位準確缺點是有近50%的信號丟失，造成信噪比較低激勵回波采集模式（stimulateechoacquis19點分辨波譜（pointresolvedspectroscopy，PRESS）主要是運用了重聚相位的1800脈沖，減少了信號的丟失選擇長回波時間時（TE>50ms）會導致短T2代謝物的丟失，且信噪比下降點分辨波譜（pointresolvedspectrosc20MRS的技術(shù)考慮不同的場強不同的序列（PRESS或STEAM）不同的參數(shù)（TE）

所得的譜線均會有差別，代謝物比值也有所不同MRS的技術(shù)考慮不同的場強213.0Tvs1.5TPress：TR1500ms，TE35ms3.0Tvs1.5TPress：TR1500ms，TE3223.0Tvs1.5TPress：TR1500ms，TE35ms3.0Tvs1.5TPress：TR1500ms，TE3231.5TPRESSvsSTEAMTR1500ms，TE35ms1.5TPRESSvsSTEAMTR1500ms，TE241.5TPRESSvsSTEAMTR1500ms，TE35ms1.5TPRESSvsSTEAMTR1500ms，TE253.0TPRESSvsSTEAMTR1500ms，TE35ms3.0TPRESSvsSTEAMTR1500ms，TE26TR時間不同的譜線PRESS3000ms1500msTR時間不同的譜線PRESS3000ms1500ms27TE時間不同的譜線PRESS144ms35msTE時間不同的譜線PRESS144ms35ms28回波時間的影響短回波（TE<50ms）+可看到短T2代謝物，如mI,Glx+信號強度最高+有已形成的正常值可參考+可見脂肪信號-基線易不穩(wěn)長回波（TE>50ms）+基線平穩(wěn)+TE=144有利于觀察乳酸峰-很少有脂肪信號-信號強度弱-丟失所有短T2的代謝物回波時間的影響短回波（TE<50ms）長回波（TE>50ms29MRS的技術(shù)選擇開始運用MRS技術(shù)前，應充分評價磁共振系統(tǒng)的MRS技術(shù)所能提供的質(zhì)量，根據(jù)所需觀察的代謝物來確定所用的序列及所有參數(shù)。MRS的技術(shù)選擇開始運用MRS技術(shù)前，應充分評價磁共振系統(tǒng)的30MRS的定量計算絕對定量與相對定量相對定量：以各種代謝物峰的高度或峰下面積的比值進行定量分析絕對定量：以內(nèi)源性的水或獨立的外源性的標準濃度的物質(zhì)作參照進行計算MRS的定量計算絕對定量與相對定量31機體對代謝物濃度的影響因素年齡腦內(nèi)不同部位體溫肝、腎參與Cr合成，肝病時Cr下降糖尿病、腎病、滲透壓異常、移植腎、輸液均勻影響MRS的結(jié)果機體對代謝物濃度的影響因素年齡32影響比值的因素序列：明顯影響TE時間：明顯影響TR時間：有些影響體素位置：明顯影響體素大?。河行┯绊懘艌鼍鶆蛐裕河行┯绊懹绊懕戎档囊蛩匦蛄校好黠@影響33VOI的有效設置VOI的有效設置34磁共振波譜技術(shù)--課件35磁共振波譜技術(shù)--課件36Hunter，sangle白質(zhì)灰質(zhì)Hunter，sangle白質(zhì)灰質(zhì)37磁共振波譜技術(shù)--課件3812896643212896643239常規(guī)采集參數(shù)SV：PRESS序列TR1500msTE35msVOI2*2*2cmNAV：128采集時間短CSI：PRESS序列TR1500msTE35msVOI10mm*Matrix16*16采集時間長常規(guī)采集參數(shù)SV：CSI：40SVvsCSI單體素波譜容易實現(xiàn)成像時間相對短相對容易克服磁場不均勻的影響譜線的基線穩(wěn)定譜線的定性分析好化學位移成像覆蓋范圍大，一次采集獲得較多信息成像時間長容易受到磁場不均勻的影響譜線質(zhì)量常受影響SVvsCSI單體素波譜化學位移成像41單體素波譜單體素波譜42多體素波譜多體素波譜43代謝物分布圖代謝物分布圖44MRS的偽影運動偽影大部分不易觀察，導致線寬增加，頻率分辨力下降代謝物在譜線上呈分裂峰，多見于患者頭在兩個不同位置上來回運動在波譜采集定位后患者頭部移動，導致采集的體素并非設定的體素MRS的偽影運動偽影45化學位移偽影—通常只影響單體素采集化學位移偏離，發(fā)生在譜線后處理是擬合算法不正確時，標記錯誤激發(fā)的化學位移偽影，出現(xiàn)在應用選層脈沖或讀出梯度時化學位移偽影—通常只影響單體素采集46磁敏感偽影是最易觀察到的MRS偽影，通常出現(xiàn)在3.5-4.0ppm區(qū)域。通常被稱為鬼影（ghost）磁敏感偽影47渦電流偽影常在譜線的1.0-2.0ppm出現(xiàn)一個尖銳的下降渦電流偽影48體素外的磁敏感物質(zhì)的干擾，不僅影響單體素采集也影響多體素采集體素外的磁敏感物質(zhì)的干擾，不僅影響單體素采集也影響多體素采集491HMRS的臨床應用局灶性病變的定性代謝性疾病缺氧腦?。℉IE）癲癇（定位、定側(cè)）癡呆精神疾患的輔助檢查1HMRS的臨床應用局灶性病變的定性50彌漫或特定區(qū)域病變Alzheimer病代謝性疾病顳葉癲癇肝性腦病胎兒期發(fā)育異常創(chuàng)傷非特定區(qū)域病變腦腫瘤腦膿腫腦卒中多發(fā)性硬化AIDS病變彌漫或特定區(qū)域病變非特定區(qū)域病變51國外正常值選擇區(qū)域國外正常值選擇區(qū)域5241-60歲組的正常比值（3.0T）前扣帶回灰質(zhì)NAA/Cr:1.41±0.09Cho/Cr:0.87±0.07 mI/Cr:0.60±0.24后扣帶回灰質(zhì)NAA/Cr:1.40±0.10Cho/Cr:0.68±0.06mI/Cr:0.56±0.07左側(cè)腦室前腳旁白質(zhì)NAA/Cr:1.55±0.09Cho/Cr:1.04±0.13mI/Cr:0.65±0.08左側(cè)腦室后腳旁白質(zhì)NAA/Cr:1.61±0.14Cho/Cr:0.96±0.12mI/Cr:0.62±0.0641-60歲組的正常比值（3.0T）前扣帶回灰質(zhì)左側(cè)腦室前腳53判讀較判讀較54腦內(nèi)腫瘤膠質(zhì)瘤的診斷和分級腫瘤邊界的評價鑒別原發(fā)和轉(zhuǎn)移鑒別腫瘤和某些感染性病變膠質(zhì)瘤放療后壞死與復發(fā)的鑒別腦內(nèi)腫瘤膠質(zhì)瘤的診斷和分級55CASE1CASE156膠質(zhì)瘤少突膠質(zhì)細胞瘤Ⅱ級膠質(zhì)瘤少突膠質(zhì)細胞瘤Ⅱ級57CASE2CASE258膠質(zhì)瘤Ⅰ—Ⅱ級星形細胞瘤膠質(zhì)瘤Ⅰ—Ⅱ級星形細胞瘤59CASE3肥胖型間變型星形細胞瘤Ⅲ—Ⅳ級CASE3肥胖型間變型星形細胞瘤Ⅲ—Ⅳ級60CASE4CASE461膠質(zhì)瘤病膠質(zhì)瘤病62CSAE5男55歲AIDS，低熱2周，嘴角左偏CSAE5男55歲AIDS，低熱2周，嘴角左偏63CSAE6CSAE664MRS提示神經(jīng)元損傷，出現(xiàn)明顯的無氧酵解，無明顯膠質(zhì)增生Cho升高提示腫瘤性病變不除外，建議增強MRIMRS提示神經(jīng)元損傷，出現(xiàn)明顯的無氧酵解，無明顯膠質(zhì)增生Ch65CSAE7男48歲，左腎癌術(shù)后1年，左側(cè)肢體無力1周CSAE7男48歲，左腎癌術(shù)后1年，左側(cè)肢體無力1周66磁共振波譜技術(shù)--課件67CASE8女39歲，星形細胞瘤術(shù)后CASE8女39歲，星形細胞瘤術(shù)后68磁共振波譜技術(shù)--課件69CASE9CASE970磁共振波譜技術(shù)--課件71腦膿腫與腦囊性腫瘤的鑒別腦膿腫與腦囊性腫瘤的鑒別72CASE10CASE1073腦膜瘤：Cho升高，NAA及Cr幾乎消失，提示腦外腫瘤腦膜瘤：Cho升高，NAA及Cr幾乎消失，提示腦外腫瘤74CASE11男69歲，癲癇發(fā)作半月，有失語，右手抽搐，右側(cè)肢體無力。肺部發(fā)現(xiàn)一腫塊外院發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)多發(fā)占位半月，增強多呈環(huán)形強化CASE11男69歲，癲癇發(fā)作半月，有失語，右手抽搐，右75磁共振波譜技術(shù)--課件76代謝性腦病代謝性腦病77線粒體腦肌病MELAS發(fā)病機制多由于mtDNA的A3243G點突變，線粒體的結(jié)構(gòu)及功能異常，導致細胞呼吸鏈受損，ATP形成障礙，組織代謝能量不足，出現(xiàn)的無氧酵解，產(chǎn)生乳酸，易出現(xiàn)在需氧量較多的組織。線粒體腦肌病MELAS發(fā)病機制78CASE12CASE1279磁共振波譜技術(shù)--課件80CASE13男12歲發(fā)作性左側(cè)肢體抽搐伴意識障礙2年CASE13男12歲發(fā)作性左側(cè)肢體抽搐伴意識障礙2年81磁共振波譜技術(shù)--課件82CASE14女23歲，發(fā)作性右上肢無力3年CASE14女23歲，發(fā)作性右上肢無力3年83腦脊液檢測腦脊液檢測84CASE15男20歲，反復抽搐4年，左側(cè)偏盲1月CASE15男20歲，反復抽搐4年，左側(cè)偏盲1月85CASE16女9歲，反復抽搐伴肌酶升高20個月CASE16女9歲，反復抽搐伴肌酶升高20個月86肝性腦病肝細胞功能衰竭，或門體循環(huán)分流所致的神經(jīng)精神異常性格改變、行為異常、智能減退、神經(jīng)錯亂撲翼樣震顫、肌張力升高、病理征、共濟失調(diào)繼發(fā)神經(jīng)元功能異常、代謝異常、星形細胞水腫、腦內(nèi)錳異常沉積、腦水腫、神經(jīng)元脫失致腦萎縮肝性腦病肝細胞功能衰竭，或門體循環(huán)分流所致的神經(jīng)精神異常87肝性腦病的臨床診斷認知功能改變腦電圖節(jié)律減慢大腦神經(jīng)生化/神經(jīng)介質(zhì)動態(tài)平衡失常血氨水平異常腦脊液的Glx、氨濃度異常滲透壓的動態(tài)平衡改變肝性腦病的臨床診斷認知功能改變88CASE17男69歲，肝硬化，血氨水平79μmol/LCASE17男69歲，肝硬化，血氨水平79μmol/L89小兒缺血缺氧性腦病7月，喂養(yǎng)后無反應小兒缺血缺氧性腦病7月，喂養(yǎng)后無反應90其他（真菌）其他（真菌）91活檢：培養(yǎng)出毛