头颅磁共振波谱
磁共振波谱原理及其在颅脑肿瘤的应用
病例1
•39Y/F •反复头痛、头 晕3个月，视力 下降1周
病理诊断：“左侧枕部肿物切除标本”：纤维 型脑膜瘤（WHOⅠ级）
转移瘤
• 来源于脑外，NAA峰缺失 • Cho峰升高，Cr峰下降，Cho/Cr比值升高 • 可出现Lac峰和Lip峰
病例2
•62Y/M •头晕伴双眼视 物模糊1月余
病理诊断：“右侧额叶切除标本”：结合病史 符合转移性恶性黑色素瘤
磁共振波谱（MRS）原理及其在 颅内肿瘤成像中的应用
概述
磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy， MRS），是一种无创性检测活体组织器官能量代谢 、生化改变和特定化合物定量分析的技术，能够从代 谢方面对病变进一步研究。其依据是原子核化学位移 和自旋耦合两种物理现象
位置 2.02ppm
3.05ppm 3.20ppm 0.9-1.3ppm 1.33-1.35ppm 3.8ppm
中枢神经系统MRS代谢物
正常脑组织1H-MRS中的第一大峰，与神经膜的兴奋性有关 仅存在于神经元内，是神经元密度和生存的标志 含量多少反映神经元的功能状况，降低的程度反映了其受损的程度
胶质瘤
Cho峰明显升高，NAA峰明显下降，Cr峰相对稳定 或轻度下降，可出现异常增高的Lac峰
NAA/Cr比值下降：高级别胶质瘤中该比值较低级 别胶质瘤下降程度大，提示高级别胶质瘤破坏神 经元程度大于低级别胶质瘤
Cho/Cr比值上升：提示细胞的快速增殖，与肿瘤 的增生活跃有关
Lip峰出现于大多高级别胶质瘤中
则Cho/Cr比值显示增高 Cho是髓鞘磷脂崩溃的标志，在急性脱髓鞘疾病中，其水平显著升高
胆碱 （Cho）
★脑肿瘤细胞快速分裂导致细胞膜转换和细胞增殖加快
头颅磁共振波谱MRS
脑梗塞
MRS 可用于急性和超急性脑梗死的诊 断,脑梗死病灶发生以下代谢改变:
1、在常规MRI 未见异常改变时,MRS 即 能早期发现Lac 峰。
2、对发病24h、梗死区在T2WI 上呈高 信号者,MRS 出现Lac 峰的范围常大于 T2WI 的病灶范围。
3、脑梗死病灶一旦出现Lac 峰,可持续 数天～数周不等,峰值随时间推移逐渐 下降。
肿瘤 1、胶质瘤 2、转移瘤 3、淋巴瘤
共同点：为NAA下降、Cho 上升、 Cho/ Cr 升高, 可出现Lip 、Lac峰。
不同点：
1、胶质瘤NAA随恶性程度的升高而减低。
2、由于缺乏Cr激酶, 转移瘤中Cr较高级别胶 质瘤减低更明显甚至是消失的，Cho/Cr之 间存在显著差异。
判定异常标准
❖ 颞叶脑组织NAA/ Cr + Cho 值低于0.6 判断为脑组织代谢功能异常。
❖ 双侧颞叶的NAA/ Cr +Cho 差值大于 0.07 时，较低的一侧为异常侧。
波谱成像(MRS)
正常波谱图
左侧NAA峰降低，NAA/Cr+Cho比值：左侧0.54 ， 右侧0.62，提示致痫灶位于左侧。动态脑电图显示 ：左侧颞区频繁棘波放电，与MRS结果相符合。
MRS在脑部疾病中的应用
癫痫 肿瘤 梗塞
癫痫 磁共振波谱能早期发现癫痫灶及其所
致的细胞损害。 采用NAA/Cho＋Cr值为分析指标。
1、敏感性较高
2、颞叶由于受颅底结构及颞骨的影响 ,体素局部的匀场和水抑制程度受到限 制, 很难实现Cr 和Cho 波峰的完全分 离,这时计算它们的合并强度比较合理 可靠。
根据检测体素分类：MRS有两种方法 ：单体素MRS (single voxel MRS)和多 体素MRS(multi voxel MRS)。
颅脑磁共振波谱成像技术及其质量控制分析
颅脑磁共振波谱成像技术及其质量控制分析摘要：目的：虽然我们的生活发生了质的变化，交通的便捷，城市建设的迅速推进，人口老龄化问题，却都是引发国民发生疾病的主要因素，特别是颅脑各类疾病每年发生率持续上升，想要确定病情给予有效的治疗，临床检验工作十分关键，本次针对颅脑病症的临床诊断方面进行了探究。
方法：为了获得真实的研究数据，从科室筛选病理学确定诊断是颅内占位病变患者作为此次观察对象，有31例，获取其资料进行回顾性分析，针对颅脑磁共振波谱成像检查结果、扫描后波普质量方面进行了整体的比较，针对造成检查不合格的因素进行分析，并制定相应的防控质量的对策。
结果：给此次所有的患者进行了颅脑磁共振波谱成像检测，其中配合完成检查项目的患者有27例，颅脑磁共振波谱成像技术定位非常精确。
谱线基线稳定性突出，化合物位置精确。
检查结果显示谱线无规律，不能判定的患者有3例，有显著的噪声显像，形态不佳，不能分辨的患者有1例，有比较性（P＜0.05）。
结论：针对颅脑病症患者，实行颅脑磁共振波谱成像检测在实际操作时，应该做好各项准备工作，根据相关要求规范各项操作行为，尤其颅脑磁共振波谱成像技术有效保证了操作成效，保证显像质量和成效。
关键词：颅脑磁共振波谱成像技术；质量控制；分析引言颅脑磁共振波谱成像技术和其他检测技术有着很大的不同，它为影像生化分析手段，在对各种颅脑疾病进行诊断期间，可以以生化代谢的特性，对疾病进行准确的判断，通常在颅脑疾病、占位性病变患者的临床检查中运用，临床诊断效果非常突出，获取的检查结果有极高的精确率。
然而在实际检测当中，依然存在一些问题和不足，导致检出结果的有效性、准确率受到不同程度的影响，造成生化代谢信息缺乏准精确性，必须有效管控质量及技术操作才能保证数据有效性。
颅脑磁共振波谱成像技术操作期间，质量干扰因素有很多，再加上技术比较复杂，在实际检测期间必须严格控制质量方面，才能获得可靠的结果。
本次针对颅脑磁共振波谱成像技术及其质量控制方面探究，详情见下文。
头核磁波普合格标准
头核磁波普合格标准
头核磁波普检查是一种用于评估脑部健康状况的医学影像学检查。
其合格标准通常包括以下几个方面：
1. 信号强度：核磁波普检查中，脑部不同组织的信号强度会有所不同。
通常情况下，脑脊液、脑实质、脂肪等组织的信号强度会有明显的差异。
合格的核磁波普检查应该能够清晰地显示出这些差异，以便医生进行准确的诊断。
2. 图像清晰度：合格的核磁波普检查图像应该清晰、无伪影或噪声干扰。
医生需要能够清楚地看到脑部的各个部分，以便准确评估脑部健康状况。
3. 分辨率：核磁波普检查的分辨率越高，医生能够观察到的细节就越详细。
因此，合格的核磁波普检查应该具有高分辨率，以便医生能够观察到脑部的细微结构。
4. 扫描速度：核磁波普检查的扫描速度也是一个重要的指标。
扫描速度越快，患者所受的辐射剂量就越低，同时也能减少检查时间。
因此，合格的核磁波普检查应该具有较快的扫描速度。
总之，头核磁波普检查的合格标准需要综合考虑多个方面，包括信号强度、图像清晰度、分辨率和扫描速度等。
只有符合这些标准的核磁波普检查才能为医生的诊断提供准确可靠的信息。
磁共振波谱分析在颅脑疾病中的研究进展
磁共振波谱分析在颅脑疾病中的研究进展摘要】磁共振波谱分析能客观地反映脑内代谢物的变化，进而反映早期病变的病理改变。
作者从影像学角度归纳了脑血管疾病、神经系统变性疾病、多发性硬化等神经系统疾病在磁共振波谱成像上的不同表现，提示磁共振波谱分析能从影像学角度对颅脑疾病进行早期辅助诊断和预后判断。
【关键词】磁共振波谱分析;颅脑疾病磁共振波谱分析(MRS)是测定活体内某一特定组织区域化学成分的唯一的无损伤技术，是磁共振成像和磁共振波谱技术完美结合的产物。
由于代谢异常通常早于结构的变化，MRS可以检测到常规磁共振不能显示的异常，在神经系统疾病的早期诊断中具有巨大的发展前景。
1． MRS分析的原理是组织内的一些化合物和代谢物的含量以及它们的浓度，由于各组织中的原子核质子是以一定的化合物的形式存在，在一定的化学环境下这些化合物或代谢物有一定的化学位移，并在磁共振波谱中的峰值都会有微小变化，它们的峰值和化学浓度的微小变化经磁共振扫描仪采集，使其转化为数值波谱。
与MRI根据信号的位置得到的解剖图像不同，MRS获得的是各个频率的峰图[1]。
这些化学信息代表组织或体液中相应代谢物的浓度，反映组织细胞的代谢状况。
即磁共振波谱是从组织细胞代谢方面来表达其病理改变的。
2 MRS在颅脑疾病诊治中的作用2.1脑梗死(CI)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。
1HMRS出现异常改变比常规MRI早，临床上脑梗死发生4小时以内的病人，常规MRI常难以显示缺血灶，而MRS改变则很明显，1HMRS的改变不受模糊效应的影响（3W左右）。
对脑梗死的1HMRS出现Lacd的增高是脑梗死早期的一个敏感指标，2-3小时即可出现。
由于在脑梗死的超急性期，CT和MRI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MRI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。
头颅磁共振波谱成像（MRS）基础与临床
头颅磁共振波谱成像（MRS）基础与临床磁共振波谱（magnetic resonance spectrum,MRS）是最典型的分子成像技术之一，能够观察活体组织代谢和生化变化。
波谱成像的基础—化学位移现象在相同的磁场环境下，处于不同化学环境中的同一种原子核，由于受到原子核周围不同电子云的磁屏蔽作用，而具有不同的共振频率。
波谱分析就是利用化学位移研究分子结构。
常用的原子核有：1H MRS主要检测胆碱、肌酸、脂肪、氨基酸、乳酸等代谢物质；31P MRS主要用于能量代谢研究。
原子核的共振动频率与外加磁场强度有很规律的关系，化学位移如果以外加磁场运行频率的百万分之比数（PPM）值来表示，同一原子核在不同的外加磁场下其化学位移PPM值相同，不同的化合物可以根据其在频谱线频率轴上的共振峰的不同加以区别。
氢质子波谱注：上图纵轴代表物质的含量，横轴代表物质共振时的位置，单位为ppm(百万分之几）常见代谢产物的意义及共振峰位置1、NAA: N-乙酰天门冬氨酸，神经元活动的标志，仅存在神经元内，如其他出现异常，其峰值往往下降。
第一大主峰位于：2.02ppm2、Creatine:Cr肌酸，肌酸和磷酸肌酸的总和，脑组织能量代谢的提示物，峰度相对稳定，常作为波谱分析时的参照物。
第二大主峰位于：3.05ppm3、Choline:Cho胆碱，细胞磷脂代谢成分之一，细胞膜合成的标志，肿瘤细胞中其细胞代谢活跃，其峰值往往升高。
位于：3.20ppm4、Lipid:Lip脂质，细胞坏死提示物。
位于：0.9-1.3ppm5、Lactate:Lac乳酸，两个共振峰组成，TE=144时，双峰向上，TE=288时，双峰向下，正常细胞有氧代谢，检测不到。
缺氧时可出现，是无氧代谢的标志。
位于：1.33-1.35ppm6、Glutamate: Glx谷氨酰氨，脑组织缺血缺氧及肝性脑病时增加位于：2.1-2.4ppm7、MI:肌醇代表细胞膜稳定性判断肿瘤级别位于：3.8ppm谱线注：峰的位置决定了代谢产物，峰下面积代表相对含量MRS在颅脑疾病中的应用注：正常脑发育波谱一、癫痫磁共振波谱能早期发现癫痫病灶及其导致的细胞损害。
磁共振波普成像脑部应用
磁共振波普成像脑部应用【摘要】目的：探讨磁共振波普成像脑部临床应用。
方法：本文以常见的阿尔茨海默病为例，进行研究探讨磁共振波普成像的脑部应用。
【关键词】磁共振成像；阿尔茨海默病；脑部应用引言磁共振波普成像（MRS）是目前检查活体内部特定组织区域化学成分的唯一一种无损伤的技术，是在磁共振成像的基础上又一新型的功能分析诊断方法，它的应用原理是通过在静磁场中位于不同分子结构中的氢质子所在的共振频率差异来辨别和检测不同的化合物。
应用这一技术可以有效的检测出患者脑部的生理或者病例变化的多种代谢化合物，包括能够传到兴奋的神经递质谷氨酸及其前体谷氨酰胺复合物、神经胶质细胞增生标志物肌醇以及胆碱、乳酸等。
阿尔茨海默病（AD）是老年性痴呆最为常见的病因，目前关于阿尔茨海默病及容易转化为阿尔茨海默病的遗忘型轻度认知损害（aMCI）的研究是神经认知科学关注的焦点与热点问题［1—2］。
阿尔茨海默症在神经影像学上主要表现在MRI的晚期形态学改变，晚期会出现广泛性脑萎缩，其中以颞叶内侧以及海马萎缩最为显著。
而在体 1 H⁃MRS 技术作为一种无创的功能性神经影像学检查方法，可以显示脑内神经生化代谢改变，有助于发现常规形态学成像所不能显示的病理变化，对阿尔茨海默病的早期诊断及鉴别诊断、预测进展及转归、评价治疗效果等具有广阔的临床应用价值[3]。
而颅脑肿瘤是指存在于颅腔内的神经系统性肿瘤，其中最为常见的是胶质瘤、脑膜瘤和转移瘤；磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是评价颅脑肿瘤的首选检查方式，可为肿瘤定位、定性提供有效信息，但当临床表现不支持或影像表现不典型时，常规MRI序列在信息获取上有一定缺陷，不利于临床诊断顺利进行[4]。
随着MRI技术发展，多模态MRI成像技术应用不断推广，且不同技术有各自的独特优势，能为肿瘤诊断提供更丰富的影像信息，其作为常规MRI的有力补充，在颅脑肿瘤诊疗中应用越来越受重视[5，6]。
颅脑正常MRI表现阅片
中脑上部层面
中脑前方为一对大脑脚，脚间池分开左右大脑脚；视束在视交叉后与大脑脚前散开； 导水管穿过中脑；背侧是中脑顶盖（四叠体板），四叠体板从背侧看为两排突起， 上面一对为上丘，下面一对为下丘；中脑前方为脚间池，两侧为环池，后方为四叠 体池。
1－额叶,2－颞叶,3－大脑脚 , 4－下丘,5－枕叶 , 6－外侧裂,7－视交叉 ,8－视 束,9－环池 ,10－四叠体池
侧脑室中部层面
此层面见侧脑室的额角、三角部；基底节的组成与CT相应层面相似，但 结构显示更清晰；外侧裂前是额叶，包括额上回、额中回、额下回，外 侧裂后是颞叶，包括颞上回、颞中回、颞下回，再后是枕叶，前纵裂两 侧是额上回和扣带回，后纵裂两侧是枕叶。 1－额叶, 2－尾状核头部,3－内囊前肢, 4－内囊膝部,5－豆状核, 6－内囊后肢,7－外 囊 , 8－岛叶,9－脑, 10－颞叶,11－枕叶 , 12－前纵裂,13－侧脑室额角 ,14－透明 隔,15－外侧裂 , 16－三脑室,17侧脑室三角部,18－大脑内静脉
颅脑正常MRI表现阅片
颅脑的应用解剖
（一）颅骨：颅顶骨和颅底骨 （二）脑：大脑、间脑、小脑、中脑、脑桥、 和延髓 （三）脑的被膜：硬脑膜、蛛网膜、软脑膜 （四）脑室系统：侧脑室、第三脑室、第四脑 室 （五）脑的血管：脑动脉系统、脑静脉
延髓层面
脑干从下到上分别是延髓、桥脑和中脑，通过小脑下脚（绳状体）、 小脑中脚（桥臂）、和小脑上脚（结合臂）与小脑相连。延髓的前 部为椎体束和橄榄核，前方是椎动脉。 1－延髓,2－小脑半球,3－枕大池 ,4－鼻甲,5－鼻中隔,6－上颌 窦,7－鼻咽顶后壁,8－枕骨髁突,9－斜坡,10－乳突,11－椎动脉
侧脑室上部层面
半球的外侧面从前到后是额叶、中央前回、中央后回、缘上回与顶下小叶 的角回，内侧从前到后是额上回、扣带回、胼胝体、扣带回峡、顶叶的楔 前回、顶枕裂、枕叶的楔回；尾状核体部和尾部紧贴侧 4－胼胝体膝部,5－尾状核体部, 6－侧脑室体部,7 －胼胝体压部
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MRS在脑部疾病中的应用
癫痫 肿瘤 梗塞
癫痫 磁共振波谱能早期发现癫痫灶及其所
致的细胞损害。 采用NAA/Cho＋Cr值为分析指标。
1、敏感性较高
2、颞叶由于受颅底结构及颞骨的影响 ,体素局部的匀场和水抑制程度受到限 制, 很难实现Cr 和Cho 波峰的完全分 离,这时计算它们的合并强度比较合理 可靠。
Cr 峰值位于3.02ppm 处, 另一峰位于 3.94ppm处, 它代表了肌酸(Creatine) 及磷酸肌酸( Phosphocreatine)的总含 量, Cr 是高能磷酸化合物的储备以及 ATP和ADP 的缓冲剂, Cr 的下降常常提 示神经胶质细胞的能量不足, 也表示神 经元的能量供应不足。Cr可以作为细 胞完整性的可靠标志。
6. 病人移动的影响如果在检查过程中病人 的轻微移动,极易造成波谱的不真实性
脑波谱中几种主要的代谢产物有N - 乙 酰天门氡氨酸(NAA) , 胆碱(Cho) ,肌酸 (Cr), 肌醇(MI), 乳酸(Lac),脂质峰(Lip), 丙氨酸(Ala) , 琥珀酸(Suc), 乙酸(Ace), 甘氨酸(Gly), 谷氨酸(Glx)及氨基酸 (AA)
影响因素
1. 匀场 2. 抑水 3. 体素位置和大小
脂肪、脑脊液、骨组织、大血管及颅内含 气的窦道影响很大, 因此体素设置应该尽量 避免这些组织 外部加用饱和带也可以抑制感兴趣区以外 组织的污染
4均匀性造成很大的影 响, 从而造成假象谱线。
肿瘤 1、胶质瘤 2、转移瘤 3、淋巴瘤
共同点：为NAA下降、Cho 上升、 Cho/ Cr 升高, 可出现Lip 、Lac峰。
不同点：
1、胶质瘤NAA随恶性程度的升高而减低。
2、由于缺乏Cr激酶, 转移瘤中Cr较高级别胶 质瘤减低更明显甚至是消失的，Cho/Cr之 间存在显著差异。
3、淋巴瘤Cho 值可以高于正常脑组织3 倍 并伴随明显高耸的Lip峰( 被认为是其标志) 。L ip 升高可能与淋巴瘤富含脂质有关。
利用核磁共振基本成像原理及其化学 位移和自旋耦合现象测定人体能量代 谢和体内化学物的一种检测技术。 MRS所获得的是定量的化学信息，用 数值和图谱的形式来表示。
原子核的共振频率与外加磁场强度有 很规律的关系。
化学位移如果以外加磁场运行频率的 百万分之比数(ppm)来表示，同一原 子核在不同的外加磁场下其化学位移 ppm值相同，不同的化合物可以根据 其在频谱线频率轴上的共振峰的不同 加以区别。
脑卒中
NAA降低，Lac明显升高(倒置)
医学影像新技术介绍(一)
头颅磁共振波谱
磁共振波谱(magnetic resonance spectrum ，MRS)是最典型的分子成像技术——在分 子水平上直接反映代谢变化并用波谱和影 像表达出来。
MRS为研究组织代谢和功能的无创性方法 ，常用的原子核有：1H MRS主要检测胆碱 、肌酸、脂肪、氨基酸、酮体及乳酸等代 谢物质； 31P MRS，主要用于能量代谢的研 究。
2、对发病24h、梗死区在T2WI 上呈高 信号者,MRS 出现Lac 峰的范围常大于 T2WI 的病灶范围。
3、脑梗死病灶一旦出现Lac 峰,可持续 数天～数周不等,峰值随时间推移逐渐 下降。
4、通常在Lac 峰出现后,脑梗死病灶才 有NAA 峰下降;
5、Cr 和Cho 峰的改变不如Lac 和NAA 那样恒定，急性期胆碱复合物升高,升 高的区域多见于白质区梗死的病灶,反 映了细胞磷酯膜结构和髓鞘的崩解。
根据检测体素分类：MRS有两种方法 ：单体素MRS (single voxel MRS)和多 体素MRS(multi voxel MRS)。
单体素质子谱可以选择性采集一个感 兴趣区体素的谱线，而多体素质子谱 可以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。
Lac乳酸峰出现在1.33ppm 处, 乳酸在 短TE 时为正立双峰, 在长TE 时为倒置 双峰, 在长TE 时观测最为清晰。乳酸 峰在正常人脑波谱中一般测不到, 在氧 供的下降、糖酵解的加速、线粒体功 能紊乱、炎症、发酵等许多状态下会 引起乳酸峰的升高
Lip 出现在1.3 和0.9ppm 处, 在短TE 时 更易于观测。Lip 的出现是细胞膜结构 的破坏导致的脂肪游离。大部分学者 认为Lip 的出现与组织的恶性程度有关 并与肿瘤的预后有相关性。
脑肿瘤MRI波谱分析：病灶区Ｃho升高， 1.33ppm出现倒置双峰乳酸峰
胼胝体胶质瘤氢质子波谱，1.3ppm处 出现Ｌip峰，为肿瘤坏死所致
脑膜瘤的氢质子波谱(NAA降低，Cho升高)
脑梗塞
MRS 可用于急性和超急性脑梗死的诊 断,脑梗死病灶发生以下代谢改变:
1、在常规MRI 未见异常改变时,MRS 即 能早期发现Lac 峰。
Cho Cr
NAA
Lac Lip
NAA是神经元的标志物，通常位于 2.02ppm 处，它的含量多少反应神经 元数目和功能状况；
Cho来源于磷酸胆碱、磷脂酰胆碱信号 ，单一峰常出现在3.21PPM处,Cho代 表髓鞘的降解产物的浓度，与维持髓 鞘化的完整性有关，在星型胶质细胞 和少枝胶质细胞中明显高于其它细胞 。
判定异常标准
❖ 颞叶脑组织NAA/ Cr + Cho 值低于0.6 判断为脑组织代谢功能异常。
❖ 双侧颞叶的NAA/ Cr +Cho 差值大于 0.07 时，较低的一侧为异常侧。
波谱成像(MRS)
正常波谱图
左侧NAA峰降低，NAA/Cr+Cho比值：左侧0.54 ， 右侧0.62，提示致痫灶位于左侧。动态脑电图显示 ：左侧颞区频繁棘波放电，与MRS结果相符合。