MRS在神经外科的应用

➢ Cho峰在几乎所有的原发和继发性脑肿瘤中都升 高；
➢ 恶性程度高的肿瘤中，Cho/Cr比值显示增高。
1H MRS测定的代谢物及其临床含义
乳酸（Lac）
➢ 位于1.32ppm，由两个共振峰组成，称为 双重线；
➢ 正常情况下，细胞代谢以有氧代谢为主， 检测不到Lac峰，或只检测到微量；
➢ 此峰出现说明细胞内有氧呼吸被抑制，糖 酵解过程加强；
➢ 此峰多见于坏死脑肿瘤中，其出现提示坏死 的存在；
1H MRS测定的代谢物及其临床含义
肌醇（mI）
➢ 位于3.56 ppm ➢ 此代谢物被认为是激素敏感性神经受体的
代谢物，可能是葡萄糖醛酸的前体； ➢ mI含量的升高与病灶内（尤其是慢性病灶
内）的胶质增生有关； ➢ 有研究认为，在低高级星形细胞瘤中，此
MRS 的物理基础
对于具有相同原子序数的原子核，即同种 元素的同位素，如氢原子核的三种同位素 （氕，氘和氚），即使它们是在理想均匀 的磁场中，进行精确地测量，其共振频率 也不完全相同，而是在一个较窄的频率范 围内。
这种差异是由于原子核处于不同的化合物 中，受到原子核周围的电子影响所致。
MRS 的物理基础
➢ 正常脑组织1H MRS中的第一大峰，位 于2.02-2.05ppm；
➢ 与蛋白质和脂肪合成，维持细胞内阳离 子浓度以及钾、钠、钙等阳离子通过细 胞和维持神经膜的兴奋性有关；
➢ 仅存在于神经元内，而不会出现于胶质 细胞，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大小。
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
Moller2Hartmann 等 对176 例颅内占位 患者进行了分析,进一步证实了上述特点, 而且发现在髓母细胞瘤中,Cho 峰值最 高,Cr 显著降低,几乎消失。而转移瘤的 脂质峰值最高,以此与原发瘤鉴别。
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
2、评估肿瘤进展：Cho和Lac是最重要评估因 素，Cho大于140%提示肿瘤高度进展的可能， 同时出现脂质波提示预后不好。也可以用连续 波谱复查评估胶质瘤的进展情况，在连续复查 时，Cho 波增加45％说明肿瘤进展，肿瘤不 进展时，Cho降低、不变或增加小于35％。
磁共振波谱分析在癫痫患者中的
临床应用
3、MRS不但敏感性较高，而且对双侧病变的 检出率优于MRI。双侧NAA/Cr的不对称程度和 EEG的不对称程度是一致的，在NAA/Cr下降 多的一侧，EEG的异常越重。意味着组织损伤 的波谱异常的地方往往是EEG上首先异常放电 的地方。 NAA/Cr下降幅度和神经元的丢失成 正比。但波谱改变的病灶不一定在MRI上能发 现形态学异常，因为这时可能处于病变早期。 随着病变的发展MRI上出现形态学改变，MRS 的异常越加明显。
对于MRS而言，只要存在神经元缺失的病理改变，导致 了代谢产物异常，MRS就能很敏感地探测到海马硬化的 发生。因此同MRI及其它检查方法相比，MRS具有更高 的敏感性，而且与手术病理有良好地符合，是探测局 部神经元病变的最好工具。
磁共振波谱分析在癫痫患者中的
临床应用
1、在颞叶癫痫患者中，NAA/Cr值病灶 侧低于健侧和正常人，Cho/Cr值病灶侧 高于健侧和正常人。由于颞叶内侧受颞 骨岩部及周围脑脊液的影响，质子密度 不均匀，得到的谱线分离性差，Cr和 Cho峰有重叠。有人认为将NAA/ （Cr+Cho）作为参数来研究，可以消除 Cho与Cr峰部分融合导致的峰下面积测 量不准确的影响。
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
7、可能提示肿瘤组织类型 淋巴瘤与胶质母细胞瘤鉴别困难时，肿瘤实质
部分出现明显的脂质波，提示淋巴瘤的可能 鞍内和鞍上病变内脂质波增高提示颅咽管瘤 原始神经外胚层肿瘤（PNET）Cho/Cr和
Cho/NAA明显增高，高于星形细胞瘤和室管 膜瘤，在儿童后颅凹肿瘤的鉴别诊断中很有用。 Cho和Cr波增高提示肥大型星形细胞瘤。
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
1H-MRS 能够鉴别颅内肿瘤与脑梗死,原发肿 瘤和转移瘤,并能对肿瘤的恶性程度进行评估, 特别是能鉴别恶性肿瘤放疗后所产生的新病灶 为肿瘤复发还是放射性脑病 等。
1.肿瘤区别于其他非肿瘤疾病如梗死或脓肿的 重要特点是:肿瘤1H-MRS 表现为Cr 、NAA 峰 值降低, Cho 峰值增高;而梗死或脓肿则三者均 降低,并且发现随胶质瘤恶性程度的增加,Cho 峰值也逐渐升高, 且脂质峰值逐渐升高。
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
脑肿瘤
➢ 胶质瘤表现为NAA峰下降、Cho峰升高，Cr 峰稍有变化。
➢ Cho峰的升高与肿瘤的恶性相关；Cr峰随肿 瘤恶性程度的升高有降低趋势；Lip峰出现 于大多数高级别的肿瘤中，特别是肿瘤坏死 区或邻近坏死区；Lac峰多见于多形胶质母 细胞瘤中，低级星形细胞瘤中出现此峰则预 示肿瘤进一步恶变的可能；
1H MRS测定的代谢物及其临床含义
肌酸（Cr）
➢ 正常脑组织1H MRS中的第二大峰，位于 3.03ppm附近，有时在3.94ppm 处可见其 附加峰（PCr）；
➢ 此峰由肌酸、磷酸肌酸、-氨基丁酸、赖 氨酸和谷胱甘肽共同组成；
➢ 此代谢物是脑细胞能态下增加， 而在高代谢状态下减低；
6；肿瘤复发区别于放疗后脑病的特征是 Cho 峰值的升高,后者因为损伤导致的变 性坏死导致Cho 峰值降低,NAA 降低甚至 缺如。
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
Tedeschi 等 对胶质瘤的患者进行了为期 3. 5 年的随访研究,发现Cho 信号强度与 病情的进展情况呈正相关,病情稳定者 Cho 变化不明显,说明Cho峰值高低与病 情相关。
磁共振波谱分析在癫痫患者中的 临床应用
2、MRS对颞叶外特别是起源额叶癫痫具 有重要价值，研究表明与正常对照组相 比较，很多癫痫病人的一侧或双侧额叶 出现NAA/Cr或NAA/Cho比值的降低，癫 痫灶往往定位与大脑半球NAA降低最明 显的地方，而其中有很多是MRI没有发 现异常的。并且MRS发现代谢产物异常 的范围要比脑电图的定位更广泛。
➢ 峰值一般较稳定，常作为其它代谢物信号 强度的参照物。
1H MRS测定的代谢物及其临床含义
胆碱（Cho）
➢ 位于3. 2 ppm附近； ➢ 由磷酸胆碱、磷酸甘油胆碱、磷脂酰胆碱组成，
反映脑内的总胆碱量；
➢ 细胞膜磷脂代谢的成分之一，参与细胞膜的合成 和蜕变，从而反映细胞膜的更新；
➢ Cho峰是评价脑肿瘤的重要共振峰之一，肿瘤快 速的细胞分裂导致细胞膜转换和细胞增殖加快， 从而使Cho峰增高；
➢ 脑肿瘤中，Lac出现提示恶性程度较高， 常见于多形胶质母细胞瘤中；
➢ Lac也可以积聚于无代谢的囊肿和坏死区 内；
1H MRS测定的代谢物及其临床含义
脂质（Lip）
➢ 位于1.3、0.9、1.5和6.0 ppm处，分布代表 甲基、亚甲基、等位基和不饱和脂肪酸的乙 烯基；
➢ 共振频率与Lac相似，可以遮蔽Lac峰；
磁共振波谱分析在癫痫患者中的
临床应用
4 MRS癫痫的发作，病程，严重程度的评估 难治性癫痫患者术前NAA的下降和术后的病理 学上海马的硬化程度有关，可以认为MRS测得 的代谢物的数量能用来评估难治性癫痫患者神 经元丢失及功能下降的严重程度。对监视病情 变化和评估海马的组织病理学改变有一定的作 用。另外，MRS测得的代谢物的数量和癫痫的 发作频率有密切关系。如随着NAA的下降， EEG上癫痫的发作频率增加。
磁共振波谱分析在癫痫患者中的 临床应用
研究认为正常人NAA/（Cr+Cho）值的95%参 考值范围是0.74±2×0.07（M±2SD），最低 值是0.6，双侧NAA/（Cr+Cho）相差不超过 0.07。而在颞叶癫痫患者，病灶侧及健侧NAA/ （Cr+Cho）的值均低于正常人。当颞叶脑组 织NAA/（Cr+Cho）低于0.6时，可以判断脑组 织代谢功能异常。当双侧颞叶脑组织NAA/ （Cr+Cho）差值大于0.07时，较低的一侧为 病灶侧。
化学位移的表示方法
化学位移（chemical shift）用于表示 化合物中各组成成分的原子核共振的 波峰位置。
实际应用中，此频率数值并非用其绝 对值（Hz，赫兹）表示，而是用一个 相对值ppm表示。
磁共振波谱图
对于指定的MRI/MRS一体化扫描机器， 其磁场强度是一定的。
利用频率连续的RF脉冲激励选定区域 的组织，处于不同化学环境的同类原 子核会以不同的频率发生共振。
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
脑梗死
➢ 1H波谱可见NAA下降，Lac增加，Cho和Cr 下降；
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
感染性病变
➢ NAA、Cho、Cr明显下降； ➢ Lac、Lip增加，有时见aa增加；
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
癫痫 ➢ ＮＡＡ浓度与额叶、颞叶癫痫发作频率呈负相关；
峰随着肿瘤恶性程度的增加而增高；
1H MRS测定的代谢物及其临床含义
丙氨酸（Ala）
➢ 位于1.3-1.44 ppm，常被Lac和Lip峰所遮盖， 其功能尚不肯定；
谷氨酸（Glu）和谷氨酰胺（Gln）
➢ 位于2.1-2.5 ppm； ➢ Glu是一种兴奋性神经递质，在线粒体代谢
中具有重要功能； ➢ Gln参与神经递质的灭活和调节活动；
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
3、评估肿瘤范围：颅内肿瘤的范围常常 超出磁共振强化的范围，用强化评估肿 瘤范围显然不准确。应该用波谱和灌注 反映肿瘤范围。
4、提示穿刺部位：Cho增高最明显的部 位肿瘤最活跃，是穿刺的最佳部位。
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
5、脑外肿瘤,如脑膜瘤或者神经鞘瘤则 表现为NAA 明显减低甚至消失,因为脑组 织外不存在神经元细胞。
磁共振波谱 （MRS）在神经 外科中的应用