脑磁共振波谱成像技术及应用课件

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1、脑磁共振波谱成像MRspectroscopyofthebrain李向荣广西医科大学第一附属医院放射科IntroductionMagneticResonanceSpectroscopy，MRS研究人体能量代谢的病理生理改变，显示组织生化特征研究范围：主要中枢神经系统，体部如前列腺，肝脏，乳腺等不同波谱：1H、31P、13C、19F、23Na1H-MRS应用最广泛MRS对硬件的要求与MRI不同高场强，1.0T以上（通常1.5或3.0T）高均匀度，B0的不均匀性必须小于1.0ppm不需要梯度线圈，但需要一些空间定位的辅助装置不需要成像装置，但需要必要的硬件和

2、软件，显示波谱，计算化学位移频率，测定波峰等MRS基本原理利用原子核化学位移和原子核自旋耦合裂分现象不同化合物的相同原子核，相同的化合物不同原子核之间，由于所处的化学环境不同，其周围磁场强度会有轻微的变化，共振频率会有差别，这种现象称为化学位移（ChemicalShift），不同化合物的相同原子核之间，相同的化合物不同原子核之间，共振频率的差别就是MRS的理论基础MRS如何生成射频脉冲原子核激励驰豫信号呈指数衰减（自由感应衰减）傅立叶变换以振幅与频率的函数曲线显示，即磁共振波谱图横轴代表化学位移（频率差别），单位百万分子一（ppm）纵轴代表信号强度峰高

3、和峰值下面积反映某种化合物的存在和化合物的量，与共振原子核的数目成正比。MRS扫描前的若干问题MRS序列选择1、激励回波法(theStimulatedEchoAcquisitionMethod,STEAM)优点：常使用短TE（35ms）检测代谢物种类多，如脂质、谷氨酰胺和肌醇只有在短TE才能检出缺点：对运动敏感，信噪比低，对匀场和水抑制要求严格，对T2弛豫不敏感MRS序列选择2、点分辨波谱法(thePointResolvedSpectroscopyPRESS)优点：信噪比高，是激励回波法的2倍，可以选择长、短TE（144msor35ms），对T2弛豫敏

4、感，对运动不太敏感缺点：选择长TE，不易检出短T2物质，如脂质对于在体的临床评价，PRESS具有高的信噪比且时效性好，最常用（3.0T）。MRS检查方法选择1、单体素氢质子（Singlevoxel，SV）MRS覆盖范围有限，一次采集只能分析一个区域，适用于局限性病变，后颅窝病变采集时间短，一般3~5分钟谱线定性分析容易单体素—SVSTEAMTE=35msMRS检查方法选择2、多体素氢质子（protonmulti-voxelspectroscopyimaging，PMVSI）MRS可以同时获取病变侧和未被病变累及的区域，评价病灶的范围大。匀场比较困难，由

5、于多个区域同时获得相同的磁场均匀性。对临近颅骨、鼻窦或后颅窝的病灶，由于磁敏感伪影常常一次匀场不能成功采集时间比较长。多体素—MVPRESSTE=144ms不同TE对波谱的影响（PRESS）短TE：检测代谢物种类多，如脂质、谷氨酰胺和肌醇只有在短TE才能检出，便于测量短T2的物质。缺点是基线不够稳定。长TE：检测代谢物种类少，基线稳定，常用于肿瘤性病变。因为TE=144ms时易于显示胆碱和乳酸峰，此时乳酸峰反转于基线下。兴趣区对MRS的影响兴趣区大小直接影响波谱曲线的准确性，过小信号相对较低；过大容易受周围组织的干扰，产生部分容积效应。依据病灶大小决定

6、，SV而言，对弥散病变，体素通常为2cm×2cm×2cm，局灶性病变，体素可减小兴趣区定位注意：避开血管、血液成分、脑脊液、空气、脂肪、坏死区、金属、钙化区和骨骼。上述区域易产生磁敏感伪影，降低分辨率和敏感性，掩盖代谢物的检出兴趣区过小颅骨伪影匀场和水、脂抑制匀场：波谱反映的是局部磁场的瞬间变化，任何导致磁场均匀性发生改变的因素，都可以引起波谱峰增宽或重叠，使MRS信噪比和分辨率降低水、脂抑制：水、脂浓度是代谢物的几十倍，几百倍，甚至几千倍，如不抑制，代谢物将被掩盖匀场和水抑制后:半高全宽（FWHM)，头颅小于10Hz，肝脏小于20Hz；水抑制大于95

7、%MRS临床应用技术—脑点分辨波谱法PRESS选用SV或MV选择成像参数兴趣区的选择定位自动预扫描：匀场、水抑制数据采集后处理和分析序列及扫描参数SV,PRESSTR1500msTE144/35msFOV24cmVoxelsize8cm3NEX8Scantime3min40s自动预扫描后获得的参数：半高全宽小于10Hz水抑制大于95%波谱评价具有诊断质量的波谱应有平直的基线和明确的窄峰。波谱检查不成功或出现非诊断性波谱的原因患者不能配合匀场不成功病灶存在大量的坏死、血液成分、钙化和黑色素手术金属夹产生磁化率伪影甘露醇治疗后会在3.8ppm出现波峰类固醇

8、类药物治疗后影响代谢物的水平MRS的主要代谢物及其意义N-乙酰天门冬氨酸(NAA)位于波谱2.