磁共振波谱在诊断颅内肿瘤中的应用

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1、DepartmentofNeurosurgeryPekingUniversityPeople’sHospital磁共振波谱（MRS）在诊断颅内肿瘤中的应用北京大学人民医院神经外科栾文忠教授DepartmentofNeurosurgeryPekingUniversityPeople’sHospital一基础理论DepartmentofNeurosurgeryPekingUniversityPeople’sHospital磁共振波谱(Magneticresonancespectroscopy，MRS)概念可检测出活体组织代谢物的浓度，为MRI影像提供

2、定量诊断依据可反映组织的代谢信息和状态，来确定组织的性质是目前唯一无创研究人体器官、组织代谢、生化改变及化合物定量分析的方法DepartmentofNeurosurgeryPekingUniversityPeople’sHospital磁共振波谱(Magneticresonancespectroscopy，MRS)历史20世纪40年代，国外最早开始研究波谱学1946年，美国的Purcell和Bloch发现了核磁共振现象5年后，Proctor和Yu提出核子的“化学位移(chemicalshift)”20世纪50年代，国内波谱学研究工作开始20世纪7

3、0年代，提出二维傅立叶变换概念，人体和动物的磁共振研究由此开始20世纪90年代，开始应用于临床DepartmentofNeurosurgeryPekingUniversityPeople’sHospital化学位移(chemicalshift)在同一均匀磁场中，不同化合物的同一原子核由于其所处的化学环境不同，共振频率就会有所差别，这种现象就是化学位移单位:采用磁场强度（检测物与参照物共振频率相比得到的相对值）的百万分之一(ppm)来表示，在MRS谱线上，横座标最右边一点即中心频率位置定义为零，其ppm值向左依次增加化学位移可将含有同种原子核的不同

4、化合物根据其化学位移的程度在频率轴上区别开来DepartmentofNeurosurgeryPekingUniversityPeople’sHospital磁共振波谱(Magneticresonancespectroscopy，MRS)原理每一带电的原子核自旋即可在其周围产生一微弱磁场，置于外加磁场，其自旋轴就会趋于平行或反方向于这个磁场方向施加射频脉冲，处于低能状态的原子核因吸收了能量而跃迁到高能状态；射频脉冲停止，高能态的原子核即弛豫(relaxation)或恢复到低能状态，并以射频脉冲信号的形式释放出吸收的能量弛豫过程中自由感应衰减(fre

5、einductiondecay,FID)的射频脉冲信号被检测后，经傅立叶转换，所形成的频率-信号强度曲线即磁共振波谱DepartmentofNeurosurgeryPekingUniversityPeople’sHospital氢质子磁共振波谱(1H-MRS)目前，可用在医学领域波谱研究的原子核有1H、31P、23Na、13C、19F、7Li等由于氢质子1H较其他原子核在有机物结构中具有高自然丰度和核磁感性，故做波谱分析时多采用1H1H-MRS在脑部疾病诊断中的应用最为广泛如:脑肿瘤、脑梗塞、脑脓肿、脑炎、癫痫、家族性精神分裂症、缺血缺氧性脑病、

6、多发性硬化、肝性脑病、脑部的放射性损伤等DepartmentofNeurosurgeryPekingUniversityPeople’sHospitalMRS的兴趣区(regionofintrest,ROI)先行磁共振检查，在适当的时间里在磁共振上设定波谱磁共振检查的靶区，摈弃周围组织的影响，称为MRS的兴趣区(regionofintrest,ROI)对于肿瘤来说，ROI多选择瘤内实体区、坏死区、瘤周区等及与相应解剖学部位对应的对侧正常区瘤周区定义为T2WI上显示为高信号而在增强T1WI上无强化的肿瘤周围区域，约肿瘤周围的2cm左右的区域目前人体

7、研究1H-MRS的ROI为1-8mlDepartmentofNeurosurgeryPekingUniversityPeople’sHospital相对定量不同化合物可根据其MRS共振峰位置不同加以区别MRS共振峰面积与共振核数目成正比，反映了化合物的浓度测定绝对浓度会受到许多问题的困扰，如检查条件的不同、共振峰的重叠、涡流导致峰宽增宽等普遍采用的是两种代谢物波峰下面积的比值，即相对定量的方法来代表代谢物的相对浓度相对定量的方法有利于自我调整成像仪、定位方法的差异和增益的不稳定性，减少部分容积效应DepartmentofNeurosurgeryP

8、ekingUniversityPeople’sHospital二各种代谢物目前在大多数颅内肿瘤1H-MRS表现为以下多种代谢物的局部脑组