一、概述
MRS是目前临床中唯一无创性研究人体器官、组织代谢、生化改变和化合物定量分析的方法。自年Koeze应用磷磁共振波谱以来，MRS得到了广泛的应用和发展，有助于研究脑组织生理和疾病时的生化改变，进行肿瘤成分的分析。同时根据肿瘤的质子波谱与正常脑组织以及水肿区波谱的不同，进行量化分析，它对于观察肿瘤的生物学特性，确定肿瘤性质、范围、检测肿瘤的发展变化、对治疗的反应、复发等有重要作用。
磁共振波谱（MRspectroscopy，MRS）是目前唯一能无创伤地探测活体组织化学特性的方法。在许多疾病中，代谢改变先于病理形态改变，而MRS对这种代谢改变的潜在敏感性很高，故能提供信息以早期检测病变。磁共振波谱mRS）研究人体细胞代谢的病理生理改变，而常规MRI则是研究人体器官组织大体形态的病理生理改变，但二者的物理学基础都是核共振现象。
二、原理与方法
MRS是一种利用磁共振现象和化学位移作用，进行一系列特定原子核及其化合物分析的方法。将人体置入外加主磁场中，核沿主磁场方向做陀螺样进动，核所受的磁场主要有主磁场决定。但是，也与核的磁旋比γ、核外电子云及临近质子的电子云有关。电子云的作用会屏蔽主磁场的作用，使的核所受的磁场强度小于外加主磁场。这种由于电子云的作用产生的磁场差异被称为化学位移。当施加90????射频脉冲（radiofrenquencypulse，RFP）后，使它们从Z轴自旋到X轴上，停止Rf后，自旋核便以进动方式回到它们原来的Z轴位置，称为驰豫（relaxation）。接收线圈在驰豫时间内能接收到一种随时间变化而呈指数衰减的信号——自由感应衰减信号（freeindicationdecay，FID）。经过傅立叶转换产生了按频率分布的函数值，即磁共振波谱。对于给定的外磁场，不同核所处的化学环境不一样，从而产生Lamour进动频率的微小差别，导致磁共振波谱的差别。能代表其特性的参数有磁共振频率、峰值、半高宽度。半高宽度受横向驰豫时间T2、外磁场的均匀度及样品内在因素的影响，并反映其变化。同时可测曲线下面积，因共振峰面积与共振核数目成正比，反映化合物浓度，因此可用来定量分析。
磁共振信号的共振频率由两个因素决定①旋磁比r，即原子的内在特性②核所处位置的磁场强度。核所受的磁场主要由外在主磁场（B。）来诀定，但是核所受的磁场强度也与核外电子云及邻近原子的原子云有关。电子云的作用会屏蔽主磁场的作用，使着核所受的磁场强度小于外加主磁场。这种由于电子云的作用所产生的磁场差别被称为化学位移。因此，对于给定的外磁场，不同核所处的化学环境不一样，从而产生共振频率的微小差别，导致磁共振谱峰的差别，从而识别不同代谢产物及其浓度。
MRS可检测许多重要化合物的浓度，根据这些代谢物含量的多少可以分析组织代谢的改变，1H-MRS可测定12种脑代谢产物和神经递质的共振峰，N-乙酸门冬氨酸(NAA)、肌酸（Cr）磷酸肌酸（PCr）胆碱（cho）肌醇（MI）谷氨酸胺Gln）谷氨酸盐（Glu)乳酸（Lac）等。生物中，许多生物分子都有31P，这些化合物参与细胞的能量代谢和与生物膜有关的磷脂代谢，31P－MRS被广泛用在对脑组织能量代谢及酸碱平衡的分析上，可以检测磷酸肌酸(PCr人无机磷酸盐(PI）α-ATP、β-ATP、γ—ATP的含量和细胞内的PH值。
目前MRS不仅能对1H、31P等原子核，还能对13C、19F、23Na、39K等许多微量化合物进行波谱测定，其敏感度与被检测原子核的自旋量子数、自然丰度、相对灵敏度、磁场强度及磁场均匀性等多种因素有关。氢原子核因只含有一个质子，其波谱也称质子磁共振波谱。且氢原子核占人体原子核数量的2/3左右，自然丰度及相对灵敏度高，其相对灵敏度是31P的16倍，是人体磁共振信号的主要来源，故质子磁共振波谱容易成功。临床上质子磁共振波谱通常用的定位方法包括深度分辨表面波谱（Depthresolvedcoilspectroscopy,DRESS）技术、点分辨表面波普(point-resolvedsurfacecoilspectroscopy)技术、活体内图像选择波谱（image-selectedinvivospectroscopy）、激励回波采样(stimulated-echomethod,STEAM)模式。其中，STEAM的3个90????射频脉冲用于三个垂直的定位剃度，由于多回波被分割，不易应用于定量，同时由于多回波也是一种回波方法，所以不适合于观察T2值短的核，如31P，但质子的T2值要比31P的T2值长的多，因此STEAM主要应用于定位质子MR波谱，与STEAM不同的是，PRESS能得到完整的信号，但是PRESS的困难是，????脉冲必须同时具有层选和重聚两个功能，尽管存在这个困难，PRESS已成功的应用于人体定位质子MRS.
1H-MRS的神经生化基础 人脑中神经化合物有上百种,1H-MRS能够测得的有以下较为常见几种,其中长的回波时间(TE)和短的回波时间时所测得的成分不同。 1.N-乙酰天门冬氨酸(NAA):
NAA是一种神经系统重要标记物,在成熟脑组织仅存在于神经元和轴索中,在神经元损伤时会明显下降,波峰位于2.0ppm处,正常人其峰值最高,峰值下降可见于多种累及神经元或轴索的神经系统疾病中,如脑梗死、脑肿瘤、癫痫、多发性硬化和神经系统变性病。NAA特异性升高见于Canavan’s病,为一种遗传性脑白质营养不良,因缺乏NAA水解酶所致。 2.胆碱化合物峰(Cho):
Cho反映脑内总胆碱含量,包括磷酸胆碱、磷脂酰胆碱和磷酸甘油胆碱,波峰位于3.2ppm位移处,其峰值的高低是由膜磷脂中的胆碱浓度决定的,通常与细胞膜的合成和分解代谢有关。它的变化反映神经细胞的损伤程度,在脱髓鞘疾病和脑肿瘤中Cho峰值升高,而在髓鞘减少的患者中却发现Cho减低。 3.肌酸(Cr)峰值:
Cr反映肌酸和磷酸肌酸的总和,位于3.0ppm位移处,能够直接反映能量代谢情况。因为Cr值一般不会随病理变化而变化,所以临床上通常用它作为参考值,对代谢信号强度进行标准化,即通常计算NAA/Cr、Cho/Cr等。但是高度恶性肿瘤时,由于能量代谢不能正常进行,则不能作为参照值。
4.正常情况下,质谱分析并不能发现乳酸峰(Lac),因浓度低,无法检测。
病理情况下,如能量代谢改变时(脑梗死、部分脑肿瘤、脑脓肿和线粒体脑病等),因为有氧代谢不能正常进行则可以在1.32ppm处出现异常的乳酸峰。 5.肌醇(mI):
mI被认为仅存在于神经胶质细胞中,故将它作为胶质的标志物。在脱髓鞘疾病和老年痴呆病中,mI可以增高。 6.自由脂(Lip):
Lip峰值位于0.9～1.3ppm,正常脑组织中探测不到,因为它与细胞膜和髓鞘中的大分子结合所致,严重病理情况下,大分子崩解,导致Lip释放,MRS上即可显示Lip峰。
7.丙氨酸（Ala）：
8.谷氨酸（Glu）和谷氨酰胺(Gln）：
峰值超过NAA升高的1/3,可以认为升高，多见于脑膜瘤，有助于鉴别颅内脑外和表浅部位的脑内肿瘤。
三、小结
1.认识谱线
正常人的1H-MRS通常出现三个波峰,其峰值的高低顺序为NAA、Cr、Cho(有时Cho高于Cr)。有时可能出现mI峰,但峰值较低。
2、氢质子波谱图
3.波谱变化的意义
4.临床应用
(1).磁共振波谱成像的临床意义
注：NAA，N-乙酰天门冬氨酸；Cho,胆碱；Lac，乳酸；Cr，肌酸；Glx，谷氨酰胺和谷氨酸复合物；ml肌醇；Lip,脂质；Ala，丙氨酸；Taurine，牛磺酸；Citrate，柠檬酸；Gly，甘氨酸；2HG，2-羟戊二酸.
（2）颅内肿瘤与非肿瘤的MRS病理学特征的比较
注：Ama,氨基酸；“+”增高，“-”下降,具体说明请参阅文献。
（3）良恶性胶质瘤MRS代谢产物的比较：
良恶性胶质瘤MRS代谢产物比较表
项目
恶性胶质瘤
良性胶质瘤
Cho/NAA
6.18±1.97
2.38±1.90
Cho/Cr
4.65±2.21
2.25±1.21
NAA/Cr
0.51±0.15
1.28±1.35
参考文献：MultiparametricimagingAnalysisMagneticresonancespectroscop.MagnResonImagingClinNAm，-.
文献参考：
1.丁香园论坛
2.华夏影像诊断中心，李万军整理;;
3.MultiparametricimagingAnalysisMagneticresonancespectroscop.MagnResonImagingClinNAm，-.
4.神经病日志，春花秋实；
5.南京医院神经内科，韦存胜
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇转载请注明：http://www.dbhdw.com/byjs/11670.html
