学习笔记280—磁共振波谱成像技术

磁共振波谱（Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS）利用磁共振化学位移现象来测定组成物质的分子成分的一种检测方法，是目前唯一能检测活体组织代谢产物的无创方法。通常采用氢质子（1H）所处的分子结构不同，导致进动频率存在差异，因此他们在MRS谱线中共振峰也有所不同，进而判断化合物性质与含量。

MRS所需信号的激发、空间定位、探测采集等技术均与MRI类似，但其最终的表现形式不同。MRS是将时间域函数转换为频率域函数。

波谱特点：①得到代谢物的信息，而非解剖图像；②对磁场强度和均匀度有更高的要求；③MRS信号较弱，需要多次采集才能得到足够的SNR；④得到代谢物的含量通常是相对的，一般以两种或几种代谢物含量比来反映组织的代谢变化；⑤MRS最好在注射对比剂前测量，对比剂可能改变MRS谱线图像的形状。

（图示为磁共振波谱图像）

谱线特征：横坐标：化学位移，即频率，也就是每种化合物独特的标志；纵坐标：化合物信号强度；峰下积分面积：与化合物饱和的原子核数量及浓度呈正比；半高宽：是谱带高度最大处高度为一半时谱带的全宽，频线分辨率，能衡量磁场均匀度。

TE时间对谱线的影响：短TE时，可以看到短T2代谢物，如ml，Glx，同时整体信号强度高，谱线上显示的代谢产物峰多于长TE（显示内容丰富）；长TE会使基线平稳，有利于观察乳酸峰，无法显示短T2代谢物的信息。

定位分类：单体素、多体素。

①单体素（Single Voxel，SV）

单体素能在短时间内获得高信噪比，选择VOL更容易匀场，图像谱线更平滑、选取体积是块状，适当位置单放体素。

②多体素（Multiple Voxel）

能够总览代谢物的空间分布，根据病变的形态处理相应体素，得到病变各个区域的谱线，一次测量多个体素，效率高，但采集时间长，信噪比比单一体素低，适合多发病灶或健侧对比。

MRS代谢产物：NAA、Cho、Cr、Lac、Glutamate&Glutamine、ml、Cit。

（图示为波谱图像代谢物示意图）

①N-乙酰基门冬氨（N-acetylaspartate，NAA）

含义：是正常脑组织1H MRS第一大峰，主要位于2.02-2.05ppm，正常浓度6.5-9.7mmol，平均浓度7.8mmol。

意义：代表神经元功能完整性的标志，病理过程它的浓度一般会下降，仅存在于神经元中，而不会出现胶质细胞，含量多少反映神经元的功能状况，降低的程度反映神经元受损情况。

②胆碱（Cho）

含量：正常脑组织第三高峰1H MRS第三高峰，位于3.22ppm附近，正常浓度0.8-1.6mmol。

意义：胆碱是细胞膜活动的指标，当细胞密度增加，比如在肿瘤中，胆碱浓度会上升，恶性程度高的肿瘤中Cho/Cr比值显示增高。

③肌酸（Creatine，Cr）

含量：正常脑组织中的第二高峰，主要位于3.02-3.05ppm，有时在3.94ppm可见附峰（PCr），正常浓度3.4-5.5mmol，平均浓度4.5mmol。

意义：健康脑组织中浓度较为固定，因此常作为其他代谢产物信号强度的参照物。是能量代谢物的提示物，在低代谢状态下增加，在高代谢状态下下降。

④乳酸（Lactate，Lac）

含量：位于1.33-1.35ppm的乳酸峰为双峰，偶联常数为7.35HZ，双峰间距为0.12ppm，正常脑组织中几乎不可见。

意义：此峰出现说细胞内有氧呼吸被抑制，糖酵解过程加强，TE=144，乳酸双峰向下（呈倒峰），因此为了看乳酸，TE一般为144

⑤谷氨酸酯&谷氨酸盐（Glutamate&Glutamine）

含量：短TE序列可见，位于2.1-2.4ppm

意义： Glu是一种兴奋性神经递质，在线粒体代谢中有重要功能；Gln为抑制性神经递质，参与神经递质的灭活和调节活动，Glu/Gln是细胞损伤的标志。

⑥肌醇（Myo-Inositol，ml）

含量：仅在TE回波中可见，位于3.56ppm，可用于STEAM技术显示。

意义：参与肌醇+三磷酸-细胞内第二信使的循环，是胶质细胞的标志，反映渗透压的异常，其浓度减少和高渗透现象有关。

⑦枸橼酸盐（Citrate，Cit）

含量：前列腺氢谱最主要的峰，Cit峰位于2.6-2.7ppm

意义：Cit是活体细胞线粒体内三酸循环的重要环节，为精液的组成成分。正常前列腺外周带Cit含量显著高于中央，前列腺癌压迫分泌导管并且压迫导管并且压迫正常组织后柠檬酸的储存也减少，Cit水平可能与前列腺癌分化有关，类似于脑组织MRS的NAA。

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