磁共振波谱技术(讲+全)解答.ppt

磁共振波谱技术 张文博 MRS MRS可以检出具有生理及病生理意义的代谢物 在体、直接、无创 采集原理:与MRI相同，遵循Larmor定律 MRI：信号的变化随时间变化的函数 MRS：信号的振幅随频率分布的函数 原理 Larmor equation 旋磁比 不同原子核共振的频率不同 MRS应用 MRS较成熟的技术 应用于中枢神经系统及前列腺疾病 需要特殊的线圈及软件 31P在肌肉中及中枢神经系统的应用 其他核的波谱技术尚在临床研究阶段 13C、23Na MRS可以看到什么？ MRS基本概念 不同化学结构中的氢原子，其进动频率不同 这种由于所处的分子结构不同所致的同一原子核进动频率出现差异的现象称之为化学位移现象 水中的氢质子在1.5T场强条件下的进动频率是63.9MHz 长链脂肪酸中的氢质子在同场强条件下的进动频率为63.9MHz-224Hz 绝对频率差实际意义较小 以“百万分之”（parts per million，ppm）来表示化合物之间的频率差别是恒定的。（无场强依赖） 3T脑白质的MRS谱线 移动脂肪0.9-1.3ppm 乳酸（Lac）1.33ppm N-乙酰天门冬氨酸（NAA）2.02ppm 谷氨酸类化合物复合峰（Glx）2.1-2.4,3.78ppm 总肌酸（Cr）3.03 总胆碱（Cho）3.02 肌醇（mI）3.56 谱线的判读 波谱的基本概念 峰下面积与代谢物浓度呈正比 线宽与化合物的T2*弛豫时间和磁场的均匀度有关，它决定谱线的频率分辨率 原子核存在共价键，会形成自旋-自旋偶联，则表现为特定形态的峰 MRS vs MRI 基于组织中水的T2弛豫时间，及脂肪的信号 信号来源于全脑，解剖信息来自质子及分布及其在及其在不同组织中的相对弛豫率的不同 T2WI，T1WI，FLAIR MRS vs MRI 基于代谢物的T2弛豫时间 信号来源于脑的特定区域 PRESS，STEAM，CSI MRS的空间定位 准确采集感兴趣区容积（volume of interest，VOI）体素内的信号，而不被VOI以外的信号污染，是MRS成功的关键 单体素 多体素 MRS选用的序列 活体影像选择波谱ISIS 激励回波采集模式STEAM 点分辨波谱PRESS 活体影像选择波谱(image select in-vivo spectroscopy，ISIS) 反转脉冲适用于射频脉冲不均匀的表面线圈，且磁化矢量全部反应的Z轴上，T2弛豫丢失很少，有利于短T2的核，常用于31P-MRS 缺点是费时，对运动伪影敏感 激励回波采集模式（stimulate echo acquisition mode，STEAM） 优点是一次激发就可采集，不需要相位再循环；水抑制充分；体素边缘的锐利度好；空间定位准确 缺点是有近50%的信号丢失，造成信噪比较低 点分辨波谱（point resolved spectroscopy，PRESS） 主要是运用了重聚相位的1800脉冲，减少了信号的丢失 选择长回波时间时（TE50ms）会导致短T2代谢物的丢失，且信噪比下降 MRS的技术考虑 不同的场强 不同的序列（PRESS或STEAM） 不同的参数（TE） 所得的谱线均会有差别，代谢物比值也有所不同 3.0T vs 1.5T Press：TR1500ms，TE35ms 3.0T vs 1.5T Press：TR1500ms，TE35ms 1.5T PRESS vs STEAM TR1500ms，TE35ms 1.5T PRESS vs STEAM TR1500ms，TE35ms 3.0T PRESS vs STEAM TR1500ms，TE35ms TR时间不同的谱线 PRESS TE时间不同的谱线 PRESS 回波时间的影响 短回波（TE50ms） +可看到短T2代谢物，如mI,Glx +信号强度最高 +有已形成的正常值可参考 +可见脂肪信号 - 基线易不稳 长回波（TE50ms） +基线平稳 +TE=144有利于观察乳酸峰 - 很少有脂肪信号 - 信号强度弱 - 丢失所有短T2的代谢物 MRS的技术选择 开始运用MRS技术前，应充分评价磁共振系统的MRS技术所能提供的质量，根据所需观察的代谢物来确定所用的序列及所有参数。 MRS的定量计算 绝对定量与相对定量 相对定量：以各种代谢物峰的高度或峰下面积的比值进行定量分析 绝对定量：以内源性的水或独立的外源性的标准浓度的物质作参照进行计算 机体对代谢物浓度的影响因素 年龄 脑内不同部位 体温 肝、肾参与Cr合成，肝病时Cr下降 糖尿病、肾病、渗透压异常、移植肾、输液均匀影响MRS的结果 影响比值的因素 序列：明显影响 TE时间：明显影响 TR时间：有些影响 体素位置：明显影响 体素大小：有