磁共振波谱在诊断颅内肿瘤中应用.pptVIP

一 基础理论 磁共振波谱(Magnetic resonance spectroscopy，MRS)概念 可检测出活体组织代谢物的浓度，为MRI影像提供定量诊断依据 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 磁共振波谱(Magnetic resonance spectroscopy，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(chemical shift)” 20世纪50年代，国内波谱学研究工作开始 20世纪70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 化学位移(chemical shift) 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化合物根据其化学位移的程度在频率轴上区别开来 磁共振波谱(Magnetic resonance spectroscopy，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(free induction decay,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 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1H 1H-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、多发性硬化、肝性脑病、脑部的放射性损伤等 MRS的兴趣区(region of intrest,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(region of intrest,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 目前人体研究1H-MRS的ROI为1-8ml 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 二 各种代谢物 1H-MRS检测颅脑肿瘤的各种代谢物 N-乙酰天门冬氨酸(N-aminosuccinic acid，NAA) NAA存在于哺乳动物神经元内，被公认是神经元的内标志物(endogenous marker) NAA含量多少可反映神经元的功能状况及脑神经元细胞的完整性，它的降低与神经元缺失及其轴突损伤有关 波谱位于2.0ppm处，在正常1H-MRS中是最高的峰 N-乙酰天门冬氨酸(NAA)变化意义 NAA的减少提示正常神经元被破坏和/或被肿瘤细胞替代所致，其减少可能是一个渐进的过程 NAA在肿瘤中心比肿瘤周围下降更明显，高级别胶质瘤下降更多 Canavan病是唯一NAA浓度增高的疾病 Canavan病亦称中枢神经海绵样变性，是一种罕见的常染色体隐性遗传病，致病基因定位于17p13-pter。病理特点为中枢神经海绵样变性。生化特点为天冬氨酸酰基转移酶缺陷导致脑内NAA堆积和尿NAA增多。MRS显示脑内NAA波升高可作为确诊本病的依据 胆碱(choline，Cho) Cho主要存在于细胞膜上，是细胞膜磷脂代谢的中间产物，包括胆碱、磷酸甘油胆碱、磷酸胆碱和磷脂酰胆碱，反映脑内总的胆碱量 Cho与肿瘤转移和细胞的生长活性相关，浓度升高反映肿瘤细胞膜结构增加，细胞增殖，胶质增生 C