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磁共振波谱 （MRS）在神经 外科中的应用 MRI MRS比较 在本质上，MRS与MRI其物理原理是相同的；不同的是，数据处理和数据显示方式的差别； MRI扫描后，一定时域内获得的信号被用于产生一个影像，如矢状、横轴和冠状等； MRS扫描后，一定时域内获得的信号通过快速傅立叶转换（Fourier Transform）产生一个质子成分按频率分布的波谱图，而此波谱图显示了构成该图像的各组成成分。 MRI 的物理基础 外加射频脉冲（Radio Frequency，RF）频率与原子核拉莫频率（特定自旋在一定主磁场强度下会具有的共振频率）相同时，原子核就会吸收射频脉冲的能量，从低能量状态转变到高能量状态，产生磁共振现象。 MRS 的物理基础 对于具有相同原子序数的原子核，即同种元素的同位素，如氢原子核的三种同位素（氕，氘和氚），即使它们是在理想均匀的磁场中，进行精确地测量，其共振频率也不完全相同，而是在一个较窄的频率范围内。 这种差异是由于原子核处于不同的化合物中，受到原子核周围的电子影响所致。 MRS 的物理基础 带负电荷的电子具有与原子核相似的自旋特性，在原子核周围形成具有屏蔽作用的磁场，这一磁场称为电子云。 电子云的作用使得外加磁场对原子核的作用减弱。 MRS 的物理基础 屏蔽系数与原子核的特性（或者说种类）以及原子核所在的化学环境有关。 化学环境指的是，原子核所在的分子结构。同一种原子核处在不同的分子结构中，甚至同一个分子结构的不同位置或者不同的基团中，其周围的电子数和电子分布都将有所不同，因而受到的磁屏蔽作用也不同。 MRS 的成像基础 处于化合物中的同一种原子核，由于所受磁屏蔽作用的程度不同，将具有不同的共振频率，这就是所谓的化学位移现象（Chemical Shift Phenomenon），也是磁共振波谱成像的基础。 化学位移的表示方法 化学位移（chemical shift）用于表示化合物中各组成成分的原子核共振的波峰位置。 实际应用中，此频率数值并非用其绝对值（Hz，赫兹）表示，而是用一个相对值ppm表示。 磁共振波谱图 对于指定的MRI/MRS一体化扫描机器，其磁场强度是一定的。 利用频率连续的RF脉冲激励选定区域的组织，处于不同化学环境的同类原子核会以不同的频率发生共振。 在RF脉冲停止激励后，组织弛豫过程所产生信号的频率也是连续的。 磁共振波谱图 将接收线圈接收到的磁共振信号通过傅立叶转换，描绘成直角坐标中按频率分布的函数曲线，就得到磁共振波谱图。 其中，纵坐标表示信号强度，横坐标表示共振频率。 1H MRS测定的代谢物及其临床含义 N-乙酰基天门冬氨酸（NAA） 正常脑组织1H MRS中的第一大峰，位于2.02-2.05ppm； 与蛋白质和脂肪合成，维持细胞内阳离子浓度以及钾、钠、钙等阳离子通过细胞和维持神经膜的兴奋性有关； 仅存在于神经元内，而不会出现于胶质细胞，是神经元密度和生存的标志； 含量多少反映神经元的功能状况，降低的程度反映了其受损的大小。 1H MRS测定的代谢物及其临床含义 肌酸（Cr） 正常脑组织1H MRS中的第二大峰，位于3.03ppm附近，有时在3.94ppm 处可见其附加峰（PCr）； 此峰由肌酸、磷酸肌酸、?-氨基丁酸、赖氨酸和谷胱甘肽共同组成； 此代谢物是脑细胞能量依赖系统的标志； 能量代谢的提示物，在低代谢状态下增加，而在高代谢状态下减低； 峰值一般较稳定，常作为其它代谢物信号强度的参照物。 1H MRS测定的代谢物及其临床含义 胆碱（Cho） 位于3. 2 ppm附近； 由磷酸胆碱、磷酸甘油胆碱、磷脂酰胆碱组成，反映脑内的总胆碱量； 细胞膜磷脂代谢的成分之一，参与细胞膜的合成和蜕变，从而反映细胞膜的更新； Cho峰是评价脑肿瘤的重要共振峰之一，肿瘤快速的细胞分裂导致细胞膜转换和细胞增殖加快，从而使Cho峰增高； Cho峰在几乎所有的原发和继发性脑肿瘤中都升高； 恶性程度高的肿瘤中，Cho/Cr比值显示增高。 1H MRS测定的代谢物及其临床含义 乳酸（Lac） 位于1.32ppm，由两个共振峰组成，称为双重线； 正常情况下，细胞代谢以有氧代谢为主，检测不到Lac峰，或只检测到微量； 此峰出现说明细胞内有氧呼吸被抑制，糖酵解过程加强； 脑肿瘤中，Lac出现提示恶性程度较高，常见于多形胶质母细胞瘤中； Lac也可以积聚于无代谢的囊肿和坏死区内； 1H MRS测定的代谢物及其临床含义 脂质（Lip） 位于1.3、0.9、1.5和6.0 ppm处，分布代表甲基、亚甲基、等位基和不饱和脂肪酸的乙烯基； 共振频率与Lac相似，可以遮蔽Lac峰； 此峰多见于坏死脑肿瘤中，其出现提示坏死的存在； 1H MRS测定的代谢物及其临床含义 肌醇（mI） 位于3.56