磁共振波谱分析及其临床应用
磁共振（MagneticResonance，简称MR）是一项利用磁共振信号强度来显示被测物质内部结构和动态特性的技术，是近十年来最迅速发展的医学成像技术。从最初的原子磁共振成像（Atomic Magnetic Resonance Imaging，简称AMRI），经历了高分辩力磁共振技术（High Resolution Magnetic Resonance Imaging，简称HRMRI）、核磁共振波谱仪（Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer，简称NMR）、类比核磁共振（Analogue NMR）和磁共振波谱分析（Magnetic Resonance Spectral Analysis，简称MRS）等，磁共振技术已成为当今临床实践中医学成像的重要和常用工具。
磁共振波谱分析技术是利用核磁共振测量原理，从样本中提取物质的信息，并将它们转化为比较直观的图象或数字值的一种技术。它可以用于测量分子结构、微量化合物的含量、分子质量、配位数、活化能、稳定性参数等，是一种重要的化学分析技术。它与直接光谱法、元素分析法等分析技术相比，最大的优点是可以测得芳香族化合物及其他结构分子的完整空间结构，以及反映分子复杂性等特征，在临床药学领域发挥着重要的作用。
随着磁共振技术的发展，临床应用的范围也不断扩大，现在已经广泛应用于神经学、肿瘤病理学、泌尿外科、放射学、消化内科、内分泌学和关节病学等领域，对诊断和治疗各种疾病都发挥重要作用。磁共振波谱分析可以用于诊断及治疗心脑血管疾病、脑血管意外、脑肿瘤和实质病变、慢性病等领域。例如，可以通过磁共振波谱分析来
确定肿瘤的病理性质、准确评估肿瘤的范围，为临床医生制定治疗方案提供重要参考。
此外，磁共振波谱分析技术也用于研究药物的代谢变化，可以确定药物中各种重要组分的含量，及其与疾病病程的关系。此外，磁共振波谱分析还可以用于检测毒性物质，如化学药品、有毒金属离子和矿物质、致癌物质等，用于食品、环境监测和安全评价。
综上所述，磁共振波谱分析技术具有多方面的应用价值，是当今临床实践中医学成像的重要和常用工具。未来，随着磁共振技术的不断发展，磁共振波谱分析的应用范围将更广泛，不断地为临床医学提供更大的贡献。
脑磁共振波谱分析的临床应用 苏州大学附属一院影像中心丁乙 磁共振波谱（MR spectroscopy，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。 一、MRS的原理 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- A TP、β-A TP、γ—ATP的含量和细胞内的PH 值。 二、MRS的临床应用 1．正常人的脑MRS MR波谱变化可反映神经元生长分化，脑能量代谢和髓鞘分化瓦解过程改变。NAA是哺乳动物神经系统中普遍存在的化合物，几乎所有的NAA均存在于神经对内，目前将NAA作为反映神经元功能的内标物。正常人有很高的NAA／Cr）值，NAA下降提示神经元的缺失和破坏。Cho和Cr在神经元和神经胶质细胞内均被发现，但细胞研究证明，星形胶质和少突胶质细胞内Cho和Cr含量明显高于神经 元，故Cho和Cr增加提示有神经胶质增生。由于NAA减少或Cho、Cr增加，导致了NAA／（Cho＋Cr）上值降低，上值常作为反映神经元功能的指标。此外，1H-MAS发现NAA在人出生后一年内增加近两倍，肌酸信号也相应增加，NAA／Cr。及Giu-n/Cr随年龄增长而上升，MI/Cr随年龄的增长而下降，31P-MRS 研究也发现，磷酸一脂（PME）的信号相对于其他代谢产物来说随年龄增加衰减，磷酸肌酸则相反，这说明，通过定量分析脑组织代谢产物的MRS，可了解脑组织的发育成熟度，同时也提示我们在观察病理性波谱时，应考虑到年龄相关性变化。 2．癫痫的MRS 1H-MAS显示癫痫灶侧近中颞叶内NAA峰值降低，减少22% ChO和Cr分别增加25％和15%。NAA 的减少说明癫痛灶内神经元的缺失、受损或功能活动异常。Cr和Cho升高反映胶质细胞的增生，研究倾向于把NAA/Cho＋Cr作为定侧或判定异常的标志。正常人NAA／ChO＋Cr值的低限为0．72，两侧差值超过0．05或双侧较正常对照组明显降低均为异常。比值降低说明海马硬化。NAA/Cho+Cr的定侧敏感性为87%，准确率为96%此外1H-MAS还可用于测定与癫痫活动有关的神经递质，r一氨基丁酸（GABA）谷氨酸（Gln）和谷氨酸盐（GLn）． 3．脑肿瘤的MRS 1H-MAS是研究脑肿瘤物质和能量代谢的有效方法，有助于脑肿瘤的诊断和鉴别诊断，能提供其组织分级、术后复发和疗效评价等信息。 肿瘤组织的1H-MAS与正常脑组织有显著差异，其中ChO峰值升高提示膜代谢增加，NAA峰值降低提示神经元受压移位。脑膜瘤、转移瘤的1H-MAS显示NAA信号缺乏，肌酸峰值降低。另外，脑膜瘤的1H-MAS 还常见异常丙氨酸信号。转移瘤可见特征性的成对共振峰，系可流动脂质产生。低度恶性胶质瘤肌酸信号
磁共振波谱（1H-MRS）临床技术应用 来源：本站原创作者：荣伟良发布时间：2012-07-13 在过去的10年里MRS技术及软件逐渐的发展并完善起来，MRS是一种无创性的检查方法，可以提供脑的代谢信息[1、2]，在显示组织的生化特征方面优于传统磁共振成像，由于代谢异常通常早于结构的变化，MRS还可以检测到常规MRI 不能显示的异常。但在工作中只有选择了合适的MR硬件设备、扫描技术及后处理方法，MRS才能获得准确的结果。本文的目的旨在探讨MRS的基本技术及影响因素对MRS的影响。 一、材料与方法 1.临床资料：本组40例病例，为2007年7月至2008年6月期间在南京医科大学附属常州二院对已确诊或怀疑颅脑病变进行脑MRS成像的患者。男，25例，女，15例，年龄30～76岁，平均59岁。 2.MRS成像方法：应用Philips 1.5T磁共振扫描仪。定位方法：点分辨波谱成像（point resolved spectroscopy,PRESS）；MRS 采用单体素波谱采集(SVS )或二维波谱化学位移成像(CSI)。SVS 采用 PRESS 序列:TR = 2000ms, TE =136ms。体素大小为2cm ×2cm ×2cm～1cm ×1cm ×1cm。扫描时间: 4: 56ms。CSI:TR = 1500ms、TE =136ms，FOV =250，VOI=50 ×50 ×20～50 ×60 ×30。 单体素波谱采样体素定位尽量避开脑脊液，颅骨及液化坏死区。将体素置于感兴趣区中央部分。取患者正常对侧相应部位为对照组。二维波谱采集体素设置除尽量遵循上述原则外，体素应包括实性瘤体部分瘤周水肿区及正常组织。波谱处理：将得出原始波谱进行高斯、指数倍增（Gauss multiply、exponential multiply），零填充(Zero fill)，傅立叶变换(Fourier transformation ), 频率位移较正（frequency correction），相位校正(phasecorrection)，基线校正（baseline correction）。对各峰进行单峰分析，记录各代谢物的峰值、峰下面积、计算比值，包括 N - 乙酰天门冬氨酸（NAA）、胆碱复合物(Cho)、肌酸（Cr）、乳酸(Lac) 、脂质峰(Lip)、肌醇(mI)、NAA/Cr、Cho/Cr比值等。 二、结果 在肿瘤患者：NAA峰显著降低，Cr水平可下降；Cho、Lac、Lip峰升高；NAA/Cr比率降低，Cho/Cr比率增加；在脑炎患者：NAA、NAA/Cr、Cr峰降低；Cho、Cho/Cr、mI峰升高。在脑梗死患者：急性期，Lac、Lip峰升高，NAA峰降低；亚急性或慢性梗死，Lac峰趋向正常，可见Lip峰，NAA、Cr、Cho峰降低。Cho、mI峰可升高。 三：讨论 1.在同一均匀磁场中，不同化合物的相同原子核所处化学环境不同，其周围磁场强度会有细微的变化，同一种原子核的共振频率会因此而有差别，这种现象称为化学位移。化学位移现象是MRS的理论基础，它就是利用化学位移提供的磁共振频率上的微小差别采集信息。化学位移通常以百万分率(ppm)为单位，它是频率范围除以共振频率所得。 2.单体素波谱与多体素波谱的区别 2.1 单体素波谱:单体素波谱的体素大小一般用 15～20mm3,体素可以适当缩小，最好放在肿瘤里面，且放在实性或中央部位，避免非肿瘤组织对MRS结
磁共振波谱分析 摘要:磁共振波谱（MRS）是一种新的脑功能检查技术和唯一无创性检测活体组织器官能量代谢、生化改变和特定化合物定量分析的技术。MRS是在MRI形态学诊断的基础上，从代谢方面对病变进一步研究。 【MRS的定义与基本原理】 磁共振波谱（MRS）是一种新的脑功能检查技术和唯一无创性检测活体组织器官能量代谢、生化改变和特定化合物定量分析的技术。MRS是在MRI形态学诊断的基础上，从代谢方面对病变进一步研究。 MRS的原理在某些方面与MRI相同，要求短的射频脉冲以激励原子核，采集到的信号称为自由感应衰减信号，将这种信号通过傅立叶转换变成波谱。MRS成像的基本原理是依据化学位移和J-耦合两种物理现象。 由于化学位移不同，不同化合物可以根据其在MRS上共振峰的位置不同加以区别。化学位移采用磁场强度的百万分之一为单位（part per million，ppm）。共振峰的面积与共振核的数目成正比，反映化合物的浓度，因此可用来定量分析。峰值在横轴上的位置代表物质的种类，波峰的高度或波峰下的面积代表物质的数量，化合物的含量亦可用图谱色阶表示。 【人脑常见的代谢物及其意义】 1.N-乙酰天门冬氨酸（NAA）在正常脑1HMRS中NAA是最高的峰，位于 2.02ppm。它主要存在于成熟的神经元内，是神经元的内标物，其含量的多少可反映神经元的功能状态。NAA含量的降低代表神经元的缺失。肿瘤、多发性硬化、梗死、缺氧、神经细胞变性疾病、代谢性疾病及脱髓鞘疾病等均可引起NAA浓度的下降；不含神经元的脑部肿瘤（如脑膜瘤、转移瘤）MRS显示NAA缺失。在婴儿脑发育、成熟过程中以及神经损伤后轴索恢复中NAA会升高。Canavan病（中枢神经系统海绵状变性）是唯一可以引起NAA增高的疾病，是由于该病人体内缺乏NAA水解酶。
mrs技术的原理及临床应用 1. 什么是mrs技术？ MRS全称为磁共振波谱技术（Magnetic Resonance Spectroscopy），是一种非侵入性的方法，通过使用核磁共振（NMR）技术来获取生物体内的化学信息。它通过测量生物体内不同化合物的特定核的能量水平，从而识别和定量不同类型的化学物质，如代谢物、神经递质和细胞标志物。MRS技术在临床医学和科学研究中被广泛应用，对于疾病的诊断、治疗和监测起到了重要的作用。 2. MRS技术的原理 MRS技术的原理基于核磁共振（NMR）原理，该原理是研究原子和分子结构的一种重要方法。核磁共振是由磁场和无线电频率辐射引起的原子核的行为，通过外加峰度和射频脉冲可以引起原子核的能量状态发生变化，进而产生特定的回波信号。这些回波信号经过信号处理和傅里叶变换等复杂的数学算法处理后，可以得到生物体内不同核的能谱信息。 3. MRS技术的临床应用 3.1 代谢物测定 MRS技术可以用于非侵入性地测定生物体内的代谢物含量及其浓度。通过测量特定核的能谱信息，医生可以了解患者体内不同代谢物的水平，从而辅助诊断和治疗疾病。例如，通过测量脑部组织中的乳酸浓度，可以帮助判断患者是否存在脑缺氧等问题。 3.2 肿瘤诊断 MRS技术在肿瘤诊断中发挥着重要作用。肿瘤组织与正常组织在代谢物的含量和比例上存在差异，通过比较肿瘤组织和周围正常组织的代谢物谱图，可以帮助医生确定肿瘤的类型、分级和活动程度。这对于制定适当的治疗方案和预测疗效有重要意义。 3.3 神经系统疾病监测 MRS技术还可以应用于神经系统疾病的监测和研究。通过测量大脑中特定区域的代谢物浓度变化，医生可以了解神经系统疾病的发展过程和病情变化，从而进行及时干预和治疗。例如，对于阿尔茨海默病等神经退行性疾病，MRS技术可以提供有关脑内代谢物变化的线索。
磁共振（MRI）检查的适应症及临床应用价值 MRI是一种安全可靠的高科技检查设备，无X线辐射，对人体无危害。作为医学影像学的高端核心技术，MRI已有近30年临床应用历史，技术得到了迅速发展，硬件平台和软件技术不断更新，临床应用领域逐步扩大。 MRI图像非常精细、清晰、逼真。MRI检查具有无X 线辐射，不用对比剂清楚显示心脏、血管和体内腔道，可进行任意方位断层扫描定位精确等优点。MRI临床适应症广泛，是颅脑、脊髓、骨与关节软骨、滑膜、韧带等部位病变的首选检查方法。 一、颅脑MRI检查 （一）适应症 1.先天性颅脑发育异常：包括器官源性畸形和组织源性畸形，MRI可确诊 2.脑积水 3.脑萎缩 4.卒中及脑缺氧：脑梗塞和脑出血等 5.脑血管疾病：高磁场的MR通过血管成像（MRA）技术显示 6.颅内肿瘤和囊肿 7.颅脑外伤 8.颅内感染和其他炎性病变 9.脑白质病 （二）临床应用价值 1.MRI对颅脑疾病诊断的重要性，在一定程度上已超过螺旋CT。目前，螺旋CT和MRI 对脑部疾病的诊断作用仍互为补充。 2.MRI之所以优于CT，是因为MRI软组织对比度高，能准确地分辨脑皮质（灰质）、髓质（白质）和神经核团，尤其是脑髓质疾病、肿瘤、水肿等诊断的敏感度更高。 3. MRI能进行任意方位断层扫描，定位准确。 4. MRI无骨性伪影的干扰，是诊断垂体、颅神经、脑干、小脑等部位病变的首选影像检查方法。
5.应用对比剂可以鉴别肿瘤和水肿。 6.头颅外伤的诊断MRI不及螺旋CT敏感。MRI难以发现新鲜出血，不能显示外伤性蛛网膜下腔出血；MRI检查时间长，容易产生运动伪影；带有监护仪的急症、危重病人不能做MR检查。 （三）注意要点 1.MRI对钙化与颅骨病变的诊断能力较差。 2.急诊、重危病人，监护仪和急救装置不能带入磁共振机房，限制了MRI在上述病人中的应用。 3.体内有金属植入物或金属异物者慎用。 4.安装有心脏起搏器的病人，禁忌做MRI检查。 二、眼及眶区MR检查 （一）适应症 1.眼眶前病变。 2.肌圆锥外病变。 3.肌圆锥内病变。 4.眼外肌病变。 5.视神经及其鞘病变。 6.眼球病变：主要是球内肿瘤。 （二）临床应用价值 1.MRI检查，无X辐射损害、无痛苦，尤其适合于小儿眼疾的多次随访检查。 2.软组织对比度好，眼眶解剖显示清晰；可任意方位倾斜扫描成像，视神经病变较其他影像学检查方法显示更准确。 3.皮样囊肿、黑色素瘤、血管畸形等眼眶疾患，具有特征性信号强度，易于定性诊断。 4.很少使用对比剂，安全性高。 5.无骨性伪影，图像细腻清晰。
核磁共振的临床应用 核磁共振的临床应用 一、引言 核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是一种基于原子核自旋性质的物理现象的研究手段。它已经成为医学领域重要的诊断工具之一，并在临床应用中发挥着重要作用。本文将介绍核磁共振在临床中的应用，并详细讨论各个方面的相关内容。 二、核磁共振成像 1.核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）的原理和基本过程 2.MRI的临床应用范围和意义 3.常见的MRI技术及其在不同疾病诊断中的应用 三、核磁共振波谱 1.核磁共振波谱（Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS）的原理和技术 2.MRS在肿瘤诊断中的应用 3.MRS在神经系统疾病诊断中的应用
四、核磁共振血流成像 1.核磁共振血流成像（Magnetic Resonance Angiography，MRA）的原理和技术 2.MRA在心血管疾病诊断中的应用 3.MRA在脑血管疾病诊断中的应用 五、核磁共振弹性成像 1.核磁共振弹性成像（Magnetic Resonance Elastography，MRE）的原理和技术 2.MRE在肿瘤诊断中的应用 3.MRE在肝脏疾病诊断中的应用 六、核磁共振透明化成像 1.核磁共振透明化成像（Magnetic Resonance Transparentization Imaging，MRTI）的原理和技术 2.MRTI在肿瘤手术中的应用 七、法律名词及注释 1.核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）：一种基于 原子核自旋性质的研究手段
磁共振波谱技术在医学中的应用磁共振波谱技术（MRS）是一种能够测量人体内部化学物质含量和分布的无损成像技术。其基本原理是：通过利用核磁共振的原理，将人体分子中的氢离子激发到高能态，然后测量其复原过程中发送的特定频率以检测其所在分子的种类和浓度。 近年来，随着此项技术的快速发展，MRS 在医学领域得到了广泛的应用。它具有无创性、无放射性、全身性和定量性的优点，成为现代医学诊断和治疗的重要手段之一。 以下是 MRS 在医学中的具体应用： 一、诊断神经系统疾病 MRS 技术可以检测人体神经系统组织中各种代谢产物，如 N-乙酰天冬氨酸（NAA）、肌酸（Cr）、胆碱（Cho）等，并测量它们的浓度。这些代谢产物的浓度变化可以反映神经系统疾病的早期发生和恶化程度。例如，NAA 是神经元的强有力标志，其浓度下降可以提示疾病的发生和后续恶化。在 Alzheimer 病中，
NAA 的降低率较高，而在多发性硬化症中，NAA 和 Cr 的浓度均较低。 二、诊断肿瘤 MRS 技术还可以监测肿瘤代谢产物，因为肿瘤组织细胞代谢特征与正常组织细胞不同。局部化 MRS 技术可以定量测量肿瘤中的乳酸、丙酮酸、胆碱等代谢产物，通过这些代谢产物的数量和种类，可以识别出肿瘤是良性的还是恶性的，并了解其扩散程度。例如，前列腺癌中，胆碱浓度较高，而乳酸浓度较低，可以用来鉴别癌变和正常组织。 三、诊断肝病 MRS 技术可以测量肝脏中的脂肪含量、乳酸含量和 ATP 含量等代谢产物的变化，为肝病的诊断和治疗提供了重要的指导。例如，在肝脏脂肪变性的病人中，脂肪酸酰基转移酶等代谢酶的活性降低，脂肪的酶解也会减缓，从而导致脂肪积累。MRS 技术可以测量肝脏中的脂肪含量，从而检测出这种疾病。
核磁共振波谱法（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）是一种非 常重要的结构分析技术，在化学和生物化学领域有着广泛的应用。在 药物研发领域，NMR技术可以用来解析药物分子的结构，从而帮助科学家们更好地理解药物的作用机理和相互作用。本文将重点探讨核磁 共振波谱法在药物结构解析中的应用，从基本原理到具体案例分析， 带您深入了解这一技术在药物研发中的重要作用。 1. 基本原理 核磁共振技术是利用核自旋的性质来分析物质结构的一种方法。当 一个物质放入强磁场中时，其中的原子核会发生共振现象，产生特定 的信号。这些信号可以通过核磁共振谱仪来采集和分析，从而揭示物 质的结构信息。在药物研发中，科学家们可以利用NMR技术来确定 药物分子中原子的连接方式、空间构型以及功能团的位置，为药物设 计和改良提供重要依据。 2. 应用案例 以对枸橼酸双酯（dimethyl fumarate）的结构解析为例，科学家们通过核磁共振波谱法成功地确定了该化合物的结构。通过NMR技术，他们得知了双酯中两个甲基单元的分布情况，以及双酯的构象信息， 这些信息对于研发适用于多发性硬化症的新药物具有重要的指导意义。 3. 个人观点 在药物研发中，核磁共振波谱法的应用极大地加速了药物结构解析
的过程，为科学家们提供了强大的工具。通过对药物分子结构的深入 了解，科学家们可以更好地进行药物设计和合成优化，为新药的研发 提供坚实的基础。NMR技术的不断进步和发展，将会为药物研发领域带来更多的创新和突破。 在本文中，我们深入探讨了核磁共振波谱法在药物结构解析中的应用，从基本原理到实际案例，阐述了这一技术在药物研发中的重要性。通 过NMR技术，科学家们可以更准确地理解药物分子的结构，为药物 设计和改良提供重要依据，推动着药物研发领域的不断发展和进步。 核磁共振波谱法（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）作为一种 非常重要的结构分析技术，在药物研发领域具有广泛的应用。它能够 帮助科学家们解析药物分子的结构，从而更好地理解药物的作用机理 和相互作用，为药物的开发和改进提供重要依据。在本文中，我们将 进一步探讨核磁共振波谱法在药物结构解析中的应用，从基本原理到 技术的进展和未来的发展方向。 在药物研发中，了解分子的结构对于理解其功能和相互作用至关重要。核磁共振波谱法利用核自旋的性质来分析物质的结构，通过对原子核 共振信号的采集和分析，可以揭示化合物的结构信息。在药物研发中，对药物分子的结构了解可以为药物设计和合成提供重要依据。科学家 们可以利用NMR技术来确定药物分子中原子的连接方式、空间构型 以及功能团的位置，从而为药物的设计和改良提供重要信息。
核磁共振波谱法在现实中的应用 核磁共振（NMR）波谱法是一种强大的分析工具，广泛应用于各个科学领域。以下是一些现实应用中的例子： 1.化学结构分析 核磁共振波谱法在化学结构分析中发挥着重要作用。它可以提供关于分子中氢、碳、磷、硫等元素的详细信息。通过分析化学位移、耦合常数和积分曲线等参数，可以推断出化合物的类型、结构以及取代基的位置和类型。这对于化合物的鉴定和质量控制具有重要意义。 2.能源研究 在能源领域，核磁共振波谱法被广泛应用于石油、天然气和煤炭等化石燃料的勘探和开发。它可以帮助研究人员了解地下岩层中有机质的类型和含量，预测石油和天然气的形成潜力。此外，核磁共振波谱法还可以用于研究太阳能电池、燃料电池等新能源的效率和性能。 3.环境科学 核磁共振波谱法在环境科学领域的应用日益增多。它可用于研究土壤、沉积物和水体中有机污染物的种类和分布。通过核磁共振波谱法，可以获取污染物的三维结构信息，从而了解其对环境和生态的影响。此外，核磁共振波谱法还可用于研究气候变化和环境修复等问题。 4.生物学和医学 核磁共振波谱法在生物学和医学领域的应用也十分广泛。例如，在神经科学中，核磁共振波谱法可用于研究大脑中的化学物质代谢过程。在医学诊断中，核磁共振成像（MRI）已成为一种重要的非侵入性诊断工具，可以提供高分辨率的图像，帮助医生准确诊断病情。此外，核磁共振波谱法还可用于药物开发和疾病治疗等方面的研究。 5.材料科学
在材料科学领域，核磁共振波谱法可用于研究聚合物的结构和性能。通过分析聚合物的化学位移和耦合常数，可以了解其分子链结构和化学键的稳定性。此外，核磁共振波谱法还可用于研究金属合金、陶瓷等材料的结构和性能。这些信息对于材料设计和优化具有重要意义。 6.农业和食品科学 在农业和食品科学领域，核磁共振波谱法被广泛应用于作物病虫害诊断、土壤养分状况监测以及食品品质和安全性的检测。通过核磁共振波谱法，可以了解作物的生长状况、病虫害的类型和程度，以及食品中的营养成分和有害物质含量。此外，核磁共振波谱法还可用于研究植物和动物的组织结构和代谢过程。这些信息有助于提高农业生产和食品加工的效率和安全性。 7.司法鉴定 在司法鉴定领域，核磁共振波谱法可用于鉴定证据中的化学成分和结构类型。例如，在犯罪现场调查中，核磁共振波谱法可以帮助鉴定人员确定证据中的生物组织、毒品、爆炸物等物质的类型和结构。这对于案件的侦破和审判具有重要意义。 8.考古学 在考古学领域，核磁共振波谱法被广泛应用于古代文物的鉴定和研究。通过核磁共振波谱法，可以了解文物的材料组成、结构特征以及保存状况等信息。这对于确定文物的年代、产地和用途具有重要意义，为考古学研究和文物保护提供了有力的支持。
磁共振波谱技术及其临床应用 近年来，随着磁共振波谱技术(MRS)的不断完善，容积选择性MRS用于临床成为可能。在原有MRI形态学诊断的基础上，MRS可从代谢方面对病变进一步定性，临床上用于评价脑发育成熟度、颅脑肿瘤代谢、系统性疾病的肝脏受累和肾移植术后的急性排异反应等。本文就MRS的有关技术和临床应用作一综述。 1MRS技术 许多原子核都有角动量，称之核自旋。在强磁场中，施加适当频率的射频脉冲后，这些原子核可产生电磁共振信号，其信号频率决定于磁场强度。一方面，不同原子核因共振敏感性差异其共振频率存在较大差别；另一方面，相同条件下测得相同原子核的MRS因原子核的化学结合状态不同，即样品中其他原子核和电子云的屏蔽作用的差异，产生了谱线位置偏移的现象，这种现象称为化学位移，单位为ppm。每一特定原子核在特定的分子环境中其精确的共振频率是恒定不变的，因此对该特定分子来说具有特征性。因而借助共振频率的差异有助于区分和识别不同代谢产物，而共振频率信号强度则反映某特定分子的浓度。在临床应用MRS时常涉及以下技术。 1.1定位技术精确定位是确保MRS有效性的关键技术。已报道的定位技术有多种，其中较受欢迎的是梯度依赖性定位方法，使用这种方法可根据个体间的差异从几种可能方案中选择足够的脉冲序列，如选择能够产生自旋双回波或激励回波的连续脉冲用于1H-MRS，选择补偿技术用于31P-MRS。这些体积选择性技术可从质子象中确定感兴趣体积的大小、位置，能够保证定位的可靠性。 1.2脉冲序列现已有一些MR系统配有双重射频通道，可进行双磁共振实验，如去偶联和极化传递。随着脉冲序列的开发发展，MRS不仅可以通过一种波谱形式显示代谢产物变化，还可将不同原子核结合起来同时以波谱形式显示，展示不同的代谢途径改变。继13C去偶联1H-MRS成功用于临床之后，13C 去偶联31P-MRS的有效性也在临床中得到证实，其中之一是将13C去偶联31P-MRS用于检测非胰岛素依赖型糖尿病(NIDD)的肌肉变化，13C-MRS用于观察肌细胞的糖原生成，31P-MRS则用于观察磷酸化葡萄糖的变化。近来，17O去偶联1H-MRS也开始用于临床。 1.3绝对定量MRS临床应用价值大小极大程度上决定于所获得资料的呈现形式。临床医生感性趣的是MRS能象其他实验室检查那样绝对定量而不是以波谱形式展现出来。过去几年已经开发出几种MRS量化方案，有体内、外标准对照，线圈负载和射频功率敏感性校准，水T2衰减分析与质子加权像对照分离像素内不同成分，基准线校准，水参考值确定，T1、T2效应校准，代谢产物在不同成分中浓度梯度的检测和短TE-MRS以去除短T1大分子物质。
31 P磁共振波谱回顾及其在肝脏等脏器中的临床应用 刘强;王滨;武乐斌 【期刊名称】《医学影像学杂志》 【年(卷),期】2003(013)011 【摘要】常规方法检测肝脏ATP需要大量组织标本,在同一批动物或人体的重复检测是不可能的,并且不能监测早期或可逆性细胞损伤中的轻微新陈代谢变化.31P MRS是活体检测高能磷酸盐的唯一手段.无机磷(Pi)与磷酸单酯(PME)比率(细胞生存和代谢的标志)以及各种ATP可以重复定量检测.在细胞死亡和随后的器官病变之前,利用31P MRS,可检测到早期轻微能量变化引起的β-ATP明显减少,Pi/β-ATP 比率减少以及PME/β-ATP比率的显著升高[1].在正常肝脏的波谱中,含磷总量的PME波峰为4.77%(可信区间CI:4.11～5.42),在轻度肝硬化[5.80%(95% CI:5.46～6.14),P=0.0051,对正常肝]和重度肝硬化[9.64%(95% CI:8.71～ 10.57),P=0.0002, 对正常肝和P=0.001,对轻度肝硬化]明显升高[2].在对所有原发或继发肿瘤患者的研究中,PME/PDE比率是增加的,作者认为31P MRS是检测肝脏疾病进展和治疗效果的有效方法[3]. 【总页数】4页(P868-871) 【作者】刘强;王滨;武乐斌 【作者单位】山东大学,山东省医学影像学研究所,山东,济南,250021;潍坊医学院影像医学教研室,山东,潍坊,261042;山东大学,山东省医学影像学研究所,山东,济南,250021 【正文语种】中文
【中图分类】R445.2 【相关文献】 1.肝脏肿瘤的31P磁共振波谱研究进展 [J], 陈军;丁仕义 2.基于自组织特征映射神经网络的肝脏31P磁共振波谱分析 [J], 刘强;刘毅慧;王丽娟;成金勇;王韶卿 3.基于反向传输神经网络的肝脏31P磁共振波谱分析 [J], 王韶卿;刘毅慧;王丽娟;刘强;成金勇;李保朋 4.肝脏31磷磁共振波谱成像技术在肝脏功能评价中的作用研究 [J], 徐秀芳;陈益红;陈英;刘蕊;张远 5.1H磁共振波谱分析在31例脑梗死中的临床应用 [J], 李吉;金银华;宋扬 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
核磁共振波谱在生物医学研究中的应用分析 核磁共振波谱（NMR）是一种非常重要的物理分析技术，广泛应用于化学、材料科学、生物医学、环境等领域。在生物医学领域，核磁共振波谱技术具有高灵敏度、高分辨率、非破坏性等独特的优点，已经成为了生物分析、药物筛选、疾病诊断和治疗监测等方面的重要工具。 生物分析 核磁共振波谱技术可以用来鉴定生物样品中的化学成分。通过核磁共振波谱技术，可以非常准确地测定水、葡萄糖、乳酸、丙酮酸等多种物质的浓度和结构。此外，核磁共振波谱技术还可以用来鉴定各种复杂的生物分子，包括多肽、蛋白质、核酸、糖类等。通过核磁共振波谱技术对于测定蛋白质结构的研究，也为药物开发提供了帮助。例如，研究人员可以用核磁共振波谱技术来深入了解蛋白质与药物分子的相互作用机制，从而为新药的研发提供重要参考。 药物筛选 药物开发是一个长期而复杂的过程，涉及到数百种复杂化合物的筛选和分析。在药物筛选中，多次磨合测试是必要的，这使整个过程非常昂贵而极不方便。由于核磁共振波谱技术可以非常准确地鉴定化合物的化学结构，药物开发人员可以使用核磁共振波
谱技术来验证化合物的纯度、结构和杂质含量，这有助于节省时 间和金钱，减少药物开发过程中的实验次数和人员成本。 疾病诊断 核磁共振波谱技术还可以用来诊断各种疾病。例如，在肝炎患 者中，可以使用核磁共振波谱技术来检测血液中的脂肪酸，从而 诊断肝脏疾病的程度。类似地，核磁共振波谱技术可以用来诊断 其他器官的疾病，例如肾衰竭、肿瘤等。此外，核磁共振波谱技 术还可以用来检测血液中的代谢产物，从而帮助医生确定患者的 病因和发展状态。 治疗监测 核磁共振波谱技术还可以用于治疗监测。例如，在化疗过程中，核磁共振波谱技术可以用来监测癌细胞的变化和反应，从而识别 出哪些药物对于某些癌症更有效。此外，核磁共振波谱技术还可 以用来监测受伤或缺损的组织，例如肌肉和骨骼，了解其恢复情况，以判断康复的时间和进展。 总之，核磁共振波谱技术在生物医学研究中具有重要的应用价值。随着技术的不断发展和完善，核磁共振波谱技术将为生物医 学研究中的多个领域提供更加深刻和准确的分析。
磁共振波谱在代谢物测定中的应用研究 近年来，磁共振波谱技术广泛应用于代谢物测定领域。这是因为磁共振波谱技术能够提供代谢物浓度、分子结构以及代谢通路等多种信息，从而使得代谢物测定更加准确和全面。本文将介绍磁共振波谱在代谢物测定中的应用研究。 一、磁共振波谱技术基本原理 磁共振波谱技术是通过将磁性物质置于磁场中，利用其自身的核自旋和电荷来产生信号，然后将这些信号依次采集和分析，以获得相关信息。磁共振波谱技术包括核磁共振波谱（NMR）和电子顺磁共振波谱（ESR），本文将着重介绍核磁共振波谱。 核磁共振波谱是通过对样品放置于磁场中，利用样品内某些核自旋的固有选向性来产生共振信号。在这个过程中，利用磁共振吸收、磁共振发射或磁共振旋转等方式采集信号，然后对信号进行峰形分析和定量分析。 二、磁共振波谱在代谢物测定中的应用研究 代谢物测定是一个广泛的概念，涵盖了多个方面。在本文中，我们将主要介绍磁共振波谱在生物医学领域中的应用研究，特别是关于蛋白质、脂质、糖代谢研究的内容。 1. 蛋白质代谢研究 蛋白质是生物体内的主要有机物之一，它不仅构成了细胞的结构骨架，还参与了细胞内数以千计的生化反应。因此，了解蛋白质的代谢过程对于疾病诊断和治疗非常重要。 利用磁共振波谱技术可以获得蛋白质结构、构象和等电点等信息。例如，通过对蛋白质的核磁共振波谱谱图进行峰形分析，可以了解不同氨基酸的种类和含量，
从而揭示蛋白质的基本结构。同时，利用化学位移、耦合常数、磁共振弛豫等参数，可以分析蛋白质结构的动态性，并对蛋白质的折叠和稳定性进行研究。 2. 脂质代谢研究 脂质是生物体内的一类重要物质，包括脂肪、油脂、胆固醇等。它们的含量和 组成对于机体的运转和代谢有着重要的影响，因此研究脂质代谢非常重要。 通过磁共振波谱技术，可以获得脂质的种类、构成和含量等信息。例如，通过 对不同类型的油脂样品进行核磁共振波谱分析，可以分析油脂中脂肪酸的结构和含量。同时，磁共振波谱技术也可以用于测定血液中低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）等脂质的含量和稳定性。 3. 糖代谢研究 糖是身体内运转所需能量的主要来源之一，糖代谢异常往往会导致多种疾病的 发生。因此，研究糖代谢对于疾病的诊断和治疗具有极其重要的意义。 通过核磁共振波谱技术可以测定糖代谢产物的含量和代谢通路，例如对葡萄糖 的核磁共振波谱分析可以确定葡萄糖浓度、糖酵解和糖异生通路等信息。同时，通过对代谢产物的化学位移和弛豫时间等参数进行分析，还可以了解其与其他代谢产物的相互作用，从而更加深入地了解糖代谢通路的复杂性和难度。 三、结论 磁共振波谱技术在代谢物测定领域中有着广泛的应用前景，其可以提供多种信息，并具有高灵敏度和高精确度等优点。虽然目前磁共振波谱技术还存在一些瓶颈，例如分辨率不高、信号被干扰等问题，但是其在代谢物测定领域的研究已经显示了巨大的潜力，未来有望得到更加广泛和深入的应用。
磁共振波谱成像（MRS）解读及临床意义 MRS是目前能够进行活体组织内化学物质无创性检测的唯一方法，MRI提供的是正常和病理组织的形态信息，而MRS则可以提供组织的代谢信息。大家都清楚在很多疾病的发生过程中，代谢改变往往是早于形态改变的，因此磁共振波谱所能提供的代谢信息无疑有助于疾病的早期诊断,那么MRS是如何成像的。技术原理 ·利用原子核化学位移现象成像不同化合物的相同原子核，相同化合物不同原子核之间由于所处的化学环境不同，其周围磁场有轻微变化，共振频率会有差别，这种情况称为化学位移现象，共振频率的差别就是MRS的原理基础·MRS表示方法横轴表示化学位移（频率差别）单位为百万分之一（ppm）纵轴表示信号强度峰高和峰值下面积反映某化合物的存在和量，与共振原子核的数目成正比 SV PRESS TE=35ms •NAA波（N－乙酰天门冬氨酸）：波峰在2.02ppm。仅存在于
神经系统，由神经元的线粒体产生，是神经元密度和活力的标志。所有能够导致神经元损伤和丢失的病变都可以表现有NAA波降低和NAA/Cr比值降低，包括脑肿瘤、脑梗死、脑炎等。 •Cho波（胆碱）：波峰在3.20ppm。胆碱参与细胞膜的合成和降解，与细胞膜磷脂代谢有关，并且是神经递质乙酰胆碱的前体。Cho波增高说明细胞膜更新加快、细胞密度大，通常为肿瘤细胞增殖所致。 •Cr波（肌酸）：波峰在3.05ppm。包括肌酸（Cr）、磷酸肌酸（PCr），存在于神经元和胶质细胞中，为能量代谢物质。在同一个体脑内不同代谢条件下，Cr＋PCr的总量恒定，即信号较稳定，故常用来作参比值。脑肿瘤时，因为肿瘤对能量代谢需求高可导致Cr降低。 •Lac波（乳酸）：波峰在1.33~1.35ppm，为无氧代谢产物。正常情况下细胞能量代谢以有氧氧化为主，1H-MRS检测不到。而在缺血/缺氧或者高代谢状态如恶性肿瘤时，乳酸信号强度增加。包含两个明显的共振峰，称为“双尖波”，在较短TE（136ms、144ms）时表现为倒置双峰，在较长TE（272ms,288ms）时表现为正向双峰。Lac 与肿瘤分级关系密切。 •MI 波(肌醇)：波峰在3.56ppm。肌醇为激素敏感性神经受体的产物，也是磷脂酰肌醇和二磷酸磷脂酰肌醇的前体物。MI/Cr比值可以提供肿瘤分级信息，良性肿瘤该比值高于恶性脑肿瘤。也可用于脑肿瘤鉴别诊断，该比值明显增高提示非肿瘤性病变。 •Glx波（谷氨酸盐）：波峰在2.2～2.4ppm及3.6～3.8ppm。可将Glx波与NAA波比较，如果Glx波高于NAA波三分之一以上，说明Glx增高。Glx明显增高提示非肿瘤性病变。 •Lip波(脂质)：波峰在0.9~1.3ppm。在短TE（30ms）时波峰较明显。出现脂质波强烈提示组织凝固性坏死，肿瘤和炎症均可表现脂质波增高。 •Ala波（丙氨酸）：波峰在1.47ppm，正常人测不到。Ala波升高是脑膜瘤的特征，可以区别胶质瘤和脑膜瘤，也可见于垂体瘤。 •AAs波（亮氨酸）：波峰位于0.9ppm ，正常人测不到，仅见于
磁共振波谱分析及其临床应用 磁共振波谱分析(MagneticResonanceSpectroscopy,简写为MRS)是一种非侵入性的技术，用于研究特定区域的各种化学物质，如脂质，代谢物等，以此来评估生物样品的特殊状态(如炎症、毒性等)及其变化情况。它利用磁共振技术来检测和监测生物样品内的信号，分析和提取物质的相关参数，为药物研发、诊断检验、治疗药物等提供新的技术方法。 磁共振波谱分析具有极高的细胞分辨率和空间分辨率，能够检测复杂的生物样品中各种化学成分及其变化。而传统的化学检测技术，如酶标法和免疫学检测，只能检测特定区域内的单一成分，因此磁共振波谱分析开发出一系列新的研究方法，具有更高的灵敏度、抗干扰性和准确性。 磁共振波谱分析的临床应用非常广泛，主要是用来识别癌症细胞的变化，以便进行治疗。它可以在早期检测出肿瘤细胞，从而使治疗更有效。此外，磁共振波谱分析还可以帮助研究使用新药物的效果，以及研究不适用高技术检测的新领域，如心血管病等。 磁共振波谱分析可以在不同疾病中发挥作用，更加精准地评估病情，使治疗更有效。特别是在针对慢性病的治疗过程中，磁共振波谱分析可以更好地识别病变组织，发现病因，以及评估治疗效果，因而对患者的治疗疗效有很大帮助。 同时，磁共振波谱分析也有许多不足之处。首先，它的分辨率有限，无法准确识别复杂的混合样品，因而只能检测特定区域的单一物
质。其次，MRS技术仍处于发展阶段，尚未被普及，因而它在临床环境中的应用还不够广泛。 总之，磁共振波谱分析是一种非侵入性、准确、高灵敏度技术，可用于研究特定区域的生物物质的变化，有助于诊断、预防和治疗疾病，在临床诊断领域具有重要的意义。MRS技术由于其强大的抗干扰性和分辨率，会逐渐发展，成为临床实践中的重要技术手段。
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印--- 摘要 目的：通过对比分析磁共振平扫、强化检查，波普分析应用于前列腺特异性抗原（Prostate specific antigen，PSA）异常患者穿刺前辅助诊断效果，以临床病理诊断作为比较金标准，观察磁共振平扫+强化、波谱分析、联合应用的诊断敏感度、特异度、准确度并初步探索此三者应用于前列腺穿刺活检术的应用价值。 方法：我们的研究随机选取2017年1月~ 2018年12月收治的经前列腺特异性抗原（PSA）检查均提示异常，且具备穿刺指证行前列腺穿刺的患者(除外穿刺禁忌、重大疾病无法耐受穿刺患者) 作为研究对象。包括经穿刺术后明确诊断的44例前列腺癌患者，93例前列腺增生患者，共137例。所有患者术前均行磁共振平扫+强化+波谱分析检查，根据术后病理诊断作为诊断金标准，将磁共振平扫+强化诊断结果以及波谱分析诊断结果以及联合检查诊断结果进行与病理诊断为金标准进行对比分析，得出磁共振平扫+强化、波谱分析、联合检查的敏感度、特异度、准确度指标，进一步分析波谱分析及联合检查的应用价值。 结果：（1）磁共振平扫+强化检查敏感度77.3%（34/44）、特异度86.0%（80/93）、准确度83.2%（114/137），若患者行穿刺术前检查中，仅行磁共振平扫、强化检查进行诊断评估，将会造成23例错误诊断情况。（2）波谱分析检查敏感度52.3%（23/44）、特异度77.4%（72/93）、准确度69.3%（95/137），若患者行穿刺术前检查中，仅行波普分析检查进行诊断评估，将会造成42例错误诊断情况；（3）二者联合应用的敏感度90.9%（40/44）、特异度91.4% (85/93) 、准确度91.2% (125/137)，若患者行穿刺术前检查中，仅行波普分析检查进行诊断评估，将会造成12例错误诊断情况。 结论：（1）磁共振波谱分析的应用，可增加磁共振平扫、强化检查诊断前列腺癌的敏感性、特异性、准确性，磁共振平扫+强化+波谱分析联合检查具有临床推广意义；（2）波谱分析检查能够为经直肠前列腺穿刺术提供影像学参考资料，辅助临床穿刺医师进行认知融合穿刺。 关键词：磁共振波谱分析前列腺癌