磁共振波谱(mr spectroscopymrs)
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脑肿瘤mrs比值诊断标准全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:脑肿瘤是一种常见的神经系统肿瘤,常常给患者带来严重的身体和心理困扰。
传统上,诊断脑肿瘤主要依靠症状、体征以及影像学检查结果。
随着近年来医学技术的不断进步,一种新的诊断方法——磁共振磁力谱成像(MRS)逐渐被应用于脑肿瘤的诊断和治疗。
MRS是一种可以直接测定组织内代谢物浓度的影像学技术,通过检测不同化学物质之间的比值可以辅助医生诊断各种疾病。
在脑肿瘤的诊断中,MRS不仅可以发现肿瘤组织内的代谢活性,还可以对脑肿瘤的类型和恶性程度进行评估。
而脑肿瘤的MRS比值则成为了一种重要的诊断标准,可以帮助医生更准确地判断患者的病情和制定治疗方案。
下面我们就来详细了解一下脑肿瘤MRS比值诊断标准。
需要强调的是,MRS比值诊断标准是一种辅助性的诊断手段,不能替代传统的诊断方法。
在进行脑肿瘤的MRS检查时,医生首先会利用常规MRI技术确定肿瘤的位置和大小,然后再根据MRS的结果来进一步评估肿瘤的代谢情况。
在MRS检查中,医生通常会关注几个重要的代谢物比值,其中包括肿瘤组织内乳酸/胆碱(LA/Cho)比值、乳酸/丙酮/胆碱(LA/Ac/Cho)比值、N-乙酰乙氨酸/肌酐(NAA/Cr)比值等。
这些比值可以反映肿瘤组织内代谢活性的程度及恶性程度,对于鉴别恶性和良性肿瘤、评估治疗效果等方面具有重要意义。
接下来,我们将具体介绍一下不同MRS比值在脑肿瘤诊断中的应用。
第一,LA/Cho比值。
LA是在缺氧情况下产生的一种代谢产物,而Cho则是胆碱的代谢产物。
在脑肿瘤中,LA/Cho比值通常会升高,尤其是在高度恶性的肿瘤中。
LA/Cho比值可以作为评估肿瘤代谢活性和恶性程度的重要指标,有助于医生判断肿瘤的性质和制定治疗方案。
脑肿瘤的MRS比值诊断标准是一种有益的辅助性诊断方法,可以帮助医生更加全面、准确地评估患者的病情和制定治疗方案。
需要注意的是,MRS检查虽然可以提供丰富的代谢信息,但仍需要结合临床表现、病史等方面进行综合分析,才能做出正确的诊断和治疗决策。
神经外科疾病与磁共振波谱神经外科疾病与磁共振波谱活体组织中存在许多化合物,无损伤的获得这些化合物的信息,不仅有利于疾病的诊断及治疗,同时对阐明其生理病理过程具有重要意义。
磁共振波谱(Magnetic resonance spectroscopy,MRS)记录被测样品中所有化合物信号的总和,测量结果有多条谱线组成的图谱。
随着MRS技术的不断发展,在临床研究中已经有了一定的应用,尤其是在脑部疾病方面[1]。
大脑MRS容易操作,测量结果受外界干扰小,能提供神经元分子水平的信息,可检测发育过程(包括宫内阶段)和生理病理过程所有阶段的变化[2]。
现在就神经外科疾病与磁共振波谱的研究进展作一综述。
1.磁共振波谱可测量的化合物MRS技术是利用磁共振现象和化学位移作用对一系列特定原于核(如H、P、Na、C、O等)及其化合物进行分析的方法。
目前最常见的MRS是氢核波谱,氢原子核只含有一个质子,其波谱也称质子磁共振波谱(Proton Magnetic resonance spectroscopy,1HMRS)。
氢原子核占人体原子数的2/3,自然浓度高,相对灵敏读也高,是人体磁共振信号的主要来源,故1HMRS容易成功[3]。
另外许多生物分子都有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被广泛用于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)、无机磷酸盐(PI)、α-ATP、β-ATP、γ-ATP的含量和细胞内的PH值[4]。
2.1HMRS检测的主要代谢物的表现及相应意义1HMRS能无创性的检测活体脑组织内多种代谢物的变化,反映机体物质和能量代谢。
测定的常见代谢物主要有N—乙酰天门冬氨酸(N—acetylaspartate,NAA)、乳酸(lactate,Lac)、胆碱类复合物(choline,Cho)、肌酸(creatine,Cr)、肌酸/磷酸肌酸(creatine/phosphocreatine,Cr/Pcr)、谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)、脂质(lipid,Lip)、肌醇(Inosines,Ins)、r-氨基丁酸(GABA)及丙氨酸(A1a)等[5]。
MRS在前列腺癌中的研究进展前列腺癌是老年男性的常见恶性肿瘤之一。
常规磁共振成像能较好地显示前列腺病变,但其在前列腺疾病的临床应用中存在一些问题,部分病例对良性前列腺增生与前列腺癌的鉴别有一定困难。
此外前列腺癌体积较小、多灶性及不同病灶具有不同的恶性发展潜力等特点会影响前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen,PSA)、直肠指诊、经直肠超声(transrectal ultrasound,TRUS)引导穿刺活检等检查手段的评估。
磁共振波谱(Magnetic resonance spectroscopy,MRS)通过观察体内的代谢物质显示病变,与信号的对比无关,能够无创伤地反映活体代谢变化,可在很大程度上弥补常规MRI的不足。
1 MRS原理和方法MRS形成的原理包括化学位移现象和J-耦合两种物理现象,前者是MRS 的理论基础。
在均匀磁场中,由于原子核周围电子云的结构、分布和运动状态不同,产生的屏蔽作用不同,原子核周围的磁场强度会发生细微的改变,不同化合物的相同原子核共振频率会出现差异,这种现象称为化学位移现象。
波谱的某一窄波的峰下面积与共振核的数目成正比,反映化合物的浓度。
MRS要求外加磁场非常均匀。
MRS定位技术常用的方法有点分辨波谱(point resolved spectroscopy,PRESS)和激励回波采集模式(stimulated echo-acquisition method,STEAM)技术,以PRESS应用较广。
MRS主要采集人体内除水和脂肪外的其他化合物原子核中1H或31P等的MR信号,因此需行水和脂肪抑制技术,目前氢质子磁共振波谱应用较为普遍。
将MRS的信号变化标记到MRI图像上,称为MRS成像(MRS imaging,MRSI)。
2 前列腺MRS技术进展高分辨率MRI检查时,采用体线圈激发,经直肠内线圈(endo-rectal coil,ERC)及相控阵线圈(phased array coil)接收信号,可获得高信噪比、高分辨率的图像;而MRS采用体线圈激发,ERC单独接收信号,明显提高了对代谢物的敏感性。
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。
2.胆碱(Cho)包括磷酸胆碱、磷脂酰胆碱及磷酸甘油胆碱,反映脑内总胆碱储备量,波峰位于3.2ppm。
Cho是乙酰胆碱和磷脂酰胆碱的前体,是细胞膜磷脂代谢的成分之一,参与细胞膜的合成与代谢,Cho峰的高低可以作为肿瘤细胞增殖的指标。
磁共振波谱成像的基本原理、序列设计与临床应用磁共振波谱(MR Spectroscopy, MRS)是医学影像学近年来发展的新的检查手段,作为一种无创伤性研究活体器官组织代谢、生化变化及化合物定量分析的方法,随着MRI、MRS装置不断改进,软件开发及临床研究的不断深入,人们通过MRS对各种疾病的生化代谢的认识将不断提高,为临床的诊断、鉴别、分期、治疗和预后提供更多有重要价值的信息。
1H MRS可对神经元的丢失、神经胶质增生进行定量分析,31P磁共振波谱可对心肌梗塞能量代谢变化进行评价。
MRS以分子水平了解人体生理上的变化,从而对疾病的早期诊断、预后及鉴别诊断、疗效追踪等方面,做出更明确的结论。
本文从MRS波谱成像的基本原理和序列设计方面简要作一介绍。
一磁共振波谱的基本原理在理想均匀的磁场中,同一种质子(如1H)理论上应具有相同的共振频率。
事实上,当频率测量精度非常高时会发现,即使同一种核处在相同磁场中,它们的共振频率也不完全相同,而是在一个有限的频率范围内。
这是由于原子核外的电子对原子核有磁屏蔽作用,它使作用于原子核的磁场强度小于外加磁场的强度,其屏蔽作用大小用屏蔽系数s来表示,被这种屏蔽作用削弱掉的磁场为sB,与外加磁场方向相反。
外加磁场越强sB越大,原子核实际感受到的磁场强度与外加磁场强度之差越大。
此外,s还与核的特性和化学环境有关。
核的化学环境指核所在的分子结构,同一种核处在不同的分子中,甚至在同一分子的不同位置或不同的原子基团中,它周围的电子数和电子的分布将有所不同。
因而,受到电子的磁屏蔽作用的程度不同,如图1所示。
考虑到电子的磁屏蔽作用,决定共振频率的拉莫方程应表示为:w=gBeff=gB0(1-s)由上式可知,在相同外加磁场作用下,样品中有不同化学环境的同一种核,由于它们受磁屏蔽的程度(s的大小)不同,它们将具有不同的共振频率。
如在MRS中,水、NAA(N-乙酰天门冬氨酸)、Cr(肌酸)、Cho(胆碱)、脂肪的共振峰位置不同,这种现象就称为化学位移(Chemical Shift)。
MRS的原理和解读来源:山东省脑瘤整理MRS是目前临床中唯一无创性研究人体器官、组织代谢、生化改变和化合物定量分析的方法。
自1984年Koeze应用磷磁共振波谱以来,MRS得到了广泛的应用和发展,有助于研究脑组织生理和疾病时的生化改变,进行肿瘤成分的分析。
同时根据肿瘤的质子波谱与正常脑组织以及水肿区波谱的不同,进行量化分析,它对于观察肿瘤的生物学特性,确定肿瘤性质、范围、检测肿瘤的发展变化、对治疗的反应、复发等有重要作用。
原理与方法MRS是一种利用磁共振现象和化学位移作用,进行一系列特定原子核及其化合物分析的方法。
将人体置入外加主磁场中,核沿主磁场方向做陀螺样进动,核所受的磁场主要有主磁场决定。
但是,也与核的磁旋比γ、核外电子云及临近质子的电子云有关。
电子云的作用会屏蔽主磁场的作用,使的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产生的磁场差异被称为化学位移。
当施加90 射频脉冲(radio frenquency pulse,RFP)后,使它们从Z轴自旋到X轴上,停止Rf后,自旋核便以进动方式回到它们原来的Z轴位置,称为驰豫(relaxation)。
接收线圈在驰豫时间内能接收到一种随时间变化而呈指数衰减的信号——自由感应衰减信号(free indication decay,FID)。
经过傅立叶转换产生了按频率分布的函数值,即磁共振波谱。
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Lamour 进动频率的微小差别,导致磁共振波谱的差别。
能代表其特性的参数有磁共振频率、峰值、半高宽度。
半高宽度受横向驰豫时间T2、外磁场的均匀度及样品内在因素的影响,并反映其变化。
同时可测曲线下面积,因共振峰面积与共振核数目成正比,反映化合物浓度,因此可用来定量分析。
临床应用临床上质子磁共振波谱通常用的定位方法包括深度分辨表面波谱(Depthresolved coil spectroscopy,DRESS)技术、点分辨表面波普(point-resolved surface coil spectroscopy)技术、活体内图像选择波谱(image-selected in vivo spectroscopy)、激励回波采样(stimulated-echo method, STEAM)模式。
磁共振波谱(MR spectroscopy,MRS)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- ATP、β-ATP、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MRSMR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。
磁共振波谱(MR spectroscopy,MRS)
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- ATP、β-ATP、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MRSMR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MRS1H-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MRS1H-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峰和正常脑组织大致相同,而其ChO 信号峰值成倍增加,肿瘤内还可见小的NAA信号,这与胶
质瘤浸润性生长的特点一致,这说明瘤体内仍残留少量神经元。
约50%的胶质瘤内可见乳酸信号,高度恶性胶质瘤部分表现为NAA和Cr峰值,显著减低甚至完全缺乏,部分表现与低度恶性胶质瘤表现相似,出现这种差别的原因是胶质母细胞瘤结构的不均一性,即实体和坏死成分比例的差异。
坏死区,Cho峰值下降而乳酸峰值提高,乳酸水平提高显示预后不良,对制定放疗计划非常重要。
4、脑缺血和脑梗塞的MRS表现为NAA信号峰值降低,Cho 峰值亦降低,这是与脑瘤不同的,但NAA降低的程度明显大于总Cr和Cho的降低程度。
新生儿缺氧所致的脑缺血损害表现为基底节NAA峰值明显降低,同时可有不同程度的乳酸信号,信号越高提示缺氧越严重。
5.Alzherimer病的MRSNAA降低可以敏感,精确的反映Alzherimer病(AD)中神经元脱失的情况,研究证明AD患者NAA水平明显下降,MI水平升高,白质内见水平与痴呆的水平及持续时间密切相关,灰质的NAA/MI比率可以鉴别AD与正常脑。
6.其它除了上述临床应用外,MRS在脑代谢性疾病、脑白质脱髓鞘疾病(尤其是对多发性硬化人颅脑外伤的愈后评价等多个领域都具有肯定的重要价值。
比如,非酮性高甘氨酸血症患儿的1H-MAS可见多余甘氨酸信号。
Ganavan氏病人可见特异性NAA信号升高。
在脱髓鞘病变的急性斑块
期,1H-MAS(显示胆碱化合物含量浓度t,而当病情稳定时,NAA浓度则降低。
这些研究结果表明1H-MAS可用来对急
性期、慢性期直至病变后期的斑块的临床变化过程进行监测。
近年来,许多文献还研究了脱髓鞘病变的特异峰值,从监测、治疗效果角度看,这些资料都是有价值的。
三、小结
目前,MRS作为无创伤性地研究人体器官组织代谢及生化
改变,进行化合物定量分析的唯一方法,广泛用于肿瘤、缺血性脑卒中、脑出血、老年性痴呆、新生儿重症监护、脑外伤的预后、脑白质病变、感染性疾病以及艾滋病的临床和基础研究中。
目前常用方法为PRESS序列单体素(Single Voxel)1H MRS,其操作方便、省时,但仍存在不足,主要是单体素面积设置不能过大也不能过小,其数据为一维性,不能提供病变区代谢异常的空间分布。
其次,必须预先知道病灶部位基础上才能进行正确的体素定位,因此在应用方面受到一定制约。
新开发的二维或M维MRS技术弥补了上述不足,简单地说它应用化学位移成像(CSI)一次可进行多
体素MRS,可以得到二维或三维数据表,经计算机后处理
可得到各代谢物分布图。
此图可与常规MRT1或T2图象配准得到良好的背景参照,图象更直观。
可以相信随着技术的不断进步,MRS必将在疾病诊治中发
挥越来越重要的作用。