认识磁共振：五、磁共振波谱分析（MRS）
磁共振波谱分析(MRS)是测定活体内某一特定组织区域化学成分的唯一的无损伤技术，是磁
共振成像和磁共振波谱技术完美结合的产物，是在磁共振成像的基础上又一新型的功能分析诊
断方法。
MRS是目前唯一能无创性观察活体组织代谢及生化变化的技术。
现今磁共振波谱研究较早、较多的是应用于中枢神经系统，其通过组织内化学代谢产物的多
少，可以进行对脑肿瘤与非肿瘤性病变鉴别、脑肿瘤良恶性鉴别、恶性肿瘤分级、肿瘤术后复
发与坏死的鉴别、原发与转移瘤的鉴别等等。
在心脏方面的应用主要是在心肌缺血、心肌病等心肌代谢方面的研究。肝脏主要研究包括代
谢性疾病、肝炎肝硬化及肝肿瘤等。
MRS还能提供前列腺组织的代谢信息，对于鉴别前列腺癌和前列腺增生的鉴别有重大意义。
MRS还能无创性地检测骨骼肌磷脂代谢和能量代谢的代谢产物及细胞内pH值，研究骨及软组织
肿瘤的磷脂代谢和能量代谢的异常变化。
牡丹江医学院第二附属医院影像科自引进256排双源双能量CT以来，以影像学博士李为民主任
为首的诊断团队先后开展了双低冠脉成像扫描、双能量成像去伪影、虚拟平扫等技术，填补了
牡丹江地区在此领域的空白，给患者带来了巨大的福祉。
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。
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。其中，STEAM的3个90 射频脉冲用于三个垂直的定位剃度，由于多回波被分割，不易应用于定量，同时由于多回波也是一种回波方法，所以不适合于观察T2值短的核，如31P，但质子的T2值要比31P的T2值长的多，因此STEAM主要应用于定位质子MR波谱，与STEAM不同的是，PRESS能得到完整的信号，但是PRESS的困难是，180 脉冲必须同时具有层选和重聚两个功能，尽管存在这个困难，PRESS已成功的应用于人体定位质子MRS.
《磁共振波谱成像数据量化方法与实现》
一、引言
磁共振波谱成像（Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS）是一种无创、无损伤的生物医学成像技术，被广泛应用于多种医学领域。MRS可以通过精确地检测特定核在静磁场下的射频脉冲作用下所产生的响应来定量评估特定区域中的代谢物分布及变化。本文主要研究磁共振波谱成像数据的量化方法与实现过程。
二、磁共振波谱成像的基本原理
磁共振波谱成像基于核磁共振原理，其工作原理为：当施加特定频率的电磁波时，核自旋能级会发生变化，进而产生信号。通过对这些信号进行采集、处理和解读，可以获得特定区域的代谢物信息。
三、磁共振波谱成像数据量化方法
（一）数据预处理
在获取磁共振波谱成像数据后，首先需要进行数据预处理。预处理包括去除噪声、校准信号等步骤，以提高数据的信噪比和准确性。
（二）代谢物提取与定量
在预处理后，需要从磁共振波谱数据中提取出特定代谢物。根据不同的代谢物特性，选择合适的分析方法和参数。常见的分析方法包括局部频率分析、谱峰识别等。通过对提取出的代谢物进行定量分析，可以得到该区域的代谢物浓度和分布情况。
（三）定量分析方法
1. 峰面积法：根据不同代谢物的峰面积与浓度之间的线性关系，通过测量峰面积来计算代谢物的浓度。
2. 积分法：通过积分代谢物的谱线来计算其浓度，积分值与代谢物浓度成正比。
3. 比值法：根据不同代谢物之间的相对比例关系来评估它们的浓度变化。
四、磁共振波谱成像数据量化的实现过程
（一）实验设计
在进行磁共振波谱成像数据量化之前，需要设计合理的实验方案。包括选择合适的成像区域、确定扫描参数、设置实验条件等。
（二）数据采集与处理
按照实验设计进行数据采集，包括磁共振波谱数据的获取和处理。在处理过程中，需要使用专业的软件进行数据预处理、代谢物提取和定量分析等操作。
（三）结果解读与报告撰写
在完成数据处理后，需要对结果进行解读和报告撰写。根据实验目的和要求，分析并解读数据结果，将结果以图表和文字的形式呈现出来，并撰写相关报告。
