MI Glx lipids -重要肿瘤特征和监测疗效 高信/噪比 基线不平 假“NAA” 2.05-2.5 ppm Glx复合物
中等回波（135-144ms） 颅内肿瘤多用
-1.3/1.4ppm 脂肪中分出乳酸和丙氨酸 双波J-耦合/倒置 -基线平 少扭曲 -无“假NAA” 2.0-2.05仅NAA 2.05-2.5ppm无Glx复合物 -脂质出现比短波更有意义 -易重复 准确 尤其肿瘤特性主峰 Cho和NAA
随肿瘤级别磁共振波谱的变化

随恶性程度增加:


NAA 降低 Cr 降低 Cho 升高 Lactate 升高 Lipids 可能升高
History: 34 y/o man with headache and mental status changes
502
{2}
1
3
{3}
3
2
Dx: GBM
磁共振灌注
DSI
肿瘤组织学
(动态磁敏感成像)
主要参数 CBV (脑血容量)
恶性程度
界定肿瘤 vs. 强化边缘 指导活检 疗效随访
恶性程度 指导活检 监测疗效
History: 27 y/o male with a single seizure
708
{ 2}
TE 144 ms
1
2
成像技术和脉冲序列
动态磁敏感对比增强灌注MRI(DSC MRI) 脑肿瘤DSC MRI参数测量 示踪剂稀释法和首过药代动力学模型法 DSC MRI 信号被测量 由于对比剂引起T2 or T2* 效应的磁敏感性
血脑屏障破坏区 漏出和T1效应 CBV被高估 测量相对rCBV 参考对侧正常脑白质 无单位 rCBV用于局部CBV或相对动脉输入功能CBV cCBV（corrected CBV）用于脑血容量漏出效应校正
VOI在脑内相位编码FOV中心 外放饱和带 第二个3D或2D TR/TE 1500/30ms（时间允许）
脑肿瘤MRI参数
MRI MRS 灌注成像结合 波谱表现无特异 环状强化波谱重叠
如胶质瘤 转移瘤 炎症 脱髓鞘病变 AIDS相关病变
MRI MRSI 灌注MRI联合 提高准确度 可信度 敏感度
不仅为肿瘤输送氧和营养物质
而且是肿瘤侵犯周围血管的路径 恶性肿瘤常破坏脑毛细血管内皮细胞 血脑屏障通透性升高-对比剂增强 外溢 -血管通透性可测量
脑肿瘤MR波谱和灌注成像病理生理和神经化学
血管内皮生长因子(VEGF)血管渗透性因子(VPF)
与肿瘤新生血管有关 肿瘤生长的重要介质
灌注MRI 能直接探测与组织学相关的CBV和血管渗透性
脑肿瘤磁共振波谱



NAA 降低-肿瘤代替或破坏神经元 Cr 相对恒定, 但恶性病变降低 Cho 肿瘤升高 Lipids 见于肿瘤坏死-预示高度恶性 Lactate 见于血供丰富的恶性程度很高的肿瘤 Myo-inositol 低级别胶质瘤升高
History: 68 y/o man 严重头疼
磷脂酰胆碱和鞘磷脂
升高提示细胞膜更新紊乱
反映细胞内肌酸总储备情况
• 理论上测各物质绝对浓度最科学但复杂 • NAA，Cho与Cr比值相对容易 不随T1/T2变化 不受脑 脊液影响
Calella A M, et al. Neural Dev,2007,2:4. Ehrengruber M U, et al. Gene,2000,258(1-2):63-69.
长回波（270-288ms）
因代谢物T2衰减 NAA Cho和Cr信号低 信/噪比低
rCBV
rCBV
左顶叶复发性高级别胶质瘤 体素位置 rCBV增加 第1-2行肿瘤波谱 明显胆碱升高 长回波信/噪比低 乳酸峰倒置 肌醇 Glx 脂质峰短TE 易鉴别 高 Glx（ 2.05-2.5 ppm ）假NAA峰 长回波不明显 第3行正常对侧大脑 长回波基线信号降低 第4行脑脊液缺乏波谱
确切功能不清 神经元密度和发育标志--神经元特性 也见于不成熟少突胶质细胞 原始星形细胞 NAA 降低-正常神经元和轴突被肿瘤组织取代 轴突
正常脑内乳酸很少检出 乳酸明显升高
有氧反应失去 无氧糖酵解取代
缺氧 代谢紊乱 巨噬细胞聚集（炎症区）
乳酸也可聚集囊肿和坏死灶 乳酸和脂质常见于坏死和囊性肿瘤内-预示高度恶性
TR 1000ms+FLA30 T1效应最小 对比剂注射前采集10层--基线 对比剂(0.1mmol/kg) 流率3-5 mL/s 盐水(总量20 mL)
脑肿瘤MRI参数
Proton MRSI
3D或2D TR/TE 1500/144ms
混合多体素CSI
PRESS
双回波
包异常和正常脑组织
成像技术和脉冲序列 动态磁敏感对比增强灌注MRI(DSC MRI) 序列 自旋回波-梯度回波
对比剂通过微血管使T2和T2* 变化 自旋和梯度回波能测量CBV 对比剂标准剂量(0.1 mmol/kg） 正常脑白质传递信号失去约25% SE T2WI 不敏感 需要2-4倍对比剂量才产生信号变化 梯度回波探测局部磁敏感性顺磁性变化更敏感
脑肿瘤的磁共振MRS和PWI成像
脑肿瘤的磁共振波谱和灌注成像
病理生理和神经化学 成像技术和脉冲序列 临床应用
能给出病理和代谢信息 对常规MRI进行补充 有助疑难疾病的诊断
脑肿瘤MR波谱和灌注成像病理生理和神经化学 血管直径增加 管壁增厚 数量增多
正常脑 毛细血管直径 内皮细胞厚度 3-5μm 0.26μm 胶质瘤 3-40μm 0.5 μm
TE 30 ms
Dx: Grade 2 astrocytoma
3 years later
TE 144 ms
Dx: Grade 2 fibrillary astrocytoma
History: 39 y/o woman 间断性视力缺失数周
475
{4}
TE 30 ms
Dx: Highly anaplastic astrocytoma
争议 对比剂对波谱数据影响 尤其波峰面积定量
注对比剂后波谱理由 -对代谢物比和峰面积影响小 -在波宽和波峰比上可减少患者间的差异 -不仅获得肿瘤T2信号异常区波谱
-而且确定强化 坏死及肿瘤侵犯或水肿区代谢变化
33
脑肿瘤MRI参数
DSC MRI
TR/TE1000/54 矩阵128×128 翻转角30 FOV210×210 mm 体素1.8×1.8 mm 带宽1470 Hz/pixel 层厚3-8 mm 层间隔0-30% 10层 60层/秒
一些肿瘤微血管不均匀
CBF增加 MTT也可降低
尤其肿瘤边缘
6
脑肿瘤MR波谱和灌注成像病理生理和神经化学 1H-MRS检测的神经代谢物的意义
NAA 神经元标志 减少与神经元丧失或死亡有关
Cho
Cr
反映脑内总胆碱量
包括肌酸 磷酸肌酸
包括磷酸胆碱 甘油磷酸胆碱
是能量代谢产物 相对稳定 常用内标准
除CBV外其它灌注参数 帮助提高特异性
MTT升高-缺血 血管通透性升高-非典型脑膜瘤
37
Summary of DSC MRI and MRSI Findings for Common Ring Enhancing Brain Lesions
磁共振波谱和灌注
脑肿瘤

磁共振波谱

脑肿瘤MR波谱和灌注成像病理生理和神经化学 DSC MRI测量脑血流量困难（需测动脉输入功能） DSC MRI 和动脉自旋标记技术结合
可测量与肿瘤级别相关的CBF 肿瘤灌注平均通过时间(MTT)与脑血流成反比
CBF =CBV/MTT
脑肿瘤中
浓密微血管和迂曲侧枝循环 CBV升高 MTT应延长
成像技术和脉冲序列
质子MRS和MRSI 序列 单体素-多体素
单体素 采样小 一般病变 2D定位 对低波谱分辨率组织 化学位移伪影
体素内出血 化学位移成像污染更好 多体素 MRSI 或化学位移成像(CSI) 2D 或3D 采样大 分辨率高 代谢物覆盖兴趣区大 可评价局部和全脑 MRSI+MRI 比较正常和病理组织体素 获得具体代谢物分布
病变部位和对侧正常脑组织代谢物比较
Cho/Cho(n) 和Cho/Cr(n)比值 鉴别 原发胶质瘤水肿 不是传统Cho/Cr or Cho/NAA 非肿瘤侵犯
MRSI 和 DSC MRI数据不仅肿瘤而且肿瘤周围
转移瘤单纯血管源水肿
一些共振峰 帮助细菌性脓肿诊断
亮氨酸 异亮氨酸 缬氨酸 丙氨酸 醋酸盐 琥珀酸盐 甘氨酸
ppm 3.9
3.2 3.0
2.4
2.0
1.3
Normal MR Spectrum
Hunter’s angle
2
1 1 2 WM GM
胆碱复合物
代谢物
Cho ppm 3.2
肌酸-磷酸 肌酸 Cr 3.03,3.94
N-乙酰天门 谷 氨 酸 + 谷 肌醇 冬氨酸 氨酰胺 NAA 2.02-2.05 Glx(Glu+Gl mI n) 2.05-2.5 3.56
血管和周围组织局部磁敏感性改变
血管内外质子自旋降低T2*
成像技术和脉冲序列 动态磁敏感对比增强灌注MRI(DSC MRI) 序列 自旋回波-梯度回波 自旋回波 伪影磁敏感性较小 毛细血管对比磁敏感性增加 梯度回波 毛细血管和较大血管灌注均敏感 减少层厚可降低伪影的磁敏感性 梯度回波用0.1 mmol gadolinium/kg 的磁敏感 度和自旋回波用0.2 mmol/kg相似
脑肿瘤MR波谱和灌注成像病理生理和神经化学