倒转于基线下。乳酸的浓度升高见于肿瘤、缺氧、 梗死、线粒体疾病和蛛网膜囊肿等。
• 5、肌醇（MI）：MI波峰出现于3.56ppm。MI
是激素敏感型神经感受器的一种代谢产物，而且可
能是通过结合反应参与生物转化的葡萄糖醛酸的前 体。MI升高见于Alzheimer病、高渗状态；降低 见于肝性脑病等。
• 6、谷氨酸（Glu）和谷胺酰胺（Gln）：Glu是一 种兴奋性神经递质，在线粒体代谢中起作用；γ-氨 基丁酸是Glu的重要产物；Gln对神经递质的灭活
低、高度恶性星形细胞肿瘤的MRS
胼胝体膝部胶质母细胞瘤
FLAIR
Cho
Cr NAA
MM
MR
S
FLAIR示体素位于病灶的中央部位。STEAM35ms波谱序列获得 波谱曲线，其特征表现是显示明显升高的Lip1.3和Lip0.9波 峰，以及CNI=3.7，提示为高度恶性肿瘤。
右额胶母细胞瘤
FLAIR MRS
胶母细胞瘤
单体素MRS 显示Lip峰 ，很低NAA峰和很高Cho 为胶 母细胞瘤的特征。
胶母细胞瘤
与上图为同一病例。位于增强灶内体素，如体素1-5，9 出现Lip ，很低NAA峰和很高Cho ；增强灶外体素，如 体素6-8也有类似MRS表现，提示有肿瘤细胞浸润。
胶母细胞瘤
与上图为同一病例。位于增强灶内体素（体素1） 出现 Lip ，很低NAA峰和很高Cho ；增强灶外体素（体素2） 也有类似MRS表现，提示有肿瘤细胞浸润。
内波谱显示Lip、Cho峰明显升高，NAA峰未显示；病灶外MRS
基本正常。
右枕单发转移性肺癌
T2WI
MRS
体素1-4位于病灶周围水肿区，体素5、6位于对侧相应区 域。MRS示水肿区域NAA峰的轻度降低，波谱形态和对侧正 常波谱类似。
硬膜转移性肺癌
MRI T1WIC+
MRI T2WI
MRS
T1WI增强示病灶呈较均匀强化，T2WI成像病灶呈等高 信号,体素置于病灶内;MRS病灶内波谱显示Lip、Cho峰 明显升高，NAA、Ala峰未显示。硬膜转移？脑膜瘤？ 未显示Ala峰不支持脑膜瘤诊断。
和调节发挥作用，这两种代谢物可同时发生共振， 其波谱用总和表示，波峰位于2.1-2.5ppm之间。 Glu和 Gln升高见于梗死、梗死的恢复期、肝脏疾 病等；降低见于Alzheimer病。
• 7、脂质（Lip）：脑细胞脂质弛豫时间非常短， 正常情况下不能观察到。使用短的TE可以观察到。 脂质的质子于0.8、1.2、1.5、6.0ppm出现共振 峰。这些波峰由不饱和的脂肪酸的甲基、亚甲基和 乙烯基的质子所构成。Lip升高见于感染、炎症、 肿瘤坏死、中风等。
• 共振峰的面积与共振核的数目成正比，从而进行定 量分析。
• 磷（31P）谱和氢质子（1H）谱。
• 在正常组织中，代谢物以特定的浓度存在， 组织发生病变时，代谢物浓度发生改变。
• 在MRS中，水、NAA、Cr、Cho、脂肪的 共振峰位置不同，这种现象称为化学位移。
谱线
Cr
TMS
横坐标：化学位移，代表频率。以TMS 四甲基硅烷为0，水接近4.8 纵坐标：信号强度
MRS临床应用
一、MRS原理及基本表现
磁共振波谱 （MRS）
• 是目前唯一无创伤性的研究活体器官、组织代谢、 生化变化及化合物定量分析的方法，在分子水平反 映组织代谢的情况。
• 利用磁共振现象和化学位移作用，对特定原子核及 其化合物进行分析。以化合物或单质的化学位移频 率曲线来表达检查结果。
• 不同的原子核都会以略有差异的频率发生共振，并 产生不同的波峰。根据其在MRS上共振峰的位置不 同来区分不同的化合物。
多体素 (2D) ：定位包括病灶中心、病灶边缘、
周边相对正常组织。
单体素定位 多体素定位
二、MRS的临床应用
• 儿童脑发育 • 脑肿瘤 ♣ • 急慢性脑缺血性改变 • 癫痫 • 早老性痴呆 • 代谢性疾病
（一）星形细胞瘤的分级诊断
星形细胞肿瘤的分类
高度恶性星形细胞肿瘤：胶母细胞瘤 （IV 级）和间变性星形细胞瘤（III级） 。
• 4、乳酸（Lac）：Lac峰具有一定特殊的形状。
它由两个独特的共振峰组成，称为双重线 （doublet），是相邻质子J偶联间磁场相互作用 所致。Lac双重线出现于1.32ppm；第二峰出现 于4.1ppm,此峰十分接近水共振峰，因而常被抑 制。正常时脑内Lac水平较低。Lac的存在提示正
常细胞内氧化呼吸抑制而糖酵解加强，被认为是早 期脑梗死的敏感指标。Lac能改变局部神经元的兴 奋性而发挥神经介质作用。TE为272ms时Lac曲 线凸出于基线上，而TE为136ms时，Lac双重线
FLAIR示病灶实质呈稍高信号，周围可见大片水肿区域，MRS示体素1、2位 于病灶实质，体素3-5均位于病灶周围水肿区域，体素6位于病灶对侧相应 部位。MRS示病灶实质内NAA峰明显降低，Cho峰和Lip1.3峰升高，Cr峰降低， CNI>5。病灶周围水肿区域可见类似异常，提示肿瘤浸润。
右侧侧脑室星形细胞瘤
• 2、胆碱（Cho）：Cho波峰出现于3.2ppm,它 包括甘油磷酸胆碱、磷酸胆碱和磷脂酰胆碱的作 用，因而反映脑内总胆碱的储存量。Cho是细胞 膜磷脂代谢的一个组成成分并反映膜的更新，而 且是乙酰胆碱和磷脂酰胆碱的前体，后一种化合 物参与构成细胞膜；而前一种化合物为一种重要 的神经递质，影响记忆、认知和精神状态。Cho 升高见于损伤恢复、胶质增生、肿瘤、脱髓鞘、 感染等疾病；降低见于痴呆、中风、无症状性肝 病等。
低度恶性星形细胞肿瘤：弥漫性星形细胞瘤 （II级）和毛细胞性星形细胞瘤（I级）。
良、恶性星形细胞肿瘤的预后不同
高度恶性星形细胞肿瘤：15-44岁患者治疗后生 存期约为17个月，随年龄增大生存期快速下降， 至65岁时治疗后生存期约为5个月。
低度恶性星形细胞肿瘤：65%同样治疗后生存 期约为5年。
低、高度恶性星形细胞肿瘤的CNI
总结：
• 胶质瘤典型表现为NAA显著降低，Cr中度降低， Cho显著升高。
• Cho/NAA、Cho/Cr、反映胶质瘤的良恶性。 • Cho/NAA比值最重要，肿瘤恶性程度越高，
Cho/NAA比值越高。 • 脂质波峰的出现和升高，肿瘤的恶性度也增加。
MRS在判断肿瘤术后复发中的应用
MRS在肿瘤鉴别诊断中的作用
• 8、丙氨酸（Ala）：Ala为非必需氨基酸，功能 尚不确定。它的波峰出现于1.3-1.4ppm之间，而 且可能由于Lac的存在而模糊。与Lac相似，Ala 波峰当TE由136ms 变为272ms发生倒转。
MRS定位方法
单体素：定位于病灶中心，层厚决定体素大小，与
FOV无关，理想的大小为20*20*20mm。
FLAIR
MRS
DWI
MRSI,体素1、2位于病灶区域, Cho峰较对侧明显升高，NAA峰较对侧明 显降低，MI峰较对侧升高，Cr峰略降低，未见Lip峰。体素3位于对侧， 信号正常。体素4位于瘤周2cm处，信号近于正常，仅NAA峰略低，Cho变 化不著。DWI见肿瘤弥散受限。鉴于病灶区域MI高于对侧者， Cr峰仅略 降低，瘤周信号近于正常，未见Lip峰故应诊断为星形细胞瘤；但病灶 区域Cho信号甚高，NAA峰甚低，CNI>10，提示有恶化倾向。
认识谱线
Lac (0.9,1.4ppm) NAA(2.02 ppm) Glx (2.2-2.4ppm) Cr (3.0ppm) Cho (3.2ppm) mI (3.56,4.06ppm) Lip (0.8-1.3ppm) Ala(1.48ppm)
质子磁共振波谱分析 测得之代谢物
• 1、N-乙酰天冬氨酸（NAA）：NAA的表 现是其N-乙酰基的特征，化学位移位于 2.02ppm。NAA存在于神经元中，是公认 的神经元的一种标志，在神经元破坏时其浓 度下降。NAA升高仅见于Canavan氏病 （海绵状脑白质营养不良症）；降低见于生 理源性（婴儿和老年人）和病理源性（肿瘤、 缺血缺氧和梗死、癫痫、感染、神经退行性 改变、脱髓鞘病变等）。
• 脑内外肿瘤的鉴别 • 肿瘤与非肿瘤性病变的鉴别
MRS对脑内外肿瘤的鉴别
脑外肿瘤不含神经元，MRS检测不到 NAA。
MRS对脑膜瘤的诊断
• 两个特征：NAA峰缺如（缺乏神经 元及胶质细胞）； Cho峰明显升高。
• Cho/Cr是胶质瘤的3倍。 • 可显示苯丙氨酸（Alanine，Ala）峰。
间变性脑膜瘤（Ⅲ级）
FLAIR
T1WI C+
MRS
FLAIR显示体素1-4位于病灶内坏死区和其周围的实质区，MRS病灶 侧波谱显示Cho峰明显升高，NAA峰降低（部分容积效应）,见高的 Lip峰和出现GHS、Gly峰。结合常规MRI，提示间变性脑膜瘤（Ⅲ 级）的可能较大。
间变性脑膜瘤（Ⅲ级）
病灶内明显的大片坏死
核异型和核分裂相
MRS对肿瘤与非肿瘤性病变的鉴别
MRS可用于区别肿瘤和非肿瘤性疾病。 所有肿瘤Cho/Cr比率均大于2，部分非 肿瘤性疾病也可大于2，但其Cho一般不 大于正常对照侧。
肿瘤与脑梗死的鉴别诊断
缺血后的局部神经元和轴突坏死较为显著，而低 度恶性星形细胞肿瘤的恶性程度较低，对于局部 正常组织破坏程度较低，故慢性脑梗死病灶中的 NAA峰降低较低度恶性星形细胞肿瘤更为明显， NAA/nNAA在两者中分别为0.344±0.063和 0.458±0.039。
由于除显示纤维型脑膜瘤征象外，还显示病灶内显示明显的 大片坏死，以及核异型和核分裂相，故应诊断为间变性脑膜 瘤WHOⅢ级。
右侧蝶骨嵴间变性脑膜瘤
MRI T1WIC- MRI T1WIC+ 增强区体素
MRS水肿区体素
MRI T1WI平扫病灶呈等信号，MRI T1WI增强示病灶明显强化。 MRS见 病灶内Cho明显升高，出现倒置Lac峰。距病灶增强边缘 1cm处水肿区设定体素，出现Cho峰升高，提示肿瘤细胞浸润， 为恶性征象。