运动伪影

大部分不易观察，导致线宽增加，频率分辨力 下降

代谢物在谱线上呈分裂峰，多见于患者头在两 个不同位置上来回运动
在波谱采集定位后患者头部移动，导致采集的 体素并非设定的体素


化学位移伪影—通常只影响单体素采集

化学位移偏离，发生在谱线后处理是拟合算法 不正确时，标记错误

激发的化学位移伪影，出现在应用选层脉冲或 读出梯度时
TR1500ms，TE35ms
TR时间不同的谱线
3000ms
1500ms

PRESS
TE时间不同的谱线
144ms
35ms

PRESS
回波时间的影响
短回波（TE<50ms） +可看到短T2代谢物，如 mI,Glx +信号强度最高 +有已形成的正常值可参 考 +可见脂肪信号 - 基线易不稳

长回波（TE>50ms） +基线平稳 +TE=144有利于观察乳 酸峰 - 很少有脂肪信号 - 信号强度弱 - 丢失所有短T2的代谢 物
胶 质 瘤 病
CSAE5
男 55岁 AIDS， 低热2周，嘴角左偏
CSAE6
MRS提示神经元损伤，出现明显的无氧酵解，无明显胶质 增生Cho升高提示肿瘤性病变不除外，建议增强MRI
CSAE7
男 48岁， 左肾癌术后1年，左侧肢体无力1周
CASE8
女 39岁， 星形细胞瘤术后
CASE9
判读较
脑内肿瘤



胶质瘤的诊断和分级 肿瘤边界的评价 鉴别原发和转移 鉴别肿瘤和某些感染性病变 胶质瘤放疗后坏死与复发的鉴别
CASE1
胶质瘤
少 突 胶 质 细 胞 瘤 级
Ⅱ
CASE2
胶质瘤
Ⅰ— Ⅱ级星形细胞瘤
CASE3
肥 胖 型 间 变 型 星 形 细 胞 瘤
Ⅲ —Ⅳ 级
CASE4

NAA/Cr: 1.41±0.09 Cho/Cr: 0.87±0.07 mI/Cr: 0.60±0.24

后扣带回灰质


左侧脑室后脚旁白质
NAA/Cr: 1.61±0.14 Cho/Cr: 0.96± 0.12 mI/Cr: 0.62±0.06

NAA/Cr: 1.40±0.10 Cho/Cr: 0.68±0.06 mI/Cr: 0.56±0.07

Press：TR1500ms，TE35ms
3.0T vs 1.5T

Press：TR1500ms，TE35ms
1.5T PRESS vs STEAM

TR1500ms，TE35ms
1.5T PRESS vs STEAM

TR1500ms，TE35ms
3.0T PRESS vs STEAM


MRS较成熟的技术

应用于中枢神经系统及前列腺疾病

需要特殊的线圈及软件
31P在肌肉中及中枢神经系统的应用

其他核的波谱技术尚在临床研究阶段
13C、23Na
MRS可以看到什么？
MRS基本概念


不同化学结构中 的氢原子，其进 动频率不同 这种由于所处的 分子结构不同所 致的同一原子核 进动频率出现差 异的现象称之为 化学位移现象


激励回波采集模式（stimulate echo acquisition mode，STEAM）
优点是一次激发就可采集，不需要相位再循环； 水抑制充分；体素边缘的锐利度好；空间定位 准确 缺点是有近50%的信号丢失，造成信噪比较低


点分辨波谱（point resolved spectroscopy， PRESS）


渗透压的动态平衡改变
CASE17
男 69岁， 肝硬化，血氨水平79μmol/L
小儿缺血缺氧性脑病
7月，喂养后无反应
其他（真菌）
活检：培养出 毛霉菌丝
梗死
假瘤性脱髓鞘
ADEM
男 40岁， 头晕1月，四肢无力2周
SLE
癫痫



主要用于颞叶的定侧，文献多采用 TE=135ms/144ms的序列，计算NAA/Cr、 NAA/（Cho+Cr）的比值 有报道：MRS可显示87%的海马的NAA浓度 和NAA/（Cho+Cr）比值异常，其中27%的 病例MRI海马结构无异常 仍有无法判断的病例，需结合EEG/PET等
磁共振波谱技术
张文博
MRS

MRS可以检出具有生理及病生理意义的代谢 物

在体、直接、无创

采集原理:与MRI相同，遵循Larmor定律
MRI：信号的变化随时间变化的函数 MRS：信号的振幅随频率分布的函数

原理

Larmor equation

旋磁比

不同原子核共振的频率不同
MRS应用

活体影像选择波谱 ISIS 激励回波采集模式 STEAM 点分辨波谱PRESS



活体影像选择波谱(image select in-vivo spectroscopy，ISIS)
反转脉冲适用于射频脉冲不均匀的表面线圈， 且磁化矢量全部反应的Z轴上，T2弛豫丢失很 少，有利于短T2的核，常用于31P-MRS 缺点是费时，对运动伪影敏感
机体对代谢物浓度的影响因素



年龄 脑内不同部位 体温 肝、肾参与Cr合成，肝病时Cr下降
糖尿病、肾病、渗透压异常、移植肾、输 液均匀影响MRS的结果
影响比值的因素




序列：明显影响 TE时间：明显影响 TR时间：有些影响 体素位置：明显影响 体素大小：有些影响 磁场均匀性：有些影响
性格改变、行为异常、智能减退、神经错乱 扑翼样震颤、肌张力升高、病理征、共济失调


继发神经元功能异常、代谢异常、星形细 胞水肿、脑内锰异常沉积、脑水肿、神经 元脱失致脑萎缩
肝性脑病的临床诊断

认知功能改变 脑电图节律减慢 大脑神经生化/神经介质动态平衡失常
血氨水平异常 脑脊液的Glx、氨浓度异常
SNR通常在频率域定义为最大代 谢物的峰高度除以无信号区噪声 的振幅的均方根
波谱的基本概念


峰下面积与代谢物浓度 呈正比 线宽与化合物的T2*弛 豫时间和磁场的均匀度 有关，它决定谱线的频 率分辨率
原子核存在共价键，会 形成自旋-自旋偶联， 则表现为特定形态的峰

MRS vs MRI

基于组织中水的T2弛豫 时间，及脂肪的信号 信号来源于全脑，解剖 信息来自质子及分布及 其在及其在不同组织中 的相对弛豫率的不同 T2WI，T1WI，FLAIR
SV vs CSI

单体素波谱


化学位移成像

容易实现 成像时间相对短 相对容易克服磁场不均 匀的影响 谱线的基线稳定 谱线的定性分析好

覆盖范围大，一次采集 获得较多信息 成像时间长



容易受到磁场不均匀的 影响 谱线质量常受影响
单体素波谱
多体素波谱
代谢物分布图
MRS的伪影


MRS vs MRI

基于代谢物的T2弛 豫时间
信号来源于脑的特 定区域 PRESS，STEAM， CSI


MRS的空间定位

准确采集感兴趣区容积（volume of interest， VOI）体素内的信号，而不被VOI以外的信 号污染，是MRS成功的关键
单体素 多体素

MRS选用的序列
脑脓肿与脑囊性肿瘤的鉴别
CASE10
脑膜瘤：Cho升高，NAA及Cr几乎消失，提示脑外肿瘤
CASE11
男 69岁， 癫痫发作半月，有失语，右手抽搐，右侧肢体无力。肺部发现一肿块 外院发现颅内多发占位半月，增强多呈环形强化
代谢性脑病
线粒体脑肌病

MELAS发病机制

多由于mtDNA的A3243G点突变，线粒体的结 构及功能异常，导致细胞呼吸链受损，ATP形 成障碍，组织代谢能量不足，出现的无氧酵解， 产生乳酸，易出现在需氧量较多的组织。
左侧海马硬化
女 15岁，发作抽搐2年
ห้องสมุดไป่ตู้呆的研究
男 72岁， 记忆力障碍8年， 阿尔茨海默病
精神疾患的研究

国外研究较多
精神分裂症 情感障碍（抑郁，焦虑 多动症等


形态学多正常，期望MRS提供有用的代谢物 质改变信息
总结


MRS可提供补充的信息 在某些疾病评价上增强诊断信心 更好的理解疾病的病生理状态 可以进行定量半定量的分析

VOI的有效设置
灰质
白质

Hunter，s angle
32
64
96
128
常规采集参数

SV：


CSI：

PRESS序列 TR1500ms TE35ms VOI 2*2*2cm NAV：128 采集时间短
PRESS序列 TR1500ms TE35ms VOI 10mm* Matrix 16*16 采集时间长
主要是运用了重聚相位的1800脉冲，减少了信 号的丢失 选择长回波时间时（TE>50ms）会导致短T2代 谢物的丢失，且信噪比下降

MRS的技术考虑

不同的场强 不同的序列（PRESS或STEAM） 不同的参数（TE）
所得的谱线均会有差别，代谢物比值也有所 不同