新生儿缺血缺氧性脑病

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TUhjnbcbe - 2021/11/20 22:21:00

MRS是目前能够进行活体组织内化学物质无创性检测的唯一方法,MRI提供的是正常和病理组织的形态信息,而MRS则可以提供组织的代谢信息。大家都清楚在很多疾病的发生过程中,代谢改变往往是早于形态改变的,因此磁共振波谱所能提供的代谢信息无疑有助于疾病的早期诊断,那么MRS是如何成像的。

技术原理

·利用原子核化学位移现象成像

不同化合物的相同原子核,相同化合物不同原子核之间由于所处的化学环境不同,其周围磁场有轻微变化,共振频率会有差别,这种情况称为化学位移现象,共振频率的差别就是MRS的原理基础

·MRS表示方法

横轴表示化学位移(频率差别)单位为百万分之一(ppm)

纵轴表示信号强度

峰高和峰值下面积反映某化合物的存在和量,与共振原子核的数目成正比

SVPRESSTE=35ms

NAA波(N-乙酰天门冬氨酸):波峰在2.02ppm。仅存在于神经系统,由神经元的线粒体产生,是神经元密度和活力的标志。所有能够导致神经元损伤和丢失的病变都可以表现有NAA波降低和NAA/Cr比值降低,包括脑肿瘤、脑梗死、脑炎等。

Cho波(胆碱):波峰在3.20ppm。胆碱参与细胞膜的合成和降解,与细胞膜磷脂代谢有关,并且是神经递质乙酰胆碱的前体。Cho波增高说明细胞膜更新加快、细胞密度大,通常为肿瘤细胞增殖所致。

Cr波(肌酸):波峰在3.05ppm。包括肌酸(Cr)、磷酸肌酸(PCr),存在于神经元和胶质细胞中,为能量代谢物质。在同一个体脑内不同代谢条件下,Cr+PCr的总量恒定,即信号较稳定,故常用来作参比值。脑肿瘤时,因为肿瘤对能量代谢需求高可导致Cr降低。

Lac波(乳酸):波峰在1.33~1.35ppm,为无氧代谢产物。正常情况下细胞能量代谢以有氧氧化为主,1H-MRS检测不到。而在缺血/缺氧或者高代谢状态如恶性肿瘤时,乳酸信号强度增加。包含两个明显的共振峰,称为“双尖波”,在较短TE(ms、ms)时表现为倒置双峰,在较长TE(ms,ms)时表现为正向双峰。Lac与肿瘤分级关系密切。

MI波(肌醇):波峰在3.56ppm。肌醇为激素敏感性神经受体的产物,也是磷脂酰肌醇和二磷酸磷脂酰肌醇的前体物。MI/Cr比值可以提供肿瘤分级信息,良性肿瘤该比值高于恶性脑肿瘤。也可用于脑肿瘤鉴别诊断,该比值明显增高提示非肿瘤性病变。

Glx波(谷氨酸盐):波峰在2.2~2.4ppm及3.6~3.8ppm。可将Glx波与NAA波比较,如果Glx波高于NAA波三分之一以上,说明Glx增高。Glx明显增高提示非肿瘤性病变。

Lip波(脂质):波峰在0.9~1.3ppm。在短TE(30ms)时波峰较明显。出现脂质波强烈提示组织凝固性坏死,肿瘤和炎症均可表现脂质波增高。

Ala波(丙氨酸):波峰在1.47ppm,正常人测不到。Ala波升高是脑膜瘤的特征,可以区别胶质瘤和脑膜瘤,也可见于垂体瘤。

AAs波(亮氨酸):波峰位于0.9ppm,正常人测不到,仅见于脑脓肿,不见于肿瘤坏死或囊性肿瘤,具有特征性,可用于脑脓肿和肿瘤坏死的鉴别。

Ace波(乙酸盐)和SUCC波(丁二酸盐):分别位于1.9ppm和2.4ppm,与AAs波一样,具有特征性,可用于脑脓肿和肿瘤坏死的鉴别。

波谱的生化背景MRS临床应用

脑肿瘤

癫痫

超急性期脑梗塞

新生儿缺血缺氧性脑病

脑白质病和脑变性性疾病

脑发育

病例介绍星型细胞瘤

星型细胞瘤

星型细胞瘤

脑膜瘤

脑梗死

慢性脑梗死

寄生虫性脑炎

病*性脑炎

肾上腺白质营养不良线粒体肌病

早老年痴呆(AD)

获得MRS的方法

①选择成像序列:激励回波法(STEAM)、点分辨波谱法(PRESS)等②选择检查方法:单体素、多体素③具体操作步骤:参数选择→病变定位→饱和带→预扫描匀场→采集数据→后处理分析

序列选择:

激励回波法(STEAM)连续使用三个90°射频脉冲产生激励回波90°-90°-90°优点:使用短TE(30ms)检测代谢物,如脂质、肌醇只有在短TE才能检出缺点:对运动敏感,信噪比低,对匀场和水抑制要求严格,对T2驰豫不敏感点分辨波谱法(PRESS)使用一个90°脉冲和两个°脉冲产生回波90°-°-°优点:信噪比高,是激励回波法的2倍,可以选择长短TE(ms、ms、35ms),对运动不太敏感,对T2驰豫敏感缺点:选择长TE的话,不容易检测出短T2物质,如脂质

检查方法选择:

单体素

优点:容易实现、成像时间相对较短、磁场不均匀性易克服、谱线定性分析容易

缺点:谱线的基线不稳定

多体素:二维多体素、三维多体素

优点:覆盖范围大,一次采集可以获得较多信息、谱线的基线稳定

缺点:成像时间长、容易受磁场不均匀性的影响

如何获得好的MRS

必要的硬件和软件是基础

序列、方法、参数和位置的合理选择

兴趣区定位注意:

①大小合理选择,过小信号较低,过大容易受周围组织干扰,依据病变大小选择

②避开血管、脑脊液、空气、脂肪、金属、钙化、骨骼和坏死区,因为上述区域容易产生磁敏感伪影,降低了分辨率和敏感性,掩盖代谢物的检出

匀场和水、脂肪抑制:

①匀场:波谱反映的是局部磁场的瞬间变化,任何导致磁场均匀性发生改变的因素,都可以引起波普峰增宽或重叠,使磁共振波谱信噪比和分辨率降低。

②水、脂肪抑制:水、脂肪浓度是代谢物的几十倍,几百倍甚至几千倍,如不抑制代谢物将被掩盖。

③匀场和水抑制后:线宽头小于10HZ,肝脏小于20HZ.水抑制大于95%。

(线宽:化合物最大峰高一半处的谱线宽度称为线宽)

MRS的信噪比决定谱线的质量

波谱检查不成功或出现不能诊断的波谱的原因

①患者不配合,运动等

②匀场不成功

③病变有大量坏死、血液成分、钙化

④病人由于手术夹产生的伪影

⑤类固醇类药物治疗后影响代谢物的水平

⑥甘露醇治疗后会在3.8ppm处出现波分

因此,好的MRS首先需要患者的配合,然后加上正确操作步骤、成像序列的选择、后处理才能得出好的质量的MRS。

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