颅内疾病的H1MRS检查课件

颅内疾病的H1+MRS检查颅内疾病的H1+MRS检查WhatCanWeSeeintoMRspectroscopy?lWhatCanWeSeeintoMRspectMRS的原理l由于质子空间位置的不同，根据Lamour方程，自旋频率有轻微的差别：化学位移；l1H有10ppm=640Hz(1.5T）l31P有30ppm=770Hzl13C有200ppm=5000Hzl19F有2000ppm=120000Hzl空间定位PRESS或者PRIME，抑制水中的1H信号，MRS的原理由于质子空间位置的不同，根据Lamour方程，自whatifthenucleiemitslightlydifferentfrequencyenergy?lwhatdeterminesthefrequency?energydifferencelfieldstrengthB0whatifthenucleiemitslightlB0appliedfieldl Larmorfrequencyl magicnumberfornucleus(gyromagneticratio)purelyempiricalWhatistherealfieldthatanucleussees?lmixtureofoutsidefieldandlocalenvironmentB0blueHisdifferenttogreenHsofrequencyshouldchangeB0 appliedfieldB0blueHisdA possible toy spectrumfrequencyllooksmorelikerealspectroscopydifferentnucleigivedifferentpeakslarealspectrum?ApossibletoyspectrumfrequenRecordingaspetrumexcitemanydifferentfrequencessortoutfrequencieswithFouriertransformRecordingaspetrumexcitemanySpectrumwithSpectrumwithsplittingsplittingdiagramfromlwhendoweseesplitting?H-C?H-C-C-HNHCHCHCH2OCCH3CH3SpectrumwithsplittingdiagramrealsplittingdiagramfromrealsplittingdiagramfromMRS的技术和影响因素l1、扫描技术：H1+、P31、13C、19F等；较常见的是1H和31P；l2、H1+MRS：Singlevoxel，Multi-voxel,3-D等；l3、TE时间影响显示的波峰，如短TE显示的波较多（10、25ms),长TE（144、135ms等）；l4、脑的不同部位和年龄影响组织内分子的含量，附近组织的影响。l5、最小的Voxel为4mm,实验用甚至达2mm；一般化学物质浓度0.5mM-10mM。MRS的技术和影响因素1、扫描技术：H1+、P31、13MRS成像技术l如何定位：采用三个相互垂直的90度选层剃度；PRESS采用90180180度；l1、STEAM和PRESS的区别:前者不易受周围的信号污染，后者定位不如前者准确但是S/N是前者的2倍；l2、CHESS抑制水分子的信号：预饱和；MRS成像技术如何定位：采用三个相互垂直的90度选层剃度；脑正常H+波谱分析l1、NAA（N乙酰天门冬氨酸），2.022.6ppm,在神经细胞内，由神经元的线粒体产生；l2、Cr（肌酸/磷酸肌酸Pcr），3.02ppm,能量代谢物；l3、Cho(胆碱复合物），3.23ppm，磷酸胆碱(PC)和甘油酸胆碱(GPC)，细胞膜和脂质中，细胞膜的合成和降解；l葡萄糖：3.4和3.8ppm,糖尿病可以升高。脑正常H+波谱分析1、NAA（N乙酰天门冬氨酸），2.02l4、Lac（乳酸），1.33ppm,双峰结构，正常脑组织内无；l5、MI（肌醇），3.56ppm，少量为氨基乙酸和1-磷酸肌醇，与脑的渗透调节和细胞膜磷脂代谢有关，为胶质细胞的指标；良性者升高，MI/Cr明显升高提示为非肿瘤性病变,短TE更明显，长TE受J-coipling影响；l6、Glx(谷氨酸盐/谷氨酰胺/氨基丁酸）脑内活性物质，2.2-2.4ppm和3.6-3.8ppm,Glx高于NAA的1/3，提示升高，Glx明显升高提示为非肿瘤性病变，脑缺氧、肝昏迷、癫痫精神分裂等；l7、Lip脂质波，1.4ppm,提示组织坏死，髓鞘发育前可以发现Lip波。4、Lac（乳酸），1.33ppm,双峰结构，正常脑组织内MRsMRsPROBE-SVPROBE-SV颅内疾病的H1MRS检查课件2DMRSPECTROSCOPY2DMRSPECTROSCOPY2DMRSPECTROSCOPY2DMRSPECTROSCOPY2DMRSPECTROSCOPY2DMRSPECTROSCOPY颅内MRS正常值颅内MRS正常值MRSMRSMRSMRS新生儿颅脑MRS特点lMI 和Cho在新生儿较成熟脑高；lMI在最初的的数月下降，Cho随着髓鞘化而下降；lNAA和Cho出生时都很低，Cho在4月内持续升高并保持恒定，NAA在第一年保持恒定；l成年后金属沉积波增宽；新生儿颅脑MRS特点MI和Cho在新生儿较成熟脑高；颅内疾病的H1MRS检查课件颅内疾病的H1MRS检查课件颅内病变的MRSl肿瘤MRS特点：NAA下降甚至无，Cho升高，Cr可以下降，出现Lac以及Lip波；l鉴别肿瘤和炎症：脓肿内出现氨基酸波Aas（0.9ppm),出现在长TE序中，短TE可能与Lip重叠；Cho,Cr和NAA下降，醋酸盐（1.92ppm)、琥珀酸盐（2.4ppm)、Aas为细菌分解产物；但是在霉菌以及寄生虫感染没有AA；l脑囊虫：Cho,Cr和NAA下降，Lac和Aas升高，醋酸盐（1.92ppm)、琥珀酸盐（2.4ppm)和Aas升高提示非肿瘤；颅内病变的MRS肿瘤MRS特点：NAA下降甚至无，Cho升高l结核瘤：显著特点是Lip,NAA、Cho、Cr和MI减少甚至缺失；l脑炎：NAA和NAA/Cr下降，慢性期更加明显，Cr下降，Cho和Cho/Cr显著升高，尤其疱疹病毒感染，出现MI提示炎症；l弓形虫感染和淋巴瘤：淋巴瘤的NAA/Cr、NAA、Cr和MI降低，Cho升高，Lip和Lac升高，前者的Cho下降；结核瘤：显著特点是Lip,NAA、Cho、Cr和MI减少甚左额叶病灶，长T1长T2信号左额叶病灶，MRS波谱分析MRS波谱分析GlioblastomaAbscessGlioblastomaMRimagesofapatientwithabrainabscessMRimagesofapatientwithaMRimagesofapatientwithabrainabscessMRimagesofapatientwithaMRSMRSRepresentativeinvivo1HMRspectraforsixcerebralabscessesdemonstrateaninvertedresonancearound0.9ppm,whichcorrespondstoaminoacids.AA=aminoacids,Ac=acetate,Ala=alanine,Lac=lactate,ms=millisecond,Suc=succinate.Representativeinvivo1HMRsMRS-abscessMRS-abscess颅内疾病的H1MRS检查课件颅内疾病的H1MRS检查课件脑脓肿的MRS1、在强化的脓肿壁、脓腔和周围水肿区内见显著和典型的Lac波，脓腔脓肿壁周围水肿区;2、脓肿壁、脓腔和周围水肿区内NAA下降，但是脓肿壁脓腔;3、随着Lac峰从中心向周围水肿区递减，Cho和Cr递增。脑脓肿的MRS1、在强化的脓肿壁、脓腔和周围水肿区内见显著和succinate(Succ),acetate(Ac),alanine(Ala),lactate(Lac),andaminoacids(AA).succinate(Succ),acetate(Ac)MRS在良恶性胶质瘤中的意义l1、NNA显著降低，Cr中度降低，Cho升高；l2、Lip和Lac提示肿瘤缺氧和坏死；l3、Cho/NAA值与恶性相关性明显；l4、出现Ala、Gly和PEA与恶性程度有关；l5、MI以及MI/Cr，良性者较高；MRS在良恶性胶质瘤中的意义1、NNA显著降低，Cr中度降低Headacheandepilapsyina35yearmaleHeadacheandepilapsyMRSin6and16voxelMRSin6and16voxelMulti-voxelMRSofgliomaMulti-voxelMRSofglioma49yearfemalepatient49yearfemalepatientTIWI,+CandMRSTIWI,+CandMRSGliomatosiscerebriGliomatosiscerebri胶质瘤不同区域MRS值比较l胶质瘤不同区域MRS值比较胶质瘤lNAA/Cho,1肿瘤中心，2肿瘤周边，3周围水肿，4对侧正常区域。胶质瘤NAA/Cho,1肿瘤中心，2肿瘤周边，3周围水肿，NAA/CrNAA/CrCho/CrCho/Crl肿瘤中心区、边缘区和周围水肿区NAA/Cho和NAA/Cr递增；lCho/Cr和乳酸值递减；l肿瘤强化区内NAA下降，于强化区可见乳酸峰。肿瘤中心区、边缘区和周围水肿区NAA/Cho和NAA/CBraininfarction:NAA降低，出现乳酸峰Braininfarction:DiffusionandMRSDiffusionandMRSAcontrol,B-lowgradeastroma,C-analplasia,D-GBM,MIdecreasedwithgradingAcontrol,22-year-oldmanwitholigodendrogliomaInvolvingthelefttemporallobandbasalgangliaregion.NAAandCho(NAA/Cho=0.72)22-year-oldmanwitholigodend25-year-oldwomanwithlow-gradeastrocytomainrightthalamusandsubsequentinvasionoftheleftthalamusviathemassaintermedia。NAA/Choratio(0.66)withprominentlactatepeak25-year-oldwomanwithlow-graAD,healthycontrolsubject(A),low-gradetumor(B),ananaplasticastrocytoma(C),GBM(D).2000/272/128(TR/TE/excitations)AD,healthycontrolsubject(JPA(Juvenilepilocyticastrocytoma)JPA(JuvenilepilocyticastrocyPNETandependymomaPNETandependymomaHarmatoma,tuberoussclerosisandcorticaldysplasiaHarmatoma,tuberoussclerosisCerebralinfarctionHIECerebralinfarctionHIEnear-drowningnear-drowningTwelve-month-old presenting with pneumonia and seizure episodeTwelve-month-oldpresentingwi颅内疾病的H1MRS检查课件Four-month-old with severe shaking injuryFour-month-oldwith颅内疾病的H1MRS检查课件脱髓鞘疾病的MRSl1、NAA、NAA/Cr降低，Cho、Cho/Cr、MI、MI/Cr升高，出现Lac和Lip;l2、假肿瘤样的MS：肿瘤的NAA下降更明显，MI/Cr升高提示为MS；l3、PML进行性多发脑白质病：MI、MI/Cr中度升高；与淋巴瘤鉴别；l4、其它；脱髓鞘疾病的MRS1、NAA、NAA/Cr降低，Cho、ChMS斑块区域和正常区域MRSMS斑块区域Tumefactivedemyelinatinglesion.Gliomaornot?Gliomaornot?脑内和脑外肿瘤l1、脑膜瘤和神经鞘瘤：无NAA和Cr；l神经鞘瘤在3.6ppm出现磷酸肌醇峰；l脑膜瘤出现Ala(1.2-1.4ppm),Cho和Glx升高，Cho显著，Cr和Lip下降，l转移性肿瘤：无NAA，Lip和Lac显著，DBM和M均可有显著的Lip峰；脑内和脑外肿瘤1、脑膜瘤和神经鞘瘤：无NAA和Cr；MetastasistumorMetastasistumor颅内疾病的H1MRS检查课件l肿瘤复发和放射性脑炎：前者恢复肿瘤特性，后者NAA、Cr、Cho、MI下降或者缺乏，Lip和Lac峰；l原始神经外胚层肿瘤（PNET)：除了其它肿瘤特征外有明显的丙氨酸和Glx，Cho升高超过星形细胞瘤和室管膜瘤，3.65ppm处有Gly-Mi的升高；l颅咽管瘤：出现Lip峰；肿瘤复发和放射性脑炎：前者恢复肿瘤特性，后者NAA、Cr、脑膜瘤MRS结果1、除了其它MRI的固有的特征外，MRS显示Cho显著升高，NAA缺乏，Cr明显下降或缺乏。其中1/3于肿块内可见NAA波峰；2、于肿块内部可测到Lac峰，于肿瘤旁白质内未见Lac峰。脑膜瘤MRS结果1、除了其它MRI的固有的特征外，MRS显示MRSMRSMRSMRSMRSMRS脑内转移性肿瘤MRS1、2/3于中心区NAA缺乏，但是在肿瘤边缘可见下降的NAA峰。Cho升高，Cr明显下降或缺乏。2、肿块内2/3见在1.33ppm左右单峰波，可能为坏死的脂质成份。3、转移性肿瘤的Cho/Cr:5.22,3.58,2.02和1。脑内转移性肿瘤MRS1、2/3于中心区NAA缺乏，但是在肿瘤转移性肿瘤的Cho/Cr：转移性肿瘤的Cho/Cr：听神经鞘瘤的MRS1、在肿瘤的实性和囊性变区NAA和Cho下降,囊性变区域Cr明显下降或缺乏；2、实性区域或肿块中心可测到Lac,囊性变区域无。3、周围脑组织无Lac，NAA、Cho和Cr与对侧相似，NAA甚至略高。听神经鞘瘤的MRS1、在肿瘤的实性和囊性变区NAA和Cho下颅咽管瘤的MRS1、囊性部分NAA、Cho和Cr均缺乏；2、无Lac；3、本例（9岁）见阻塞性脑积水，于MR信号表现正常岛叶相对于Cho和Cr，NAA下降，NAA/Cho、NAA/Cri、和Cho/Cri分别为：0.47、0.88和1.92。颅咽管瘤的MRS1、囊性部分NAA、Cho和Cr均缺乏；MRSMRSMRSMRSMRSMRSMRSMRSMRSMRS代谢性疾病lLeighsDisease:脑组织中出现Lac,NAA、Cho和Cr下降，NAA明显；lMELAS病：在脑实质以及CSF中发现乳酸峰；l肝性脑病：myo-inositol(MI)/(Cr)Cho)/Cr下降，Glx/Cr升高，肝移植后可以恢复到正常；代谢性疾病LeighsDisease:脑组织中出现LaclLeighsSyndromelintwinsistersLeighsSyndromeLeighsDiseaselLeighsDisease颅内疾病的H1MRS检查课件颅内疾病的H1MRS检查课件颅内疾病的H1MRS检查课件颅内疾病的H1MRS检查课件颅内疾病的H1MRS检查课件Imagesfromthecaseofa31-year-oldmanwithMELASsyndrome,whichwasdocumentedbyapointmutationinthemitochondrialtRNA(Leu)Imagesfromthecaseofa31-yOne-year-old with Canavan diseaseOne-year-oldwithCanavandiseEight-month-old with Alexander disease，short and long TEEight-month-oldSix-year-old boy with genetically confirmed creatine transporter defectSix-year-oldboywithgenetica颅内疾病的H1MRS检查课件ProtonMRspectroscopyinapatientwithlefthippocampalseizuresandlactateProtonMRspectroscopyinapaProtonMRspectroscopyinapatientwithlefthippocampalseizuresandlipids/lactateProtonMRspectroscopyinapaInitialandfollow-upprotonMRspectroscopyinapatientwithlefthippocampalseizuresInitialandfollow-upprotonM感谢您的聆听！感谢您的聆听！