MRI功能成像 | MRS(1)
磁共振波谱(MRS)是利用磁共振中化学位移现象来测定物质组成成份的一种检测方法。它是目前唯一能在活体内检测人体内特定代谢产物成份含量及分布的一种方法。
作者:王晋君
来源:1影1世界
作者介绍
磁共振波谱成像
(MRS)
波谱之难,难于上青天,就是很多影像专业的医生或学生也望而生畏。
但临床医生就是没见过也听说过,尤其是神经内外科,但其具体应用却不一定清楚。
影像教科书所讲波谱?别提了!
来看看是怎样一条险途:质子、磁场、频率……入场就晕;成像过程、复杂定位、各项参数……无法入静;耐心等待,精确匀场,喧闹声后,终于好戏出场,推出一波动感曲线,却仍是天人天语,化学位移、半峰宽度、面积积分等等,一晕到底,直接放弃吧。
影像套路长,我要回临床,好吧,今天咱就从一个临床医生的角度来看,从日常工作中的实例出发,从最常用到东西入手,让临床医生朋友们轻松认识磁共振波谱。
病人检查回来,递到我们手上的是一摞片子,神秘好奇焦急地望着我们,想从我们这里得到他想知道的种种困惑,其中就有磁共振波谱,简单,大多数就下面这相样子:
大脑MRS图
上面的MRS就是磁共振波谱(Magnetic Resnance Spectroscopy,MRS),它是利用磁共振中化学位移现象来测定物质组成成份的一种检测方法。
教科书讲:它是目前唯一能在活体内检测人体内特定代谢产物成份含量及分布的一种方法。可与MRI相互补充,用于疾病的辅助诊断。
右面三幅是定位图,上面有小方框,是MRS的具体位置,也就是说所检测的是这个位置上的一块脑组织(一般同1-2cm^3的体积)内的各种代谢产物的含量。
下面的曲线,就是所谓的波谱,的确是个谱线,和我们高中时学到的各种谱线是类似的,是一个座标图,其横轴是共振的频率,单位是ppm,不同的位置代表了不同的化学位移(太深奥,没办法,此处略过……个字的描述),也就是不同的代谢产物,也就是说不同代谢产物百万分之一的差异也能显示出来。
不同的物质在横轴上的位置是不同的,但也基本上是固定的,所以一般可以根据所在位置,查出是什么代谢产物。
纵轴是不同化学成份丰度的相对含量。
以脑组织波谱为例吧,能看到这么几个波峰:
最高尖的一个是NAA(N-乙酰天门冬氨酸),在2.03ppm的位置,代表神经元的多少,神经元损伤时此波会减低。
第二个高的是CHO(胆碱),在3.2ppm的位置处,它代表着细胞膜的合成,所以各种疾病细胞膜合成活跃时,CHO峰会升高。
在胆碱峰的左边有一个小峰,位于3.03ppm的位置,是Cr(肌酸),它的含量一般是稳定的,所以常用它来作为内参照物。
正常情况下,在脑组织,它们三个逐步升高,呈渐升三角。
正常脑组织MRS,几个主要波峰呈向上的线性关系
此外,还有几个常见的波峰。LAC(乳酸),位于1.32ppm处,常呈双峰形态,当细胞内缺氧,无氧代谢旺盛时,LAC峰升高,也见于线粒体脑病。
GLX(谷氨酸谷氨酰胺),位于2.3ppm和.376ppm,是一种兴奋性神经递质,肝性脑病、缺氧性脑病时会升高。
MI(肌醇),波峰位于3.56ppm,是胶质细胞标志物,是最重要的渗透压和细胞容积调节物,新生儿较高,低级别胶质瘤可升高,肝性脑病或脑梗死时会减低。
不同代谢产物化学位移位置及其意义
这下明白了?那咱们也来务个虚,磁共振波谱的原理是不是非常高深呢?
大家知道,即使在均匀磁场中,由于化学结构的不同,局部小磁场是不可能完全均匀的,所以同一种原子在不同物质中其共振的频率是不同的,这种频率差异叫作化学位移现象。
磁共振波谱,实质上就是某种原子在不同分子中化学位移的空间分布图。
人体内含量最多的是H1质子,所以目前广泛用于临床的是H1质子波谱,用于大脑、前列腺等;其它的还有p31谱,它能反应能量代谢的产物ATP、ADP等的含量变化,常用于心肌、骨骼肌病变。