核磁共振波譜診斷腦瘤技術(shù)（化學(xué)指紋）,.,2第八組,磁共振波譜(MRS),MRS：是一種新興的無創(chuàng)性體內(nèi)觀察組織代謝的方法,在腦腫瘤的基礎(chǔ)和臨床研究中具有重要價(jià)值。在提高腦腫瘤診斷準(zhǔn)確率、鑒別腫瘤復(fù)發(fā)與放射治療后壞死、了解腫瘤的代謝特性及預(yù)測(cè)腫瘤臨床進(jìn)程等方面具有重要意義,且能為臨床制訂合理的治療方案提供幫助。,3第八組,一、基本原理與成像技術(shù)1、磁共振波譜（MRS） 一種利用核磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用對(duì)一系列原子核及其化合物進(jìn)行分析的方法。MRS是目前無損傷性的研究人體器官和組織代謝、生化改變及化合物定量分析的方法之一。,.,4第八組,化學(xué)位移（chemical shift） 同一種原子核，在不同的分子中，由于周圍電子云的結(jié)構(gòu)、分布和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，周圍電子云對(duì)其產(chǎn)生不同的屏蔽作用磁屏蔽（化學(xué)環(huán)境）,.,5第八組,1H在H2O和脂類(-CH3)具有不同的化學(xué)環(huán)境，則有不同的進(jìn)動(dòng)頻率： = B = （1-）B0 -屏蔽常數(shù),.,6第八組,.,7第八組,不同，即使在同一B0中，不同的化合物的相同原子核由于其所處的化學(xué)環(huán)境不同，其周圍磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)有細(xì)微變化，共振頻率也會(huì)有所差別化學(xué)位移 在1.5T主磁場(chǎng)中， H2O和脂類中的1H的共振頻率分別為63.75Hz及210Hz（相差3ppm）化學(xué)位移的單位表述赫茲（Hz）相對(duì)值（ppm）：頻率的百萬分之一,.,8第八組,二、技術(shù)方法,參考像,選取ROI,空間定域,勻場(chǎng),抑水,掃描,.,9第八組,單體素采集（對(duì)一個(gè)體素的化合物濃度進(jìn)行分析）多體素采集（計(jì)算ROI內(nèi)所有體素化合物的平均濃度）,2D-CS 3D-CSI,激勵(lì)回波序列點(diǎn)解析波譜,基本過程,.,10第八組,NAA,Cr,Cho,Lac,Glx,Cr,3.9 3.2 3.0 2.4 2.0 1.3 ppm,三、正常圖象分析1、常見化合物的化學(xué)位移及其作用,.,11第八組,位于2.0ppm 主要位于神經(jīng)元上，是公認(rèn)的神經(jīng)元標(biāo)志物， NAA降低往往提示神經(jīng)元的脫失或功能障礙。,（1）NAA氮-乙酰天門冬氨酸,.,12第八組,位于3.2ppm，與細(xì)胞膜磷脂代謝有關(guān)，參與細(xì)胞膜構(gòu)成，并且是乙酰膽堿的前體； Cho升高，反映膠質(zhì)增生、細(xì)胞增殖和膜轉(zhuǎn)運(yùn)增加。,（2）Choline膽堿復(fù)合物（甘油磷酸膽堿、磷酸膽堿和膽堿）,.,13第八組,位于3.0ppm(少量位于3.94ppm) 作用:高能磷酸鹽的儲(chǔ)備形式及ATP和ADP的緩沖劑； 其含量相對(duì)較穩(wěn)定，常被作為1H MRS相對(duì)定量測(cè)量 時(shí)的參照物。,（3）Creatine肌酸（ Cr ）和磷酸肌酸（ pCr ）,.,14第八組,位于1.3ppm, PRESS序列 TE=144ms時(shí)，呈倒置雙峰 TE=288ms時(shí)，呈正置雙峰 正常情況下檢測(cè)不到，常出現(xiàn)于缺血缺氧時(shí)。,（4）乳酸（Lactic acid）,.,15第八組,位于3.6ppm 星形細(xì)胞內(nèi)的一種重要的滲透遞質(zhì)，參與調(diào)節(jié)滲透壓，營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞及生成表面活性物質(zhì)；作為星形細(xì)胞的標(biāo)志物。,（5）MI肌醇,.,16第八組,位于2.22.4ppm 一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì) 在缺氧、肝性腦病或腦腫瘤等時(shí)升高,（6）Glx谷氨酰胺及谷氨酸復(fù)合物,.,17第八組,2、如何定量 （1）絕對(duì)定量： （2）半定量： 直接測(cè)代謝峰下的面積 （3）相對(duì)定量： 計(jì)算比值：NAA/CR CHO/NAA CHO/CR NAA/（CHO+CR）等 相對(duì)定量可以消除生物體及外磁場(chǎng)等的影響，應(yīng)用較多。,.,18第八組,在正常人群中，各種代謝物的濃度并非一成不變，具有個(gè)體差異，而且隨年齡的變化代謝物濃度有規(guī)律地變化。,32w,4y,3mon,9y,.,19第八組,（一）腦血管?。ǘ┠[瘤及腫瘤樣病變（三）顳葉癲癇（四）老年性癡呆：Alzheimer病等（五）一些兒童腦疾病（六）其他： Parkinson病、白質(zhì)腦病、肝性腦病、 精神分裂癥、MS等,四 1H MRS在顱腦中的應(yīng)疾病診斷用,原來有那么多用處??！,.,20第八組,MRS在腦腫瘤中的應(yīng)用價(jià)值 1H MRS對(duì)腦腫瘤的臨床應(yīng)用具有廣泛的應(yīng)用前景，主要有幾個(gè)方面：1、星形細(xì)胞瘤與急/亞急性腦梗塞、局灶性炎癥的鑒別2、環(huán)形增強(qiáng)病變的鑒別3、腫瘤的定性診斷及良、惡性分級(jí)4、界定腫瘤界限、指導(dǎo)治療方案、5、評(píng)估腫瘤治療效果,.,21第八組,腦腫瘤的波譜 實(shí)質(zhì)內(nèi)NAA消失或降低，Cho顯著升高，Cr輕度下降，可有Lac/Lip出現(xiàn)。 壞死囊變區(qū)內(nèi)NAA、 Cho、 Cr均明顯降低，伴L(zhǎng)ac 峰。,.,22第八組,T,E,Necrosis,normal,NAA,Cho,Lip,Cr,.,23第八組,星形細(xì)胞瘤、腦梗塞的1H MRS代謝物比值分析表 Cho/NAACho/Cr NAA/Cr (Lac+Lip)/Cr星 形 2.120.31* 2.260.76* 0.910.18 0.450.19梗 塞 0.810.62 0.910.46 0.880.17 0.680.14 P 值 0.023 0.021 0.75 0.62,1.1、星形細(xì)胞瘤與急/亞急性腦梗塞的鑒別,.,24第八組,腦梗塞：正常神經(jīng)元功能障礙或死亡，細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)減慢或失，能量代謝下降，可以導(dǎo)致NAA，Cho 和Cr降低，但是，由于乏氧造成糖酵解增加，使Lac明顯增高。 星形細(xì)胞瘤：腫瘤細(xì)胞增殖、細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)增強(qiáng)，而正常神經(jīng)元被替代，因此Cho明顯升高，NAA顯著降低，Cho/NAA、Cho/Cr明顯增高。,.,25第八組,Normal,Normal,.,26第八組,附表：星形細(xì)胞瘤和局灶性腦炎的波譜代謝物比值 例數(shù) Cho/NAA Cho/Cr 星形細(xì)胞瘤 11 2.120.312.260.76 局灶性腦炎 5 0.850.291.130.95 P值 0.05 0.05,1.2 星形細(xì)胞瘤與局灶性炎癥的鑒別,.,27第八組,腫瘤的定性診斷腦膜瘤 腦膜瘤系腦外腫瘤，理論上不包含NAA，但Cho顯著增高。 丙氨酸峰Ala（1.47ppm）的出現(xiàn)，是其特征性改變。轉(zhuǎn)移瘤 NAA消失； Cho明顯升高；Cr降低； 出現(xiàn)Lac和/或Lip峰。膠質(zhì)瘤 NAA明顯下降（級(jí)別越高，下降越明顯），Cho顯著升高，Cr降低；可出現(xiàn)脂質(zhì)波及乳酸峰，提示腫瘤的脂性壞死和缺氧程度。,2腫瘤的定性診斷及良、惡性分級(jí),.,28第八組,腫瘤良、惡性分級(jí),高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤腫瘤實(shí)質(zhì)的1H-MRS代謝物比值分析表例數(shù) Cho/NAACho/Cr NAA/Cr (Lac+Lip)/Cr低級(jí)別 102.020.312.260.760.910.18 0.450.19高級(jí)別 352.880.492.761.030.830.28 1.381.71P值 0.032 0.285 0.779 0.168,.,29第八組,Cho/NAA=3.30,.,30第八組,Cho/NAA=5.12,.,31第八組,附表：轉(zhuǎn)移瘤與高級(jí)別膠質(zhì)瘤瘤周水腫波譜代謝物比值 例數(shù) Cho/NAA Cho/Cr 轉(zhuǎn)移瘤 10 1.330.33 1.940.61 高級(jí)別 35 2.030.63 2.280.74 t值 0.70 0.33 P值 0.006 0.230,3、界定腫瘤界限、指導(dǎo)治療方案,.,32第八組,膠質(zhì)瘤：高級(jí)別膠質(zhì)瘤瘤周水腫區(qū)有腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)，Cho顯著增高，NAA、Cr明顯下降， Cho/ Cr、 Cho / NAA 增高，尤其Cho / NAA ； 非浸潤(rùn)性腫瘤（良性腦膜瘤、轉(zhuǎn)移瘤等）瘤周沒有腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)，不出現(xiàn)病理性譜線。,.,33第八組,normal,tumor,tumor,necrosis,edema,edema,edema,edema,edema,.,34第八組,1、腫瘤實(shí)質(zhì)；2、3腫瘤下方水腫區(qū)；4、5、6、7腫瘤內(nèi)側(cè)水腫區(qū),腦膜