头颅磁共振波谱成像（MRS）基础与临床

磁共振波谱（magnetic resonance spectrum,MRS）是最典型的分子成像技术之一，能够观察活体组织代谢和生化变化。

波谱成像的基础— 化学位移现象

在相同的磁场环境下，处于不同化学环境中的同一种原子核，由于 受到原子核周围不同电子云的磁屏蔽作用，而具有不同的共振频率。波谱分析就是利用化学位移研究分子结构 。

常用的原子核有：1H MRS主要检测胆碱、肌酸、脂肪、氨基酸、乳酸等代谢物质；31P MRS主要用于能量代谢研究。

原子核的共振动频率与外加磁场强度有很规律的关系，化学位移如果以外加磁场运行频率的百万分之比数（PPM）值来表示，同一原子核在不同的外加磁场下其化学位移PPM值相同，不同的化合物可以根据其在频谱线频率轴上的共振峰的不同加以区别。

氢质子波谱

注：上图纵轴代表物 质的含量，横轴代表 物质共振时的位置，单位为ppm(百万分之几）

常见代谢产物的意义及共振峰位置

1、NAA: N-乙酰天门冬氨酸，神经元活动的标志，仅存在神经元内，如其他出现异常，其峰值往往下降。 第一大主峰位于：2.02ppm 

2、Creatine:Cr肌酸，肌酸和磷酸肌酸的总和，脑组织能量代谢的提示物，峰度相对稳定，常作 为波谱分析时的参照物。第二大主峰位于：3.05ppm

3、Choline:Cho胆碱，细胞磷脂代谢成分之一，细胞膜合成的标志，肿瘤细胞中其细胞代谢活跃，其峰值往往升高。 位于：3.20ppm

4、Lipid:Lip脂质，细胞坏死提示物。 位于：0.9-1.3ppm

5、Lactate:Lac乳酸，两个共振峰组成，TE=144时，双峰向上，TE=288时，双峰向下，正常细胞有氧代谢，检测不到。缺氧时可出现，是无氧代谢的标志。 位于：1.33-1.35ppm 

6、Glutamate: Glx谷氨酰氨 ， 脑组织缺血缺氧及肝性脑病 时增加 位于：2.1-2.4ppm

7、MI:肌醇 代表细胞膜稳定性 判断肿瘤级别 位于：3.8ppm

谱线

注：峰的位置决定了代谢产物，峰下面积代表相对含量

MRS在颅脑疾病中的应用

注：正常脑发育波谱

一、癫痫

磁共振波谱能早期发现癫痫病灶及其导致的细胞损害。

评价指标：NAA/cho+cr指数(NCI)，NCCI小于0.6时，为脑组织代谢功能异常。双侧差值大于0.07时，较低一侧为病灶侧。

注：正常MRS波谱图

注：左侧NAA值降低，NCI左侧：0.54，右侧：0.62.提示致癫病灶位于左侧。动态脑电图显示：左侧颞区频繁棘波放电

二、肿瘤 （胶质瘤，转移瘤，淋巴瘤）

共同点：NAA下降，Cho上升，Cho/Cr值升高，可出现Lip、Lac峰。

不同点：1.胶质瘤NAA随着恶性程度升高而降低；

                2.转移瘤缺乏Cr激酶，降低更明显或者消失；

               3. 淋巴瘤：Lip峰升高明显。

注：病灶区Cho升高（长箭），1.33PPM区出现倒置双Lac峰（短箭）

注：胼胝体区胶质瘤，出现1.33PPM区高Lip峰（长箭），为肿瘤坏死所致

注：脑膜瘤，NAA峰下降消失，Cho峰升高（长箭）， 'M'peak比较典型的脑膜瘤表现

三脑梗塞 （早期、超早期脑梗塞）

在常规MRI仍未发现脑梗塞时，MRS能早期发现Lac峰。NAA往往在出现Lac峰后才开始下降。

注：NAA下降（长箭），Lac峰升高（倒置短箭）

相信大家通读本文后对MRS在脑科学中的应用已经有了大致的了解。MRS在脑科学中的应用已经很广泛，希望大家在以后的学习中逐渐添加MRS疾病谱的相关知识，一起加油！