MRS原理

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MRS基本原理成像基础化学位移现象(ChemicalShiftPhenomenon):由于所处的分子结构不同造成同一磁性原子核进动频率差异的现象。同一种磁性原子核如果处于不同的分子中,由于分子化学结构的不同,电子云对磁性原子核的磁屏蔽作用也存在差别,表现出其进动频率的差别。自旋耦合(Spin-Spincoupling):相邻原子核之间的相互作用。磁性原子核的磁旋比是固定不变的,磁性原子核除了受外加静磁场影响外,还受周围电子云和周围其他原子电子云的影响,使磁性原子核所感受的磁场强度略低于外加静磁场的强度,因而其进动频率也略有降低,产生叠加效应,使共振信号发生分裂。频谱显示:选用一种物质做参考基准(1HMRS三甲基硅烷,31PMRS磷酸肌酸),以它共振频率作为频谱图横坐标的圆点。将不同原子基团中的核的共振频率相对于坐标原点的频率差作为该基团的化学位移。信号强度为正常水信号强度的百万分之一(10-6),常用PPM表示,在1.5T场强下水脂共振频率相差220HZ,再此峰之间还有多种浓度非常低的代谢物质所形成的共振峰。MRS需要通过匀场抑制水和脂质峰。MRS基本原理频谱图MRS基本原理频谱图共振峰的共振频率的中心—峰的位置V:化学位移决定磁共振波谱中共振峰的位置。共振峰的分裂。共振峰下的面积和共振峰的高度:吸收峰占有的面积与产生信号的质子数目成正比。在研究波谱时,共振峰下的面积比峰的高度更有价值,因为它不受磁场均匀度的影响,对噪音相对不敏感。半高宽:半高宽是指吸收峰高度一半时吸收峰的宽度,它代表了波谱的分辨率。MRS基本原理频谱参数表面线圈法:将表面线圈置于被检测部位的体表,主要用于周围肌皮肤和肝脏的检查。深部分辨表面线圈法:应用选择性脉冲激发距体表一定距离的单一层面,主要用于心脏检查。选择性激发技术:利用剃度脉冲激发感兴区中心点,可用于脑组织检查。MRS基本原理检查方法单体素:是应用较早的自动检测MRS技术;可在短时间内直接得到波普图,常用的脉冲序列为激励回波发(stimulated-echoacquisitionmethod,STEAM)和点分辨率法(point-resolvedsurfacecoilspectroscopy,PRESS)。STEAM:短TE:一般为20-30ms;易于MI和Lip的显示。PRESS:长TE:一般为135-270ms;其SNR较高,但易受运动伪影影像。MRS基本原理1H-MRS检查方法多体素:(2D和3D)采用化学位移成像(CSI),空间定位由选择性RF及三维梯度递增而定的多维相位编码技术,可同时编码多个体素。优点是一次可采集多个感兴趣的信号,便于进行组织间对比;并可对容积内任一像素进行波普重建。MRS基本原理1H-MRS检查方法NAA:2.02-2.05ppm:与蛋白质与脂肪的合成有关,维持细胞内阳离子的通透性和神经细胞膜的兴奋性。神经元的活动标志,含量反应神经元的的功能状态,减低提示神经元的受损。Cr:3.03ppm/3.94ppm-Cr2:肌酸、磷酸肌酸、γ-氨基丁酸、赖氨酸、谷胱甘肽。脑细胞能量代谢的提示物,在低能状态下升高,反之减低。峰值较稳定,常作为其他代谢物信号强度的参照。MRS神经系统应用意义Cho:3.2ppm:磷酸胆碱、磷酸甘油胆碱、磷脂酰胆碱,反应脑内总胆碱含量。参与细胞膜的合成与蜕变,反应细胞膜活动。评价脑肿瘤重要物质之一,肿瘤细胞的分裂程度影响其信号的高低。Lac:1.32ppm:此峰出现说明细胞内有氧呼吸受抑制,糖酵解增强。在脑肿瘤中Lac峰的出现提示恶性程度较高(胶质母细胞瘤)。无代谢的囊肿和坏死区也可有Lac峰出现。MRS神经系统应用意义Lip:共振峰与Lac相似,其出现提示坏死存在,多见于坏死的脑肿瘤中。MI:3.56ppm:激素敏感性神经受体的代谢物,MI的升高与病灶(慢性病灶尤著)的胶质增生有关。有对星型细胞瘤研究显示,峰值随肿瘤的恶性程度增高二增高。MRS神经系统应用意义疾病NAACrChoLacLipaa肿瘤脓肿梗死MS癫痫MRS神经系统应用常见疾病的特征MRS基本原理成像基础自旋耦合(Spin-Spincoupling):相邻原子核之间的相互作用。在分子中不仅核外电子对质子共振吸收产生影响,临近质子之间也会因之间相互作用影响核磁共振吸收,引起共振谱线的增多(自旋裂分)。自旋耦合强度与共价键多少有关,而化学位移随场强变化。同种原子核在不同化合物中进动的频率不同在MRS上具体变现为频率轴上不同位置而形成不同的峰。

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