MRS是目前唯一能夠無創檢測活體組織内化學物質的功能成像技術,盡管目前MRI的軟硬體發展和技術手段均已非常的先進與成熟,但MRS在人體代謝物檢測中的應用還是受到諸多的限制與不足。要想獲得優異的譜線品質需要關注諸多方面的問題,如MRI場強、所選用的序列參數、被檢者的配合度以及操作相關的技巧等等。本期主要分享在MRS成像中的常見問題及個人的一些經驗總結,僅供參考。
MRS的應用要比目前臨床使用的MRI斷層成像早得多,隻是最早的MRS主要用于工業化學上物質的檢測,随着軟硬體發展及技術手段的革新,MRS才被逐漸地應用于醫學人體代謝物的分析,MRS能識别在正常MRI掃描中未能發現的異常信号。
MRS獲得的結果顯示并不是我們臨床中常見的斷層解剖圖像,而是以譜線的形式展示的代謝物成分資訊,對其譜線的解讀較斷層解剖圖像更為複雜。

MRI裝置獲得的幅度/時間資訊,通過傅裡葉變換後獲得幅度/頻率資訊,在頻域上即可對其代謝物區分開來(上圖△,示意圖)。
MRS成像可以檢測到人體内組織的病理和生化改變所導緻的相應代謝物的變化和水準,通過其提供的資訊來反應疾病的病理改變特征。
人體内可進行MRS成像的不隻是H1,還可以是P31、C13、Na23等。由于人體内含氫物質的量和類都極其豐富,是以在臨床上常選用氫質子進行MRS成像,我們常說的MRS成像也就是氫原子譜。
在臨床掃描中對于MRS成像建議使用盡可能高的場強(≥1.5 T)。
在正常的MRI成像中會盡可能的減輕化學位移現象,進而減輕其給圖像帶來的相關僞影,但MRS恰恰是借助于不同物質間精确的化學位移來顯示人體内不同代謝物以及濃度。場強越高化學位移現象越明顯,不同代謝産物之間的差别就會越大,在所得到的譜線中則更容易将它們區分開來。
人體内代謝産物較人體内含的水和脂肪是微乎其微的,是以必須采用壓脂和抑水來消除其極高信号強度對微弱代謝物信号的影響,并采用高場強來保證譜線的信噪比。
人體在代謝過程中會産生非常多的代謝産物,但因其它們之間的濃度差異,以我們目前的MRI的成像方法和手段并不能将其全部的顯示出來。
在實際的MRS掃描中應考慮其可行性和可信性的問題,并不是所有的部位及所有的病變都适合行MRS成像,要想獲得理想的譜線,大體需滿足如下條件:
被檢代謝物之間存在一定的化學位移,這是基礎。
代謝物具有一定的濃度,也就是說病竈不能太小。
足夠的場強能将它們區分開。
足夠的磁場均勻度保證其譜線品質。
成像組織或區域内含脂和含水相對較少。
成像體素内盡量避免包含骨闆、氣窦、血流、腦脊液、金屬、壞死、鈣化、脂肪、出血等有磁敏感效應的組織結構。
在MRS掃描時,并不是直接的點選開始掃描,而是建議首先進行預掃描,通過預掃描獲得獲得相關參數,對其評估是否具備MRS成像條件後在進行正式的MRS掃描。
預掃描獲得磁場均勻度(線寬)參考資訊。
預掃描獲得水抑制參考資訊。
在獲得的MRS譜線上,每種代謝物在譜線上的位置并不會随着場強的變化而變化(ppm與B0無關),而是固定的,其變化的是代謝物對應的峰高和線下面積等數值。
縱坐标為信号強度。
橫坐标為無量綱的ppm。
基準0處于坐标的右側,常以四甲基矽烷的質子譜為内标基準(不同廠商間可能存在差别,具體的參考機型操作手冊)。
譜線中單個代謝物的峰值高低并不具有相應的診斷意義,而是需通過不同代謝物之間的對比才具參考價值。
作為半定量分析的MRS,其缺乏特異性和統一的數值标準,相應結果并不能作為診斷某種疾病的唯一依據。
基線的校正是獲得準确譜峰下面積的關鍵。
如何衡量一幅譜線的品質,适不适合診斷!
磁場的均勻度(線寬),看峰窄不窄。
信噪比,看峰高不高。
抑水是否徹底,看峰幹不幹擾。
基線穩定度,看峰腳齊不齊。
膽堿(choline)和肌酸(creatine)顯示,看二者是否良好分離。
即使是掃描失敗,要能準确地找出其原因,調整掃描方案。
把控好MRS成像中的每個環節都是關鍵,要不然花費幾分鐘時間掃描所得的圖像并不能滿足診斷的話,那又得再次掃描。
被檢者的嚴格制動。
恰當的體素。體素過小會造成信噪比較低及譜線不穩定等。
MRS掃描獲得的最終譜線反應的是整個體素内所有代謝物的綜合資訊。如設定的體素過大,體素内的正常組織和異常組織代謝物之間會被互相的平均,則會造成部分容積效應,不宜<10*10*10mm。同理,如病竈過小,其部分容積效應會很明顯,獲得的譜線對病變的診斷并不具備可靠的診斷價值,是以MRS對微小病竈的診斷價值是極其有限的。
精準定位。
采用純(不傾斜角度)橫/矢/冠位更便于MRS的定位,同時,應觀察所定位的體素在三個方位上是否避開了幹擾譜線的組織及結構;所添加的飽和帶是否覆寫了所定位的體素等。
合理使用飽和帶。
飽和帶并不是越多越好,僅放置于容易幹擾的有信号區域即可,如對骨質和含脂肪豐富的區域添加飽和帶抑制相應信号。
雖然增強圖像更有利對病竈的精準定位,但對比劑可能會改變波譜的形狀,是以建議MRS應在對比劑注射之前進行。
對比劑的注入會改變局部磁場均勻性,導緻譜線線寬的增加、信噪比降低、僞影的增加等,進而影響譜線的解讀。
對比劑注入後會改變譜線某些代謝物的峰高、峰下面積等相關參數,雖然部分文獻表明注射對比劑後對其結果影響甚微(更多的是有血腦屏障的顱内),但也有文獻表明對于乳腺,前列腺等部位,部分對比劑不但會影響波譜的品質,還會對相應結果造成影響。
雖然目前的文獻表明對比劑更多的是影響譜線的品質,但對于最終結果造成多大的影響,還有待進一步的研究。
根據臨床需求合理選擇掃描序列、TE值等。
使用飽和帶是改善成像區域内磁場均勻度極為有效的措施之一。在進行MRS掃描時應充分利用飽和帶改善譜線品質,但飽和帶不宜過多,常采用較窄的2-4條,呈一定角度地放置于容易幹擾的區域即可。
MRS成像過程中,系統會在體素的周邊預設添加與體素平行的飽和帶。
單體素還是多體素!
單體素
多體素
易實作勻場,成像時間較短
不易實作勻場,成像時間更長
體素較大,信噪比較高
信噪比不及單體素的MRS
更有利于短T2物質和微量物質的顯示
更有利較大區域的成像
僅可獲得單個譜線,無法對比
可獲得多個譜線,利于對比
單體素定位時範圍應避開幹擾譜線的組織及結構。
多體素定位時範圍應包含病變、病變周圍組織和部分正常組織便于對比。
STEAM(激勵回波采用)還是PRESS(點分辨率)!
STEAM主要用于短回波MRS,其水抑制效果較好,但信噪比不及PRESS,對運動較為敏感。
PRESS可以用長、短回波MRS,其信噪比相當于STEAM的2倍,臨床掃描中應用更為廣泛。
短TE還是長TE!
短TE
長TE
信号強度高,但基線穩定性差
信号強度不高,但基線穩定
譜線中可見的代謝産物多,提供的資訊較多,但量化更為困難
微量代謝物無法顯示,譜線中可見的代謝産物少,直覺簡潔
可顯示含量較低和短T2代謝物
短T2代謝物不能顯示,利于顯示長T2物質
特定物質的檢出,如Lip、Glx、mI等
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來源:磁共振之家
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