临床磁共振波谱学

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1、临床实践中的神经波谱学检查第一部分成功波谱学检查的7个“奥妙”神经波谱学或磁共振波谱学（MRS）已从理论研究领域进入临床实践阶段。所有主要的MR生产厂家都为神经波谱学检查的自动化贡献了力量，现在检查时不再需要MR物理学家在场，只需技术人员像典型的MR序列检查那样按钮操作即可。成千上万的文献资料已证实神经波谱检查的临床效用，也有数十篇医学综述探讨了如何将该技术应用于广泛的神经系统障碍。然而，很少有文献涉及在临床实践中如何采集神经波谱这一实际问题。本章基于我们使用1.5T扫描仪十多年的临床经验以及应用国际临床神经波谱学教程培训技术人员和放射科医师的体会，旨在证明用于临

2、床诊断的既定方案并概述临床成功采集波谱的策略。引言由于MR技术人员在成像检查和波谱检查方面的目标相差很大，故其术语和方法也有些许不同。成像检查者需要清楚、详实且无运动伪影的影像，而波谱学检查者需要的是由界限清楚的波峰和极少伪影组成的波谱。一个波峰由两个参数组成：（1）峰高或如何轻易将代谢产物和噪声辨别开来，这受信噪比（SNR）原理的影响；（2）谱线宽度或波峰有多窄，这受磁场均匀性的影响。因此波谱学检查者的目标是利用本章将要讨论到的一系列不同参数来最大化上述两个组分。同样的类比，成像检查者是用不同的序列方法如T2w或FLAIR序列来探讨一定的病理特征，而波谱学检查者

3、是用不同的方案来诊断不同的疾病。这些方案可概括地分为局部和总体方案，每种都需要不同的方法来获取上述两个参数。在我们开始制定并形成临床波谱学纲要时，很快就发现成功波谱学检查的“奥妙”是一致性，即一旦确定了检查方法或指南就必须遵守执行。在任何临床MR单位，所有技术人员必须遵从该指南以保证不同患者波谱的可靠性。一致性对于确保临床诊断在全世界范围的“通用”也是必要的。信号和均匀性接下来的几节，我们将讨论通过改变不同的参数使波谱效果达到最佳。有两个组分可实现信号的最佳化，即SNR和均匀性。SNR高时，很容易将代谢产物波峰（信号）从其周围更小的波峰（噪声）中辨别出来，见图1。

4、高SNR对于放射科医师和自动分析软件判读波谱是至关重要的。在信号采集过程中始终保持高SNR是控制波谱质量的首个要求。影响SNR的因素（按影响顺序排列）有体素大小、信号平均（采集）次数、回波时间（TE）、定位序列和弛豫时间（TR）。均匀性是指感兴趣区（VOI：体素就是要检查区域的一个长方形）磁场的同一性。真正均匀场的VOI磁场很少有变化（图2A）。非均匀场的VOI磁场性质有变化（图2B）。1.5T磁场图1信噪比的定义。标记CH3的大波峰为信号，同时显示峰间噪声。信噪比就是这两个测量高度的比值。强度时的“尖锐”型波谱表现为连贯且相对较窄的谱线宽度（＜3Hz），如图2D

5、所示。波谱学检查主要用于脑组织的原因是此处的磁场均匀性非常好。牙套影响磁场是磁场不均匀的一个极端例子。VOI均匀场可减少伪影的出现，而伪影将会使波谱变得难以判读。伪影能影响整个波谱或只影响化学位移的一定区域。但是，这些伪影都有可能完全避免。导致均匀性问题的原理将在体素位置一节中讨论。信号采集方案通读本章后就会发现实际上只有两种采集波谱的方法，即局部和总体方案。应用于波谱学的定义如下：·局部方案：从特殊感兴趣区采集的波谱因患者而异。例如在脑肿瘤波谱学检查中，肿瘤位置、大小和均匀性因患者而异。因此理解每个参数的基本概念是很重要的，可在不同情况下发挥其各自的优点。·总体

6、方案：从特殊感兴趣区采集的波谱在所有患者都是一致的。对这类波谱学检查要采用明确的方案。例如在诊断阿尔茨海默病时，技术人员总是将体素定位于脑组织顶后叶的扣带后回（PCG），这种情况下不同患者之间的信号很少有变化。因此，必须非常留意以确保完全遵从方案来操作。患者体位患者体位对保持不同患者以及每次检查结果的一致性具有关键性作用，这一点对波谱学监测治疗或确定药物疗效很重要。越来越多的临床医师正在将波谱学作为一种无创检查工具，通过神经波谱学检查来定量确定疾病是如何进展的。如果检查时患者头的位置与其治疗前首次MRS检查时的不符，那么在治疗后比较MRS检查的结果会愈发困难。图2

7、均匀性好和差的例证。（A）该MRI图像证实含不同类型组织和动脉的体素（示为正方形）。这是个极不均匀区域。（B）该图像中的体素（正方形）是个极均匀区域。（C）图A中不均匀体素的长回波波谱结果，可见信号低且Cho和Cr之间劈裂不足证明均匀性差。（D）图B中均匀体素的长回波波谱结果，质量虽不是很好，但有足够的信号可用来判读。·用相同的解剖学位置界标患者：眉毛对每个患者都是很容易确定的位置（图3）。通过常规在相同位置界标，能确保获得磁体孔径内最大程度的均匀性。·保证患者的头位于中心：患者头颅的左侧半和右侧半应该是对称的。这对旨在比较脑组织对应区域的检查是至关重要的。·设法

8、将线圈中央