大量已發(fā)表的研究表明，質(zhì)子(氫1 [¹H])磁共振(MR)波譜學(xué)已從研究工具演變?yōu)榕R床神經(jīng)成像模式。在此，作者總結(jié)了磁共振波譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的應(yīng)用，并對常見的數(shù)據(jù)采集和處理程序進(jìn)行了深思。本文闡述了¹H磁共振波譜在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床評估中的作用。¹H MR譜在腦腫瘤、新生兒和兒童疾病(缺氧-缺血、遺傳性代謝性疾病和創(chuàng)傷性腦損傷)、脫髓鞘疾病和感染性腦損傷的臨床應(yīng)用已得到證實(shí)。¹H磁共振波譜應(yīng)用的疾病越來越多，已經(jīng)擴(kuò)展到神經(jīng)退行性疾病，癲癇和中風(fēng)。為了促進(jìn)MR波譜學(xué)方法的臨床推廣和標(biāo)準(zhǔn)化，本文提供了數(shù)據(jù)采集和分析、質(zhì)量評估和解釋的指南。最后，作者提出了建議，以加快穩(wěn)健磁共振波譜方法在臨床環(huán)境的應(yīng)用。

自1980年MR成像發(fā)展初期，它在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)診斷評估中的應(yīng)用對病人管理產(chǎn)生了重大影響。隨著1.5T全身核磁的出現(xiàn)，利用水的質(zhì)子（氫1[¹H]）信號可以對中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行前所未有的細(xì)節(jié)成像。作為結(jié)構(gòu)MR成像的補(bǔ)充，¹H MR波譜學(xué)已經(jīng)成為一種頗具吸引力的方法來評估正常和病變的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的代謝物水平，特別是隨著圖像控制、局部MR波譜學(xué)獲取技術(shù)的發(fā)展。這些早期的定位技術(shù)包括點(diǎn)解析波譜學(xué)(PRESS)和模擬回聲采集模式(STEAM)，這些方法現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于臨床磁共振波譜學(xué)分析中。

初步研究顯示，在急性中風(fēng)、慢性多發(fā)性硬化和腦腫瘤中，代謝物水平與健康大腦有很大差異。雖然這項(xiàng)工作在“大腦的十年”(1990-1999)的早期激發(fā)了人們對¹H磁共振波譜診斷和評估中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的興趣，但許多次優(yōu)的研究和缺乏一致的指導(dǎo)方針導(dǎo)致了這樣一種情況：即20年后，磁共振波譜仍然被一些醫(yī)療專業(yè)人員和衛(wèi)生保健組織認(rèn)為是一種“調(diào)查技術(shù)”。然而，作出早期、無創(chuàng)診斷或增加對可疑診斷的可信度的能力受到患者和臨床醫(yī)生的高度重視。因此，越來越多的成像中心正在將磁共振波譜技術(shù)納入他們的臨床方案中，以便對選定的患者進(jìn)行腦部檢查。為了促進(jìn)磁共振波譜在臨床環(huán)境中的廣泛應(yīng)用，這一共識聲明鼓勵(lì)數(shù)據(jù)采集、分析和結(jié)果報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)化。

在評估成像技術(shù)對衛(wèi)生保健的影響時(shí)，建議評估六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：(a)技術(shù)可行性，(b)診斷準(zhǔn)確性，(c)診斷影響，(d)治療影響，(e)對結(jié)果的影響，和(f)社會(huì)影響。雖然磁共振波譜肯定滿足前兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但只有少數(shù)研究表明它對鑒別診斷、患者治療和結(jié)果有廣泛的影響，沒有一個(gè)研究測量了其社會(huì)影響(即成本效益分析)；因此，對磁共振波譜學(xué)社區(qū)來說，將重點(diǎn)放在將量化磁共振波譜學(xué)在多大程度上改善診斷和導(dǎo)致患者治療的變化從而改善結(jié)果的研究上仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)和高度優(yōu)先的任務(wù)。這篇共識文章是由來自大學(xué)和MR供應(yīng)商的成像科學(xué)家、神經(jīng)放射學(xué)家、神經(jīng)學(xué)家、腫瘤學(xué)家和臨床神經(jīng)科學(xué)家組成的國際小組撰寫的，目的是闡述¹H MR波譜學(xué)在臨床評估中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的影響。磁共振波譜學(xué)共識小組成立于2011年10月至2012年4月。在2012年5月召開的國際磁共振醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)第20次科學(xué)會(huì)議和2013年4月召開的國際磁共振醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)第21次科學(xué)會(huì)議上，小組通過與成員的電子郵件通信和電話會(huì)議共同起草和確定了手稿。
大腦¹H磁共振譜:代謝物及其生物標(biāo)志物的潛力

磁共振波譜提供了一個(gè)非常不同于磁共振成像的基本“讀出”，即波譜而不是圖像(圖1)。雖然磁共振圖像通常顯示為灰度圖像，放射科醫(yī)生通過目視檢查信號強(qiáng)度和幾何結(jié)構(gòu)來解釋這些圖像，但磁共振波譜由共振或峰組成，這些共振或峰表示信號強(qiáng)度作為頻率的函數(shù)(通常表示為百萬分之幾，一個(gè)相對的、磁場獨(dú)立的頻率標(biāo)度)。在磁共振譜成像中，波譜的獲得是從一個(gè)選定的大腦區(qū)域（即單體素）獲得波譜或者從多個(gè)大腦區(qū)域獲得波譜。波譜數(shù)據(jù)格式在放射學(xué)中沒有先例，就像放射影像膠片中的MR一樣，這可能是MR波譜在臨床影像界接受較慢的原因之一。然而，目前可用的分析方法可以幫助在臨床環(huán)境中自動(dòng)、可靠地量化磁共振波譜。

體內(nèi)¹H MR譜主要關(guān)注在1 - 5 ppm的化學(xué)變化范圍內(nèi)的碳結(jié)合質(zhì)子(圖1)，可以描述在足夠高的濃度(在每克微摩爾范圍內(nèi))和在MR譜時(shí)間范圍內(nèi)移動(dòng)的代謝物。其中包括神經(jīng)代謝物NAA、神經(jīng)膠質(zhì)代謝物mIns、含膽堿化合物如環(huán)磷膽堿和磷膽堿、神經(jīng)遞質(zhì)Glu和γ-氨基丁酸、抗氧化劑谷胱甘肽和抗壞血酸以及其他重要代謝物如Cr、磷酸肌酸、Gln和乳酸（Lac）。在特定的臨床條件下會(huì)產(chǎn)生額外的代謝物，如膿腫中的琥珀酸和醋酸鹽，各種異常情況下的脂質(zhì)，甚至是通過血腦屏障的外源性物質(zhì)，如注射一些非腸道制劑后的丙二醇和至少在適度飲酒后的乙醇。

圖1：在3.0 T下從健康受試者的枕葉（20*20*20 mm³，T1加權(quán)軸向圖像）的感興趣體積中獲得的¹H MR波譜，用STEAM序列（重復(fù)時(shí)間毫秒/回聲時(shí)間[TE]毫秒= 5000 / 8; 128次重復(fù)）。 tNAA =總N-乙酰天門冬氨酸（NAA），tCr =總肌酸（Cr），tCho =總膽堿，Glu =谷氨酸，Gln =谷氨酰胺，mIns =肌醇，MM =大分子。

可量化代謝物的數(shù)量取決于所選擇的脈沖序列和參數(shù)，以及波譜分辨率和信噪比(SNR)，這受到許多因素的影響，包括靜態(tài)磁場強(qiáng)度，B0場均勻性的質(zhì)量，和使用的射頻線圈。主要單線諧振來源于總MR可見NAA（tNAA）(即NAA + N-乙酰天冬氨酸谷氨酸)、tCr(即Cr +磷酸肌酸)和tCho(即主要磷酸膽堿+甘油磷酸膽堿)，可在所有臨床磁場強(qiáng)度和幾乎所有實(shí)際TEs高達(dá)280 msec范圍內(nèi)進(jìn)行量化。在1.5 T和較短的TEs(PRESS為25 - 35msec，STEAM為20msec或更短)下，mIns和Glu和Gln的組合也可以被量化。在磁場強(qiáng)度3.0T及以上時(shí)，短TEs(如γ-氨基丁酸和谷胱甘肽)可檢測到附加代謝物，而且可以把Glu與Gln分離出來。在短TEs和場強(qiáng)度為7.0或9.4 T時(shí)，最多可定量測定18種代謝物。

利用磁共振波譜檢測到的代謝物的一個(gè)子集可以作為生理和病理狀態(tài)的生物標(biāo)志物。對于至少一種MR波譜檢測的代謝物，NAA，來自細(xì)胞、體外大腦和組織學(xué)研究的證據(jù)明確表明，在成熟的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，NAA只存在于神經(jīng)元、軸突和樹突中，而不存在于膠質(zhì)細(xì)胞中。結(jié)合人類大腦體外標(biāo)本的¹H MR波譜結(jié)果和體內(nèi)數(shù)據(jù)，這些觀察結(jié)果有力地證明了NAA是神經(jīng)元完整性的生物標(biāo)志物。此外，NAA水平可能反映線粒體(dys)功能。因此，tNAA（主要由NAA組成，N-乙酰天冬氨酸谷氨酸的貢獻(xiàn)很小）通常被用作體內(nèi)活神經(jīng)元存在或?qū)嵸|(zhì)損傷評估的陽性或陰性生物標(biāo)志物。一般認(rèn)為，升高的mIns是膠質(zhì)增生的標(biāo)志，而高tCho可能是細(xì)胞增殖、膜周轉(zhuǎn)率增加或炎癥的標(biāo)志。乳糖升高表明厭氧糖酵解，可能被認(rèn)為是幾種異常的非特異性MR波譜生物標(biāo)志物。
CNS疾病的MRS

神經(jīng)系統(tǒng)疾病在全世界影響多達(dá)10億人，是造成殘疾和人類痛苦的主要原因。診斷往往是復(fù)雜的，有效治療的時(shí)間窗口可能是有限的。磁共振成像以其良好的軟組織對比，通常被選擇來檢測腦損傷，其形態(tài)細(xì)節(jié)以及對水含量和物理性質(zhì)變化的敏感性非常好。然而，傳統(tǒng)的MR成像不能描述細(xì)胞密度、細(xì)胞類型或生化成分的變化——所有這些都可以用MR波譜來研究。此外，不同的病理生理損害往往表現(xiàn)為相似的磁共振成像外觀。因此，磁共振成像和磁共振波譜是診斷疾病和監(jiān)測疾病進(jìn)展和治療反應(yīng)的輔助工具。

在接下來的章節(jié)中，首先報(bào)告¹H磁共振波譜在疾病評估中的臨床影響，在這方面，它已經(jīng)被證明是有價(jià)值的，接下來，介紹磁共振波譜在疾病中的潛在臨床用途，在過去20年中，大量的研究活動(dòng)已經(jīng)發(fā)生，并在實(shí)驗(yàn)室之間取得了一致的結(jié)果。分類依據(jù)：

（a）證明MR波譜比其他常用臨床成像方法具有更高的診斷準(zhǔn)確性；

（b）¹H MR譜中存在與疾病相關(guān)的特定代謝物；

（c）侵入性診斷需求減少的證明。一般來說，“病人準(zhǔn)備”的應(yīng)用涉及到在單個(gè)MR譜中檢測到的大疾病效應(yīng)，有些疾病涉及細(xì)微的波譜變化，這些變化在個(gè)別情況下難以檢測，而¹H MR波譜未來有望對這些疾病的患者管理做出貢獻(xiàn)。表1（見原文）總結(jié)了本文涵蓋的CNS疾病實(shí)體，并列出了這些疾病的目標(biāo)代謝產(chǎn)物。

 
¹H MR波譜可用于臨床決策的神經(jīng)系統(tǒng)疾病

大腦腫瘤 

神經(jīng)腫瘤學(xué)的臨床決策是由一個(gè)多學(xué)科小組完成的，該小組會(huì)結(jié)合來自許多來源的信息，包括MR成像。盡管在腦腫瘤患者的臨床管理中起著核心作用，但僅憑MR成像并不能為許多重要的臨床問題提供答案。這些包括將腫瘤與其他局灶性病變（巨脫髓鞘斑塊，腦炎）區(qū)分開來，獲得對非典型環(huán)增強(qiáng)局灶性病變（即高級別神經(jīng)膠質(zhì)瘤，轉(zhuǎn)移瘤，淋巴瘤和膿腫）的明確診斷，確定異質(zhì)性膠質(zhì)瘤的最佳活檢部位，監(jiān)測對治療的反應(yīng)，并區(qū)分治療引起的變化和復(fù)發(fā)性腫瘤。MR波譜學(xué)可以提供所有這些關(guān)鍵臨床領(lǐng)域的信息，并且越來越多地被用作MR成像的輔助手段。

最早關(guān)于人類腦腫瘤的報(bào)道，以及體外樣本和癌細(xì)胞的研究，都表明磁共振波譜為腦腫瘤的非侵入性評估提供了巨大的潛力。例如，MR波譜學(xué)結(jié)合灌注成像對腫瘤與非腫瘤性病變的鑒別提供了72%的敏感性和92%的特異性。同樣地，當(dāng)使用這兩種方法識別高級別和低級別膠質(zhì)瘤時(shí)，其敏感性為93%，特異性為60%，與常規(guī)MR成像相比，敏感性有了顯著提高。

大型多中心研究已經(jīng)確定了單體素磁共振波譜和模式識別算法診斷腦腫瘤組織學(xué)和分級的準(zhǔn)確性。短TE-MR波譜對主要成人腫瘤類型（腦膜瘤、低級別膠質(zhì)瘤、多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、轉(zhuǎn)移瘤）的所有成對比較的準(zhǔn)確率約為90%，但多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤與轉(zhuǎn)移瘤除外，其準(zhǔn)確率為78%，結(jié)合短時(shí)間和長時(shí)間的TE-MR波譜對兒童主要腦腫瘤類型（毛細(xì)胞星形細(xì)胞瘤、髓母細(xì)胞瘤和室管膜瘤）的診斷準(zhǔn)確率為98%。最近，磁共振波譜技術(shù)有助于識別具有異檸檬酸脫氫酶突變的膠質(zhì)瘤亞型，這是一個(gè)基于2-羥基戊二酸水平的活體分子指紋圖譜的例子。

很少有研究將磁共振波譜的診斷準(zhǔn)確性與傳統(tǒng)的磁共振成像進(jìn)行比較，但有一項(xiàng)研究確定了多中心數(shù)據(jù)構(gòu)建的決策支持系統(tǒng)的附加價(jià)值。與單純磁共振成像相比, ¹H MR波譜數(shù)據(jù)改善了低級別和高級別腫瘤預(yù)測;低級別腫瘤的接受者工作特征曲線下面積為0.93 (MR成像+ MR波譜)，僅用MR成像是0.81；而高級別腫瘤的接受者工作特征曲線下面積為0.93 (MR成像+ MR波譜)，僅用MR成像為0.85。

圖2：星形細(xì)胞瘤的MR波譜學(xué)。世界衛(wèi)生組織(a) II級(n = 14)和(b) IV級(n =42)星形細(xì)胞瘤的平均(實(shí)線)和標(biāo)準(zhǔn)偏差(陰影區(qū))¹H MR譜(1.5 T, STEAM或PRESS, 2000/30，每個(gè)譜包含平均128-256次重復(fù))。與正常大腦相比，tCho/tCr比值明顯升高且tNAA缺失(見圖1)。低級別腫瘤中的Lac可能是缺氧和/或代謝向糖酵解方向轉(zhuǎn)移的結(jié)果，這在癌癥中很常見。在高級別腫瘤中，大分子(MM)和脂質(zhì)(Lip)信號(化學(xué)位移2.0、1.3和0.9 ppm)與壞死有關(guān)。Glx 是 Glu和Gln的組合。

tCho升高和tNAA降低通常被認(rèn)為是腦腫瘤的診斷特征（圖2）。此外，1.3 ppm的突出信號通常來自與壞死或缺氧相關(guān)的細(xì)胞質(zhì)液滴中的脂質(zhì)，通常與更高的級別和較差的存活率相關(guān)（圖2）。相反，膿腫和結(jié)核瘤等非腫瘤性病變通常表現(xiàn)出氨基酸和脂質(zhì)升高。在腦腫瘤中觀察到的其他代謝產(chǎn)物包括在原始神經(jīng)外胚層腫瘤中的牛磺酸，在腦膜瘤中的丙氨酸以及在高級兒科腫瘤中的甘氨酸。如果需要進(jìn)行活檢以進(jìn)行診斷，則tCho / tNAA比值可以幫助區(qū)分具有最高細(xì)胞密度的實(shí)體瘤和水腫。在腫瘤周圍區(qū)域中檢測到tCho / tNAA的比值升高進(jìn)一步反映了腫瘤的侵襲性，因此可用于區(qū)分高級別神經(jīng)膠質(zhì)瘤與在腫瘤周圍區(qū)域中表現(xiàn)出接近正常波譜的腦轉(zhuǎn)移瘤。作為診斷性病情檢查一部分（包括傳統(tǒng)的gadolinium核磁共振成像和彌散加權(quán)和灌注磁共振成像），波譜學(xué)也被證明在低級別和高級別腫瘤的診斷中起著決定性的作用，在轉(zhuǎn)移瘤和高級別腫瘤的診斷中也起著決定性的作用。

MR波譜學(xué)可用于在不進(jìn)行手術(shù)的情況下，例如在彌漫性腦干神經(jīng)膠質(zhì)瘤和脊髓髓內(nèi)腫瘤中，對腫瘤患者確定預(yù)后并指導(dǎo)治療計(jì)劃。tCho/tNAA峰值比至少為2.1（無論是TE為144或270msec的單體素波譜學(xué)還是TE為280msec的MR波譜學(xué)成像），提示兒童彌漫性橋腦膠質(zhì)瘤預(yù)后不良。預(yù)后MR波譜標(biāo)記對于治療分層很重要，可以幫助識別從一開始就某些腫瘤類型需要加強(qiáng)治療的患者。其中包括在異檸檬酸脫氫酶-1突變的神經(jīng)膠質(zhì)瘤中檢測2-羥基戊二酸，在兒科星形細(xì)胞瘤中增殖的檸檬酸以及高MR波譜-在高危兒科腦腫瘤中可見的鞘脂和低谷氨酰胺的飽和脂質(zhì)。tCho/tNAA比值在長TE磁共振成像中超過2.1，已被用于識別多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中更具侵襲性表型的區(qū)域，以改進(jìn)伽瑪?shù)斗派渲委煛?/span>

在神經(jīng)外科治療計(jì)劃中，MR波譜在區(qū)分腫瘤區(qū)域與良性病變方面發(fā)揮作用，并與其他MR成像方法一起，在建立它們與關(guān)鍵的正常大腦結(jié)構(gòu)的關(guān)系方面發(fā)揮作用，尤其是在膠質(zhì)瘤中。浸潤性膠質(zhì)瘤的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出T2所定義的腫瘤主體。一項(xiàng)研究報(bào)告稱，磁共振波譜所定義的異常區(qū)域平均比T2高強(qiáng)度成像所描繪的異常區(qū)域大24%，并且腫瘤細(xì)胞的組織學(xué)和免疫組織化學(xué)表現(xiàn)證實(shí)了tCho/tNAA比值升高的準(zhǔn)確性。另一項(xiàng)研究顯示未經(jīng)治療的多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者對側(cè)半球的mIns和Gln水平升高，這一發(fā)現(xiàn)提示早期腫瘤浸潤。此外，所有級別的膠質(zhì)瘤有時(shí)可能具有瘤內(nèi)異質(zhì)性，盡管其影像學(xué)特征具有明顯的同質(zhì)性。通常會(huì)發(fā)現(xiàn)具有惡性影像學(xué)特征的低級少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤，具有良性影像學(xué)特征的非增強(qiáng)性高等級神經(jīng)膠質(zhì)瘤以及低度惡性膠質(zhì)瘤的惡性灶部位。在低度膠質(zhì)瘤中，發(fā)現(xiàn)浸潤性腫瘤細(xì)胞(靠近或遠(yuǎn)離腫塊)非常重要，因?yàn)檫@些可能是腫瘤復(fù)發(fā)的原發(fā)部位。腫瘤浸潤的描述是(a)術(shù)前決策、(b)術(shù)中MR成像引導(dǎo)下的切除、(c)術(shù)后隨訪和附加治療(術(shù)后放療和/或化療)的重要組成部分。MR波譜顯示了與組織學(xué)類型和分級的空間相關(guān)性，反映了手術(shù)前腦腫瘤的異質(zhì)性：tCho/tNAA比值大于2,Lac/tNAA比值大于0.25，長TE (144 msec)的MR波譜學(xué)成像中存在的脂質(zhì)是高分級腫瘤的特征，這使得在MR成像中相鄰的腦實(shí)質(zhì)得以劃分。另外，57%的疑似病例中tCho/tCr率較高，且Lac存在，近期術(shù)中3.0 T的1H MR譜圖有助于區(qū)分腫瘤與非腫瘤異常，對手術(shù)成功率和患者預(yù)后有積極影響。

圖3：膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的¹H MR譜。磁共振增強(qiáng)T1加權(quán)圖像和磁共振波譜網(wǎng)格(3.0 T, PRESS, 1700/30，三次重復(fù)，切片厚度= 20mm，矩陣大小= 16*16，總采集時(shí)間= 6分46秒)，以及來自對比度增強(qiáng)區(qū)域體素的代表性波譜。(a)反復(fù)發(fā)作的多形性膠質(zhì)瘤患者的圖像和波譜顯示tCho/tCr比值升高，脂質(zhì)(Lip)和Lac水平升高。(b) 經(jīng)組織學(xué)證實(shí)的放射后損傷病例的圖像和波譜顯示脂質(zhì)(Lip)和Lac水平顯著升高，tCho/tCr比值呈現(xiàn)正常。

波譜可以幫助避免不正確的腫瘤進(jìn)展診斷，如果在常規(guī)MR成像后處理引起的變化不明確的情況下，這可能導(dǎo)致不適當(dāng)?shù)氖中g(shù)，其他治療和患者痛苦。例如，tCho/tNAA比值能可靠區(qū)分復(fù)發(fā)性膠質(zhì)瘤與放療后損傷(圖3)。同樣，MR譜(tCho/water)單獨(dú)或聯(lián)合常規(guī)MR成像，可進(jìn)一步有助于評估對抗癌治療的反應(yīng)。MR波譜（tCho / tCr和tCho / tNAA）和動(dòng)態(tài)磁化率對比MR成像單獨(dú)顯示診斷準(zhǔn)確度分別為84.6％和86％；當(dāng)將合并數(shù)據(jù)用于腫瘤再生和治療后損傷時(shí)，準(zhǔn)確度提高到93.3％。MR波譜（tNAA / tCho比和tCho濃度）結(jié)合動(dòng)態(tài)磁化率對比MR成像具有100％的陽性和陰性預(yù)測值以區(qū)別治療后的變化，這比傳統(tǒng)MR成像（陽性預(yù)測值50％）和氟18脫氧葡萄糖正電子發(fā)射斷層顯像（PET）（陽性預(yù)測值，67％;陰性預(yù)測值，60％）更準(zhǔn)確。但是，動(dòng)態(tài)磁化率對比MR成像顯示出明顯的假陽性率，而MR波譜法則并非如此，這一發(fā)現(xiàn)表明MR波譜法在分離腫瘤復(fù)發(fā)和治療后損傷方面具有增加的價(jià)值。

總而言之，磁共振波譜學(xué)為磁共振成像增加了診斷和預(yù)后的益處，并有助于腦癌的治療計(jì)劃和監(jiān)測。
小兒疾?。喝毖跞毖约膊?、遺傳性代謝疾病和創(chuàng)傷性腦損傷

早在1990-1991年，1H磁共振波譜就被用于兒童大腦成像，它是許多專業(yè)學(xué)術(shù)健康中心和兒童醫(yī)院常規(guī)成像協(xié)議的一部分。對于新生兒來說，定量評估缺氧缺血引起的腦Lac是臨床腦損傷最早的影像學(xué)指標(biāo)之一(圖4)，而持續(xù)的高Lac與較差的預(yù)后相關(guān)。波譜學(xué)可以作為評估低溫療法治療效果的一種手段，低溫療法是一種經(jīng)過證實(shí)的用于圍產(chǎn)期窒息的神經(jīng)保護(hù)療法。

圖4：¹H MR波譜學(xué)在新生兒圍產(chǎn)期缺氧缺血早期評估中的應(yīng)用。

在圍產(chǎn)期窒息后12小時(shí)(a-c)和10天后(d, e)進(jìn)行MR成像。

（a）軸向T2加權(quán)圖像未顯示信號異常，

（b）從右基底神經(jīng)節(jié)獲得的頻譜(1.5 T, PRESS, 1500/288, 192 repetitions) 顯示Lac共振顯著增加，同時(shí)保留了tNAA，tCr和tCho共振。

（c）具有軸向視擴(kuò)散系數(shù)圖的擴(kuò)散加權(quán)圖像（回波平面成像；30個(gè)方向；b=700 sec / mm2）顯示無擴(kuò)散異常。

（d）軸向T2加權(quán)圖像顯示了殼核和丘腦中高（白色箭頭）和低（黑色箭頭）信號強(qiáng)度的區(qū)域，代表明顯的缺血性出血性病變。

（e）軸向質(zhì)子密度圖像顯示出明顯的病變擴(kuò)展。

盡管罕見，但遺傳性代謝疾病是神經(jīng)兒科中的重要疾病。在某些遺傳性代謝疾病中，臨床癥狀是由于代謝產(chǎn)物的積累引起的，這些代謝產(chǎn)物要么具有神經(jīng)毒性，要么會(huì)干擾正常功能。如果在MR波譜中可以看到積聚的物質(zhì)，則可以使用其在波譜中的存在或升高來進(jìn)行診斷。由于在體內(nèi)無創(chuàng)地檢測代謝缺陷的獨(dú)特能力，磁共振波譜在臨床上已被證實(shí)對患有代謝異常的新生兒有用。例如，丙酮酸（加上Lac和/或丙氨酸）和琥珀酸的存在分別是丙酮酸和琥珀酸脫氫酶復(fù)合物缺陷的早期指標(biāo)。在非酮癥性高血糖血癥中，特別是在長TEs時(shí)，檢測到升高的甘氨酸水平是臨床診斷，盡管腦出血在高甘氨酸水平的解釋中存在混淆。 tNAA水平明顯升高是Canavan病的診斷標(biāo)志。

在其他遺傳性疾病中，可以通過MR波譜法檢測出由于合成或運(yùn)輸減少而引起的代謝物減少。缺乏或嚴(yán)重降低的tCr水平提供了有限的對三種潛在的遺傳缺陷的鑒別診斷：在未治療的有Cr合成缺陷（胍基乙酸甲酯甲基轉(zhuǎn)移酶或精氨酸：甘氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶缺乏癥）的兒童中觀察到最低的tCr水平，并且治療導(dǎo)致至少部分腦tCr正?；▓D5）。與健康對照組相比，患有鉻轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白缺乏癥的男性的大腦中tCr濃度降低了四到五倍。這些病人不論是否加精氨酸和甘氨酸都無法從Cr治療中受益。在案例研究中描述了由于NAA合成缺陷而導(dǎo)致的tNAA缺失。

圖5：神經(jīng)代謝紊亂的¹H MR波譜。（a，b）年齡3歲2個(gè)月治療前鳥嘌呤乙酸甲酯甲基轉(zhuǎn)移酶缺乏癥女孩的白質(zhì)波譜（1.5 T，PRESS MR波譜成像，3000/30，六個(gè)加權(quán)平均值，體素尺寸= 10*10*15 mm3）；（a）口服肌酸補(bǔ)充劑治療3.5個(gè)月后（b）在該區(qū)域以及其他研究的大腦區(qū)域，含肌酸代謝產(chǎn)物（tCr）的共振恢復(fù)正常。

如果單個(gè)或多個(gè)代謝物發(fā)生較小的變化，則需要仔細(xì)定量MR波譜并與公認(rèn)的正常值進(jìn)行比較。由于對健康兒童進(jìn)行成像的局限性，在兒科人群中獲得這些數(shù)據(jù)非常具有挑戰(zhàn)性，但是由于代謝物水平的發(fā)展變化，它們尤其重要。通過使用來自接受MR成像和波譜檢查的兒童的規(guī)范性數(shù)據(jù)來調(diào)查可疑的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，可以克服這一挑戰(zhàn)。事實(shí)證明，該方法可用于亨特綜合征，粘多糖類和丙酸血癥。

外傷性腦損傷是14歲以下兒童致殘和死亡的主要原因。為了有效的臨床治療，需要客觀的方法來評估長期預(yù)后，尤其是對于昏迷的患者。在一個(gè)患有顱腦外傷的兒童隊(duì)列中，回歸模型包括年齡，初始Glasgow昏迷量表和視網(wǎng)膜出血的存在，并在發(fā)病后第一個(gè)月內(nèi)補(bǔ)充了tNAA / tCr比值和MR波譜-可見的Lac，可以區(qū)分好預(yù)后和壞預(yù)后。在兒童溺水事故中，基于tNAA、Lac、Glu和Gln的MR波譜指數(shù)被證明能夠正確區(qū)分好結(jié)果和壞結(jié)果——沒有假陽性結(jié)果。這些數(shù)據(jù)支持MR波譜結(jié)合臨床手段預(yù)測結(jié)果的臨床實(shí)用性。
脫髓鞘疾病

磁共振波譜在遺傳性白質(zhì)腦病的鑒別診斷中單獨(dú)或與其他半定量MR技術(shù)一起起著重要作用。MR波譜學(xué)為至少三種不同的代謝特征提供了有價(jià)值的組織病理生理學(xué)信息:(a)低髓鞘化，(b)白質(zhì)稀疏，和(c)脫髓鞘，在一項(xiàng)對70名兒童的研究中，這些特征是通過tCho/tCr和tNAA/tCr比值來區(qū)分的。造血干細(xì)胞移植目前是遺傳性脫髓鞘疾?。ㄈ?/span>X連鎖腎上腺白細(xì)胞營養(yǎng)不良，異色性白細(xì)胞營養(yǎng)不良和球狀細(xì)胞白細(xì)胞營養(yǎng)不良）的唯一治療選擇。 MR波譜用于監(jiān)測具有高基因型變異性的X聯(lián)腎上腺皮質(zhì)營養(yǎng)不良的神經(jīng)系統(tǒng)無癥狀患者的脫髓鞘發(fā)作。隨訪中正常出現(xiàn)的白質(zhì)中的mIns / tNAA和tCho / tNAA比值的間隔升高是造血干細(xì)胞移植治療的指征（圖6）。用tNAA評估實(shí)質(zhì)性組織變性之前進(jìn)行的造血干細(xì)胞移植可使臨床穩(wěn)定。在新診斷為青少年或成人變色性腦白質(zhì)營養(yǎng)不良的患者中，MR成像和MR波譜相結(jié)合可用于判斷腦組織炎癥狀態(tài)。盡管即使在異色性白細(xì)胞營養(yǎng)不良的早期階段，mIns通常也會(huì)增加，但只要tNAA仍在正常范圍內(nèi)，就表明需要進(jìn)行造血干細(xì)胞移植。

圖6：單體素¹H MR波譜顯示X連鎖性腎上腺皮質(zhì)營養(yǎng)不良男孩的疾病進(jìn)展。在基線時(shí)，常規(guī)MR圖像上的T2加權(quán)信號異常僅在中心半橢圓形的后三分之一處可見，并且頻譜（4.0 T，STEAM，4500 / 5、64次重復(fù)）是正常的。一年后，MR圖像顯示了中心半卵中葉T2信號異常的進(jìn)展。中心半卵前三分之一的頻譜已經(jīng)顯示膽堿（tCho）和mIns與tNAA信號丟失有關(guān)。正如在1年的頻譜上預(yù)測的那樣，在2年后獲得的MR圖像顯示信號變化進(jìn)一步發(fā)展，頻譜顯示mIns信號進(jìn)一步增加，tNAA信號丟失。還應(yīng)注意，在1年和2年的隨訪中，Glu / Gln比值的逐步變化以及活動(dòng)脂質(zhì)（Lip）和Lac的積累。

盡管MR波譜學(xué)已經(jīng)提供了對疾病病理學(xué)的各種見解以及其評估軸突損傷負(fù)擔(dān)的能力，但是在多發(fā)性硬化癥（一種獲得性脫髓鞘疾?。┲械?/span>MR波譜的臨床應(yīng)用仍然受到限制。白質(zhì)中慢性多發(fā)性硬化斑塊的MR波譜顯示tNAA / tCr比率持續(xù)降低，有時(shí)tCho / tCr比率升高?；钴S性炎癥斑塊的波譜顯示tCho/tCr比值升高，tNAA/tCr比值正?；蚪档停蠓肿有盘柹?，可能是髓磷脂分解產(chǎn)物引起的。在不同臨床表現(xiàn)的患者正常出現(xiàn)的白質(zhì)中，tNAA/tCr比值有助于將患者與健康對照受試者區(qū)分開來，并與殘疾評分負(fù)相關(guān)——尤其是在早期階段。

此外，在正常出現(xiàn)的白質(zhì)中，在常規(guī)MR成像可檢測到病變之前的幾個(gè)月中，tCho / tCr比值升高。這些觀察結(jié)果強(qiáng)調(diào)了MR波譜能夠表征多發(fā)性硬化演變中的白質(zhì)異常。此外，越來越多的證據(jù)表明灰質(zhì)累及多發(fā)性硬化癥，這也為通過磁共振波譜研究這些病變提供了動(dòng)力。最后，磁共振波譜成像可能在多發(fā)性硬化癥的鑒別診斷中起重要作用，急性彌漫性腦脊髓炎顯示出tNAA信號丟失的恢復(fù)是有利的預(yù)后標(biāo)志。

由感染性病原體引起的局灶性病變

腦部感染可能危及生命，因此需要早期診斷以實(shí)現(xiàn)最佳臨床管理。明確的實(shí)驗(yàn)室診斷測試可能很耗時(shí)，因此會(huì)延遲治療。磁共振波譜在顱內(nèi)環(huán)增生性病變的鑒別診斷中很有價(jià)值。當(dāng)環(huán)形增生性病變表現(xiàn)出非特異性的臨床和常規(guī)MR影像學(xué)特征時(shí)，¹H MR波譜可以幫助確認(rèn)化膿性膿腫的明確診斷，并提供有關(guān)感染劑類型的信息。琥珀酸鹽，乙酸鹽，丙氨酸，亮氨酸，異亮氨酸和纈氨酸的表現(xiàn)被認(rèn)為是化膿性膿腫的特異性表現(xiàn)（圖7），即使在MR成像中擴(kuò)散率沒有降低的情況下也是如此。同樣，寄生性囊腫在沒有氨基酸的情況下也含有琥珀酸鹽和乙酸鹽，這有助于將它們與厭氧性膿腫區(qū)分開來。MR波譜學(xué)有助于鑒別結(jié)核性瘤與其他非結(jié)核性病變的區(qū)別，后者在常規(guī)MR成像中具有相似的外觀。結(jié)核性膿腫體內(nèi)1H MR譜僅顯示Lac和脂質(zhì)信號，不含胞質(zhì)氨基酸。磁化轉(zhuǎn)移比磁共振成像和1H磁共振波譜中的氨基酸信號有助于區(qū)分化膿性和結(jié)核性膿腫。因此，MR波譜學(xué)在局灶性腦感染的診斷和臨床治療中起著重要作用。

圖7：小腦化膿性膿腫的¹H MR譜；

（a）軸向T2加權(quán)圖像顯示清晰明確的高信號病灶并伴有低血脂壁。

（b）軸向T1加權(quán)圖像顯示低等病變伴等強(qiáng)度壁。

（c）彌散加權(quán)圖像顯示病變中彌散受限。

（d）對比后T1加權(quán)圖像顯示出環(huán)增強(qiáng)。

（e）病灶中心的體內(nèi)1H-MR譜圖（3.0 T，PRESS，3000/144，128重復(fù)）顯示氨基酸（AA，0.9 ppm），脂質(zhì)（Lip）和Lac（1.3 ppm），丙氨酸（Ala，1.5ppm），乙酸鹽（Ac，1.9ppm）和琥珀酸酯（Suc，2.4ppm）的共振。

神經(jīng)退行性疾病

     神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默病、帕金森病、亨廷頓病、肌萎縮性側(cè)索硬化癥和脊髓小腦失弛緩癥，都是使人衰弱的疾病，導(dǎo)致進(jìn)行性神經(jīng)退行性變和死亡。神經(jīng)退行性疾病在¹H MR譜上的特征是tNAA的減少，通常局限于受退行性過程影響的區(qū)域。tNAA水平反映病理嚴(yán)重程度(圖8)，并與橫斷面研究的臨床措施相關(guān)。一致地，tNAA/tCr在輕度認(rèn)知障礙轉(zhuǎn)化為癡呆的受試者中比那些保持穩(wěn)定的受試者更低。因此，tNAA/tCr比值或tNAA濃度可能是一種有價(jià)值的疾病進(jìn)展的預(yù)后指標(biāo)，無論是單獨(dú)使用還是與體積測量聯(lián)合使用。

圖8：阿爾茨海默病不同病理和臨床階段的¹H MR表現(xiàn)。上圖：后扣帶回的T1加權(quán)中矢狀位點(diǎn)的事前¹H MR波譜表現(xiàn)與阿爾茨海默病的死后病理診斷（低，中和高可能性）相關(guān)。對于每種病理診斷，圖均顯示單個(gè)值，分布的箱形圖以及估計(jì)的平均值和平均值的95％置信區(qū)間。觀察到與tNAA / mIns之比有很強(qiáng)的相關(guān)性（R2 = 0.40； P <.001）。下圖：將輕度認(rèn)知障礙（MCI）和阿爾茨海默氏?。?/span>AD）患者的¹H MR波譜示例（1.5 T，PRESS，2000 / 30、128次重復(fù)）與認(rèn)知正常受試者（對照）的示例進(jìn)行了比較。輕度認(rèn)知障礙患者的mIns升高是隨后神經(jīng)退行性變化的早期標(biāo)志。阿爾茨海默氏病患者的tNAA降低而mIns進(jìn)一步升高。

其他與神經(jīng)退行性變相關(guān)的¹H MR譜改變包括Glu水平降低、tCho水平升高和mIns水平升高。mIns的升高可能與膠質(zhì)或小膠質(zhì)激活有關(guān)，這是這些疾病的一個(gè)特征。早于tNAA濃度下降(圖8)、萎縮以及相關(guān)的神經(jīng)元丟失和認(rèn)知障礙之前，癡呆癥患者的mIns水平就已經(jīng)出現(xiàn)升高，這在家族性阿爾茨海默病的癥狀前攜帶者和額顳葉變性突變患者中得到了證實(shí)。

¹H MR波譜也可用于監(jiān)測神經(jīng)退行性疾病的治療反應(yīng)。例如，阿爾茨海默氏病患者多奈哌齊治療期間tNAA濃度的短暫升高與短期功能反應(yīng)有關(guān)，這表明tNAA還反映了功能完整性和恢復(fù)能力。其他研究表明，多奈哌齊治療后的mIns / tCr比值降低，加蘭他敏治療后的阿茲海默病患者的Glu水平升高。

   癲癇

癲癇是一種常見疾病，全世界的患病率為0.5%-1.0%。癲癇發(fā)作的具體病因可能各不相同，60%-70%的患者對藥物有反應(yīng)。剩下的30%-40%的患者可以進(jìn)行有效的手術(shù)干預(yù)。在更常見的局灶性癲癇中，如果癲癇發(fā)作的區(qū)域能被明確定義，手術(shù)結(jié)果會(huì)得到改善。常規(guī)磁共振成像可以準(zhǔn)確定位癲癇發(fā)作區(qū)域，例如，通過識別單側(cè)海馬萎縮或皮質(zhì)發(fā)育畸形。然而，磁共振成像常常是陰性或模糊的(例如，雙側(cè)受累)，在某些情況下，在磁共振成像中看到的病變可能與通過侵入性腦電圖測量識別的癲癇發(fā)作的病灶不匹配。

由于腦功能和代謝之間存在密切的生理關(guān)系，磁共振譜學(xué)已被廣泛用于更好地了解和定位人類癲癇。tNAA濃度和tNAA/tCr比值的異常對檢測癲癇發(fā)作灶損傷的大腦是有用的。磁共振波譜成像技術(shù)也已擴(kuò)展到神經(jīng)遞質(zhì)，例如，在超高電場強(qiáng)度下評估癲癇患者的γ-氨基丁酸。

顳葉癲癇最常見的異常是內(nèi)側(cè)顳葉硬化，單側(cè)顳葉切除常能有效治療。多模態(tài)評估包括頭皮或顱內(nèi)腦電圖、常規(guī)MR成像和/或PET代謝成像，通常用于內(nèi)側(cè)顳葉硬化的致癇區(qū)偏側(cè)。對包含22項(xiàng)研究(19項(xiàng)研究以1.5 t進(jìn)行)的¹H MR文獻(xiàn)進(jìn)行綜合分析表明，同側(cè)MR譜異常與術(shù)后良好的預(yù)后相關(guān)。tNAA/tCr和/或tNAA/(tCr + tCho)比值降低是致癇區(qū)最常見的MR譜指標(biāo)。對于常規(guī)MR成像無異常的患者或腦電圖記錄中具有雙側(cè)癲癇發(fā)生區(qū)的患者，MR波譜可能為術(shù)前決策提供潛在的幫助。然而，在癲癇的外科手術(shù)計(jì)劃的背景下，MR波譜學(xué)仍被認(rèn)為是研究工具。當(dāng)3.0T或更高場強(qiáng)的MR系統(tǒng)得到更廣泛的應(yīng)用時(shí)，這種情況可能會(huì)改變。磁共振波譜也可用于評估兒童癲癇，低tNAA濃度是疾病狀態(tài)的重要指標(biāo)。

   急性腦卒中和腦缺血

在急性卒中患者的臨床管理決策中，MR成像的作用有限，通常是由于缺乏即時(shí)可用的成像單元和與患者相關(guān)的MR成像安全信息。在超急性期進(jìn)行血栓溶解或采取任何其他形式的治療干預(yù)措施的決定是基于臨床依據(jù)，并且僅涉及計(jì)算機(jī)斷層掃描以排除腦出血或非常大的缺血性病變，這些病變通常具有不良的預(yù)后。彌散加權(quán)和灌注MR成像是檢測急性缺血的出色成像技術(shù)，但在可快速獲得MR成像的專業(yè)急性卒中門診以外，很少使用它們。同樣，中風(fēng)超急性期（超過4.5小時(shí)）后，¹H MR波譜法具有很大的潛力，可用于評估缺血性腦的幾個(gè)關(guān)鍵特征以進(jìn)行預(yù)后評估，例如缺血的嚴(yán)重程度，神經(jīng)元功能障礙和損傷。

臨床前研究表明，缺血腦實(shí)質(zhì)tNAA在腦缺血后6小時(shí)呈線性下降，隨后24小時(shí)呈緩慢下降趨勢，缺血后和慢性腦梗死腦實(shí)質(zhì)tNAA濃度甚至可能低于體內(nèi)¹H MR檢測水平。tNAA水平的測量可能影響患者的管理;tNAA的嚴(yán)重降低似乎與臨床卒中綜合征和更廣泛的梗死有關(guān)，這兩項(xiàng)指標(biāo)的臨床預(yù)后均較差。后續(xù)MR波譜數(shù)據(jù)中tNAA的降低與持續(xù)缺血和進(jìn)展性梗死有關(guān)。

Lac是另一種具有臨床應(yīng)用價(jià)值的腦卒中代謝物。乳糖是非氧化性葡萄糖消耗的最終產(chǎn)物，通常被認(rèn)為是缺氧和/或缺血的標(biāo)志。缺血組織核心的Lac升高與最終梗死面積和臨床結(jié)果相關(guān)。在大腦梗死患者中觀察到Lac伴隨tNAA降低而導(dǎo)致預(yù)后不良。梗死性腦實(shí)質(zhì)中持續(xù)數(shù)周持續(xù)升高的Lac水平與炎性巨噬細(xì)胞有關(guān)，因此，tNAA和Lac的定量代謝物數(shù)據(jù)對于評估缺血的性質(zhì)和預(yù)測發(fā)生 新的缺血事件的風(fēng)險(xiǎn)具有價(jià)值。

   技術(shù)考慮

MR波譜法在臨床問題上的任何應(yīng)用都始于有關(guān)脈沖序列和參數(shù)的決定。通常，這種選擇取決于疾?。ū?/span>2）。當(dāng)受影響的大腦區(qū)域被很好的定義時(shí)，單體素波譜學(xué)是首選的方法，并在選定的感興趣的體積中提供穩(wěn)健的代謝物定量，而在病理焦點(diǎn)不清楚、存在多個(gè)病變或病變是異質(zhì)性的疾病中，多體素MR波譜成像是可選方法。例如，MR波譜成像在定位相關(guān)癲癇組織狀態(tài)的準(zhǔn)確評估(表1)和大腫瘤異質(zhì)性的研究中具有優(yōu)勢。

在許多異常情況下，可以將單體素波譜與多體素波譜成像結(jié)合使用;例如，多體素波譜成像首先識別病變的位置和單體素波譜定量代謝產(chǎn)物，可以可靠地從高質(zhì)量、短TE波譜中識別病變。

所有主要的臨床MR成像供應(yīng)商都提供MR波譜序列，主要是使用基本的PRESS和STEAM序列（表1）。此外，其他最先進(jìn)的單體素波譜和MR波譜成像序列已經(jīng)在一些臨床平臺上實(shí)現(xiàn)，它們比基本STEAM和PRESS序列具有各種優(yōu)勢。

對于MR神經(jīng)波譜學(xué)的特定臨床應(yīng)用而言，哪種場強(qiáng)是最佳的，這是對實(shí)踐中的神經(jīng)放射科醫(yī)生和臨床試驗(yàn)人員的另一個(gè)重要問題。盡管3.0 T由于其在信噪比和波譜分辨率方面的潛在優(yōu)勢，正逐漸成為超過1.5 T的MR波譜的首選平臺，值得注意的是，場強(qiáng)度并不是波譜信息內(nèi)容的唯一決定因素。事實(shí)上，在1.5 T時(shí)獲得的符合波譜質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的波譜比在3.0 T時(shí)獲得的低質(zhì)量的波譜提供了更可靠的代謝物信息。在大多數(shù)應(yīng)用中，臨床MR波譜可以在1.5或3.0 T下成功進(jìn)行。雖然還在評估臨床MR波譜學(xué)在3.0 T以上磁場的潛在增益，但有報(bào)道稱7.0 T時(shí)的波譜和空間分辨率有了顯著的提高。例如，在7.0 T時(shí)可以發(fā)現(xiàn)以前難以發(fā)現(xiàn)的低濃度代謝物的改變。對于MR波譜成像，在7.0 T時(shí)標(biāo)稱空間分辨率可降低至0.14 mL。

最后，不可低估由所選脈沖序列、參數(shù)和場強(qiáng)產(chǎn)生的波譜質(zhì)量的重要性。對于基于MR波譜數(shù)據(jù)的可靠臨床決策，獲得高質(zhì)量、無人工的波譜至關(guān)重要。磁共振波譜中偽影的來源和形式已在附錄E1中詳細(xì)綜述。在單體素波譜學(xué)的大多數(shù)應(yīng)用中，基于預(yù)定義質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的此類偽影的檢測和波譜的排除依賴于人類專家，而MR波譜成像數(shù)據(jù)的自動(dòng)質(zhì)量評估則優(yōu)先。圖9提供了一個(gè)實(shí)用指南，以確定波譜是否適合臨床使用。關(guān)于臨床MR波譜數(shù)據(jù)采集選擇的進(jìn)一步考慮，包括脈沖序列、參數(shù)、場強(qiáng)和射頻線圈，以及波譜質(zhì)量評估的建議，詳見附錄E1。

圖9：確保¹H MR譜在臨床上可解釋的最低技術(shù)要求。通過使用最大信號的最大高度（通常為tNAA）除以噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差，從非變跡波譜中計(jì)算出SNR。請注意，這些SNR限值僅用于視覺評估主要代謝物的比率變化或存在或不存在諸如Lac的代謝物。為了可靠地定量代謝物，需要更高的SNR水平。 FWHM =半高全寬。

數(shù)據(jù)分析和報(bào)告

所有臨床成像單元均提供MR波譜分析軟件，可用于波譜的可視化檢查和代謝物比值的基本定量。此外，離線后處理工具和復(fù)雜的量化軟件包（如LC Model）也被廣泛使用。這些軟件包提供了代謝物定量的誤差估計(jì)（例如，Cramér-Rao下限），據(jù)此可以評估代謝物濃度的可靠性（推薦標(biāo)準(zhǔn)見附錄E1）。當(dāng)使用定量磁共振波譜測量時(shí)，誤差估計(jì)的可用性是臨床決策的一個(gè)重要要求；因此，臨床成像單位的供應(yīng)商被鼓勵(lì)實(shí)施更穩(wěn)健的、美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)的MR波譜分析包，提供這種定量誤差估計(jì)。

對于臨床使用，單體素波譜數(shù)據(jù)可以數(shù)字形式報(bào)告為代謝物濃度或比例，理想情況下，還可以以感興趣的體積可視化作為補(bǔ)充。另一方面，來自二維或三維MR波譜成像的信息必須以快速簡便的圖像格式提供給臨床醫(yī)生，以納入臨床程序。

    再現(xiàn)性和臨床轉(zhuǎn)化

最終，檢測代謝物水平的再測試再現(xiàn)性決定了MR波譜在疾病評估中的效用。量化代謝物水平的實(shí)驗(yàn)和生物學(xué)變化必須小于疾病引起的變化，才有臨床價(jià)值。在1.5和3.0 T水平上報(bào)告的重測方差系數(shù)表明，在較高的場強(qiáng)和較短的TEs中，幾種代謝物的準(zhǔn)確性有所提高。5種代謝物(tNAA、tCr、tCho、mIns、Glu)在3.0 T單體素波譜學(xué)條件下的重測方差系數(shù)為6%或更低，在3.0 T MR波譜學(xué)條件下的tNAA、tCr、tCho和mIns的方差系數(shù)小于10%。重要的是，只要使用相同且優(yōu)化的采集方案和校準(zhǔn)方案，標(biāo)準(zhǔn)的臨床硬件就可以在多中心環(huán)境中從人腦生成可再現(xiàn)的MR波譜數(shù)據(jù)。

當(dāng)需要使用臨床MR波譜數(shù)據(jù)來做出影響管理的決策時(shí)，至關(guān)重要的是，必須對足夠多的受試者進(jìn)行研究，以使所使用的分類器在敏感性和特異性方面均十分可靠。推薦的隊(duì)列規(guī)模在一定程度上取決于數(shù)據(jù)的性質(zhì)，但是任何少于幾百名受試者（包括健康受試者和有條件的受試者）都不會(huì)產(chǎn)生經(jīng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)認(rèn)證可使用的分類器。最近出現(xiàn)了對這些問題的詳細(xì)討論。

此外，要對MR波譜生物標(biāo)志物進(jìn)行臨床驗(yàn)證，需要將其納入可靠的前瞻性多中心臨床試驗(yàn)中，在該試驗(yàn)中，患者的選擇和治療均符合預(yù)先指定的標(biāo)準(zhǔn)，并且在試驗(yàn)開始之前已確定了統(tǒng)計(jì)方法。這需要仔細(xì)的MR波譜協(xié)議設(shè)計(jì)，并且可以在所有參與中心遵守該協(xié)議。此外，必須采取有效、實(shí)時(shí)的質(zhì)量控制措施，以確保將需要丟棄的數(shù)據(jù)保持在最低限度，以免產(chǎn)生偏差并確保結(jié)果的通用性。

附錄E1重點(diǎn)介紹了進(jìn)一步的建議，以促進(jìn)將MR波譜學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榕R床環(huán)境中的常規(guī)使用，包括在單站點(diǎn)和多站點(diǎn)研究中必須與臨床成像集成和質(zhì)量管理所必須采取的步驟（圖10），以及有關(guān)醫(yī)保問題的討論，這是臨床MR波譜學(xué)廣泛使用的常見障礙。

圖10：多位點(diǎn)MR波譜質(zhì)量比較。從三個(gè)健康個(gè)體的小腦體積中，在三個(gè)不同的部位獲得了¹H MR譜。波譜采用3.0 t MR，采用相同的采集協(xié)議(快速自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，沿投影映射，或FASTMAP，半激波[通過絕熱選擇性重聚焦定位]，5000/28, 64次重復(fù))獲得。

結(jié)論和建議

總而言之，磁共振波譜在世界范圍內(nèi)被用作磁共振成像的輔助手段，用于幾種常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，包括腦腫瘤，遺傳性代謝疾病，脫髓鞘疾病和感染性局灶性病變。臨床上將使用MR波譜檢查的疾病范圍可能會(huì)擴(kuò)大；潛在的例子包括神經(jīng)退行性疾病和癲癇。鼓勵(lì)將MR波譜數(shù)據(jù)采集和分析技術(shù)用于臨床，以及通過這些技術(shù)獲得的規(guī)范性數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。鼓勵(lì)進(jìn)行多中心試驗(yàn)，以在足夠大的樣本量中建立MR波譜學(xué)的效用，從而確定MR波譜學(xué)在特定臨床應(yīng)用中的價(jià)值，并應(yīng)盡可能評估對臨床結(jié)果和經(jīng)濟(jì)效益的影響。在所有提供標(biāo)準(zhǔn)化MR波譜檢查程序以改善患者管理的主要臨床神經(jīng)病學(xué)中心，應(yīng)建立專門從事MR成像和波譜檢查結(jié)合使用的臨床成像中心。鼓勵(lì)MR科研單位和第三方公司的制造商（例如分析軟件的供應(yīng)商）繼續(xù)開發(fā)其產(chǎn)品，以吸收最新的技術(shù)進(jìn)步，以獲得美國食品和藥物管理局的臨床使用批準(zhǔn)，并為產(chǎn)品提供獨(dú)立于制造商的標(biāo)準(zhǔn)化輸出。

參考文獻(xiàn)：Clinical Proton MR Spectroscopy in Central Nervous System Disordersdoi:10.1148/radiol.13130531

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