15：学术
■齐鲁医药学院 宋林炘
摘要：MRS基于核磁共振原理，通过检测原子核在磁场中的共振频率，分析代谢物浓度和化学环境，从而对脑瘤进行诊断。MRS关键技术优势有非侵入性、高特异性、多模态成像，为医生提供了更加全面的诊断信息。通过MRS技术可以提供肿瘤组织内代谢物的浓度和代谢水平信息，通过测量NAA、Cr、Cho、Lip、Lac等代谢物的含量，实现对肿瘤类型的鉴别。
关键词：脑瘤类型；组织代谢；波谱分析
一、引言
1.背景介绍
脑瘤是十分常见的神经系统疾病，它的症状复杂，类型繁多，准确鉴别脑瘤的类型对于临床预后是十分重要的。穿刺活检作为诊断脑瘤的一种手段，可以明确脑瘤的病理性质，但是作为有创检查，增加了病人预后的风险。核磁共振MRS已成为生命科学研究和临床实践的重要成像手段，可进一步研究脑组织病理生理特性[1]。
2.MRS简介
MRS技术利用原子核的自转运动，将它们的磁矩施加于一个较大的外部磁场，使它们的运动轨迹发生偏移，进而形成一种共鸣。随着射频脉冲的传播，这种共鸣被传输至更大的范围，最终形成一种新的MRS信号。
3.研究目的
通过MRS检查，可以观察脑内神经递质的变化[2]，通过脑组织代谢以及生物变化的分析，形成数值和图谱，从而对脑瘤类型进行判断。
二、MRS的技术概述
1.基本原理
MRS可以用来研究不同化合物的原子核之间的共振频率，因为它们受到周围的磁场的影响而发生变化。通过分析这些化学位移[3]，我们可以更好地了解它们之间的差异。
2.技术方法
首先，选择扫描参数，确定病变位置，进入饱和带，然后进行预扫描匀场，收集数据，最后进行后处理分析。
三、MRS在脑瘤诊断当中的应用
1.脑瘤类型鉴别
MRS波谱分析以常见的胶质瘤为例。NAA水平降低；胆碱水平显著升高；肌酸水平可能降低或保持不变；高级别胶质瘤中乳酸水平和脂质水平通常会升高[4]。
2.脑瘤分级
MRS波谱分析以常见的胶质瘤为例。
低级别胶质瘤：NAA轻度降低；胆碱轻度升高；肌酸水平相对稳定；乳酸和脂质水平较低。
高级别胶质瘤：NAA显著降低；胆碱显著升高；肌酸水平降低；乳酸和脂质水平显著升高。
3.代谢物特征
NAA的峰值通常处于正常的脑电图水平，较低的峰值暗示着神经元的功能紊乱；胆碱作为一种促使细胞膜磷脂的重要因素，当肿瘤侵袭到细胞壁的同时，会使得它的生长变得更快；乳酸作为一种没有被活性酶分解的代谢废料，在脑电图的峰值处于双峰，而当峰值较大的情况下，就意味着细胞缺乏活性，这种情况通常发生在胶质瘤；而脂质作为一种游离的蛋白质，当峰值较大的情况下，就会发生淋巴瘤。
四、MRS在治疗监测和预后评估中的作用
1.治疗反应监测
在放疗后，肿瘤细胞死亡会表现为胆碱水平下降；乳酸水平可能下降，表明机体缺氧状态有所改善；NAA水平可能部分恢复，反映神经元功能有所改善[5]。在化疗后，胆碱水平下降；乳酸水平可能下降，表明肿瘤代谢活动减少；NAA水平可能部分恢复，反映神经元功能有所改善。
2.预后评估
高胆碱水平通常与肿瘤的高增殖性和侵袭性有关，提示预后较差；低NAA水平表明神经元受损严重，提示预后较差；高乳酸水平通常与肿瘤的侵袭性和不良预后相关；高脂质水平通常与肿瘤坏死区域增加相关，提示预后较差；肌酸水平的变化可以反映肿瘤能量代谢的改变。
五、MRS的局限性和挑战性
1.技术限制
对于某些含气较多的器官，比如肺部，其成像能力较弱、成像速度慢、检查时间长；体内植入金属物或患有幽闭恐惧症的患者，则无法进行MRS检查。
2.复杂性
MRS的设备要求极高，它需要均匀以及稳定的磁场，其技术门槛高；MRS数据采集复杂，且需要数据优化；MRS对操作者的要求极高，操作者的水平会影响波谱分析结果。
六、MRS的未来发展方向
1.技术进步
MRS可检测更微小的组织或器官，从而使其应用范围更加广泛；MRS技术的不断发展能够提高图像质量和分辨率；MRS可以通过自动化扫描和智能化数据处理，缩短检查时间，减少人为操作失误的可能性。
2.多模态成像
MRS与XR技术相结合，XR技术融合VR和AR，它可以进行智能问诊，体格检查以及手术模拟等操作，提升了检查效率。
MRS与基因组学结合，研究基因表达与代谢关系，用于精准医学和疾病机制研究。
3.临床应用
MRS可对脑瘤的类型进行鉴别诊断，脑瘤组织与正常组织在代谢物的含量比例上存在差异，通过比较肿瘤组织与周围正常组织的代谢物谱图，对肿瘤的类型、分级和活动程度进行准确定位。
七、结论
1.总结
MRS在脑瘤类型的研究当中具有颇多作用，对于脑肿瘤和非肿瘤性病变的鉴别、脑肿瘤良恶性肿瘤的鉴别、恶性肿瘤的分级，肿瘤术后的复发和坏死的鉴别等具有很多的临床应用价值。
2.展望
MRS在未来脑瘤诊断和治疗当中的重要性日益凸显，随着科技进步和多模态成像的发展，MRS将为脑瘤患者提供更加精确的治疗方案。
参考文献
[1].Niederer,P.F.,Basic elements of nuclear magnetic resonance for use in medicaldiagnostics: Magnetic Resonance Imaging (MRI) and MagneticResonanceSpectroscopy (MRS). Technology and Health Care,2011.19(5):p.373-389.
[2].郑海珠,“调脏通络”电针干预2型糖尿病患者的多模态脑影像学效应与机制研究,2024,长春中医药大学.
[3].王嫚与苗延巍,高级别胶质瘤与脑转移瘤鉴别的多序列磁共振成像研究进展.磁共振成像, 2025.16(02):第159-164页.
[4].孟凡荣等,脑胶质瘤周围水肿区域磁共振波谱NAA及CHO波峰的相关研究.黑龙江医药科学, 2020.43(02):第19-20页.
[5].江明祥与张娟,氢质子磁共振波谱成像在脑肿瘤中的应用价值.中国肿瘤,2008.17(12):第1036-1039页.