Spektroskopi med magnetisk resonans

Magnetisk resonansspektroskopi (MR-spektroskopi) ger icke-invasiv information om hjärnans metabolism. Proton 1H-MR-spektroskopi är baserad på "kemisk förskjutning" - en förändring i resonansfrekvensen hos protoner som utgör olika kemiska föreningar. Denna term introducerades av N. Ramsey 1951 för att beteckna skillnaderna mellan frekvenserna hos enskilda spektraltoppar. Måttenheten för "kemisk förskjutning" är en miljondel (ppm). Här är de viktigaste metaboliterna och deras motsvarande kemiska förskjutningsvärden, vars toppar bestäms in vivo i proton-MR-spektrumet:

• NAA - N-acetylaspartat (2,0 ppm);
• Cho-kolin (3,2 ppm);
• Cr - kreatin (3,03 och 3,94 ppm);
• ml - myoinositol (3,56 ppm);
• Glx - glutamat och glutamin (2,1-2,5 ppm);
• Lak - laktat (1,32 ppm);
• Läpp - lipidkomplex (0,8-1,2 ppm).

För närvarande används två huvudmetoder inom proton-MR-spektroskopi - single-voxel och multi-voxel (Chemical shift imaging) MR-spektroskopi - samtidig bestämning av spektra från flera områden i hjärnan. Multinukleär MR-spektroskopi baserad på MR-signalen från fosfor, kol och några andra föreningar har också kommit i praktiken.

Vid single-voxel 1H-MR-spektroskopi väljs endast ett område (voxel) i hjärnan ut för analys. Genom att analysera frekvenssammansättningen i det spektrum som registrerats från denna voxel erhålls en fördelning av vissa metaboliter på den kemiska skiftskalan (ppm). Förhållandet mellan metabolittopparna i spektrumet, en minskning eller ökning av höjden på enskilda spektrumtoppar möjliggör en icke-invasiv bedömning av de biokemiska processer som sker i vävnaderna.

Multivoxel MP-spektroskopi producerar MP-spektra för flera voxlar samtidigt och möjliggör jämförelse av spektra för enskilda områden i studieområdet. Bearbetning av multivoxel MP-spektroskopidata gör det möjligt att konstruera en parametrisk karta över sektionen, där koncentrationen av en viss metabolit är markerad i färg, och att visualisera fördelningen av metaboliter i sektionen, dvs. att erhålla en bild viktad med kemisk förskjutning.

Klinisk tillämpning av MR-spektroskopi. MR-spektroskopi används för närvarande i stor utsträckning för att utvärdera olika volymetriska lesioner i hjärnan. MR-spektroskopidata möjliggör inte en tillförlitlig förutsägelse av den histologiska typen av neoplasm, men de flesta forskare är överens om att tumörprocesser generellt kännetecknas av ett lågt NAA/Cr-förhållande, en ökning av Cho/Cr-förhållandet och, i vissa fall, uppkomsten av en laktattopp. I de flesta MR-studier användes protonspektroskopi för differentialdiagnos av astrocytom, ependymom och primitiva neuroepiteliala tumörer, vilket förmodligen bestämmer typen av tumörvävnad.

I klinisk praxis är det viktigt att använda MR-spektroskopi under den postoperativa perioden för att diagnostisera fortsatt tumörtillväxt, tumöråterfall eller strålningsnekros. I komplexa fall blir 1H-MR-spektroskopi en användbar tilläggsmetod inom differentialdiagnostik tillsammans med perfusionsvägd avbildning. Inom strålningsnekrosens spektrum är ett karakteristiskt drag närvaron av den så kallade döda toppen, ett brett laktat-lipidkomplex i intervallet 0,5-1,8 ppm mot bakgrund av en fullständig minskning av topparna för andra metaboliter.

Nästa aspekt av att använda MR-spektroskopi är skillnaden mellan nyupptäckta primära och sekundära lesioner, deras differentiering från infektiösa och demyeliniserande processer. De mest vägledande resultaten är diagnostiken av hjärnabscesser baserad på användning av diffusionsviktade bilder. I abscessens spektrum, mot bakgrund av avsaknaden av toppar av huvudmetaboliterna, noteras uppkomsten av en topp av lipid-laktatkomplexet och toppar specifika för abscesens innehåll, såsom acetat och succinat (produkter av anaerob glykolys av bakterier), aminosyrorna valin och leucin (resultatet av proteolys).

Litteraturen studerar också i stor utsträckning informationsinnehållet i MR-spektroskopi vid epilepsi, vid bedömning av metabola störningar och degenerativa lesioner i hjärnans vita substans hos barn, vid traumatisk hjärnskada, cerebral ischemi och andra sjukdomar.

[ 1 ], [ 2 ]