in vivo mr spektroszkópia ll
TRANSCRIPT
![Page 1: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/1.jpg)
In vivo MR Spektroszkópia
Berényi Ervin
2009.(Lánczi Levente update 2013)
![Page 2: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/4.jpg)
Proton MR spektroszkópia
• Hidrogén azon tulajdonságán alapul, hogy
– mágneses térben
– adott radiofekvenciás jeleket elnyel,
– majd kisugároz
• Minden hidrogén tartalmú alkotó (víz,
fehérje, zsír, szénhidrát) részt vesz a
jelenségben
![Page 5: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/5.jpg)
Az MR képalkotás története
1946
Hatvanas évek
Bloch, Purcell – Nobel díj, 1952
Spektroszkópia
NMR jelenség
Ernst – Nobel díj, 1991
Hatvanas évek
második fele
Relaxometria
élő szövet
Hazlewood, Damadian, Ling…
1973
Rák detektálása
NMR-rel
Damadian, US Patent 3,789,832
Zeugmatography Lauterbur - Nobel díj, 2003
1972
NMR Fourier
Zeugmatography
1975
1977. Július 3. 4:45 Az első kép
emberről
Ernst – Nobel díj, 1991
Damadian
1977 EPI Mansfield – Nobel díj, 2003
![Page 6: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/6.jpg)
Nobel díjasok
• Isidor Isaac Rabi(1898-1988)
• 1944 – “az atommagok mágneses tulajdonaságainak vizsgálatára kidolgozott rezonancia módszeréért”
• Otto Stern (1988-1969)
• 1943 – “a molekula-sugár módszer kifejlesztéséért és a proton mágneses momentuának felfedezéséért”
![Page 7: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/7.jpg)
Az NMR születése
• 1952 – Felix Bloch & Edward Mills Purcell• “a magmágneses preciziós mérések kifejlesztett új módszereiért és az
ezekkel kapcsolatos felfedezésekért”
(1905-1983)(1912-1997)
Stanford Harvard
![Page 8: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/8.jpg)
Bloch, F.; Hansen, W. W.; Packard, M. The nuclear induction experiment. Physical Review (1946), 70 474-85.
A víz első 1H NMR spektruma
![Page 9: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/9.jpg)
NMR spektroszkópia
• Richard Ernst
• 1991 – “a nagy felbontású
NMR spektroszkópia kifejlesztéséért tett hozzájárulásáért”
![Page 10: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/10.jpg)
Mágneses rezonanciás képalkotás (MRI !)
• 2003 – Paul Lauterbur & Sir Peter Mansfield
• „a mágneses rezonanciás képalkotás vonatkozásában tett
felfedezésekért”
(1929-2007) (1933-)
![Page 11: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/11.jpg)
Az 1972-ben benyújtott
Damadian Patent-ből
![Page 12: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/12.jpg)
Lauterbur 1973-as Nature cikke
![Page 13: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/13.jpg)
Indomitable1977.
0,05-0,1 T
Szupravezető
54,43 kg
Damadian, Minkoff, Goldsmith
![Page 14: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/14.jpg)
Damadian és a tekercs
![Page 15: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/15.jpg)
Az első MR kép emberről
1977. Július 3. 4:45, Minkoff
![Page 16: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/16.jpg)
Az első pathológiás esetek –
emlőrák tüdőmetastázisa
Physiol. Chem. & Phys., 10:285-87, 1978.
![Page 17: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/17.jpg)
Az első pathológiás eset - tüdőrák
Physiol. Chem. & Phys, 10:285-87, 1978.
![Page 18: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/18.jpg)
MRS alapjai
• Páratlan atomszámú magok magspinnel, „pördülettel” jellemezhetők.
• Minden térben mozgó töltött test mágneses teret kelt maga körül.
• Minden páratlan atomszámú mag egy kismágnes.
![Page 19: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/19.jpg)
MRS alapjai
• Erős, külső mágneses tér tengelye körül
a mágneses vektorok adott
frekvenciával pörögnek.
• Ez a Larmor frekvencia, mely a külső
mágneses tér erejével egyenesen
arányos.
• Ez a rezonancia frekvencia is.
![Page 20: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/20.jpg)
MRS alapjai
• A különböző mikrokörnyezetben lévő
magok rezonancia frekvenciája kicsit
eltér.
• Emiatt egyes kötések, illetve
metabolitok a spektrum eltérő helyein
jelennek meg. (Chemical Shift)
• A csúcsok alatti terület a mennyiséggel,
míg a félszélesség a T2 relaxációs
idővel arányos.
![Page 21: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/21.jpg)
Ethanol 1H NMR
spectruma
Modern ethanol spectrum
Arnold, J.T., S.S. Dharmatti, and M.E. Packard, J. Chem. Phys., 1951. 19: p. 507.
A Chemical Shift első megjelenítése
1951
![Page 22: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/22.jpg)
Free Induction Decay
FT
FT
![Page 23: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/23.jpg)
Processing
![Page 24: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/24.jpg)
Az MRS területei
• Proton MRS
– Agy
– Prostata
– Máj
• Foszfor MRS
– Máj
– Szív
![Page 25: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/25.jpg)
Hol a víz?
![Page 26: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/26.jpg)
Az MRS formái• Volume selective MRS
• MRS Imaging (MRSI) - metabolite mapping– Proton (H1)
• NAA map
• Cho map
• Cr map
• Lac map
• Citrát map (prosztata)
– Foszfor (P31)• Pi map
• PCr map
• ATP csoportjainak térképe
– C13
• Pl. jelzett glukóz
![Page 27: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/27.jpg)
Lehetséges módok
Image selected in
vivo spectroscopy,
ISIS
Point resolved
spectroscopy,
PRESS
Stimulated echo
acquisition mode,
STEAM
Single Volume Helymeghatározás
![Page 28: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/28.jpg)
(TE1+TE2)/2
RF
TE1/2
Gx
Gy
Gz
90°180°
TE2/2
180°
Point Resolved Spectroscopy, PRESS
Szeletkiválasztó 90o impulzust két szelet-specifikus
180o refókuszáló impulzus követ
Lokalizáció egyetlen akvizícióból
Hosszú T2 – 1H MR spektrumok detektálhatók jól vele
![Page 29: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/29.jpg)
Single Volume Helymeghatározás – PRESS
RF
Gx
RF
Gy
RF
Gz
![Page 30: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/30.jpg)
MRI spektrum:
egy adott VOI
Három merőleges
szeletkiválasztó lépés
Méret, elhelyezkedés
könnyen
befolyásolható
Single Volume Helymeghatározás – PRESS
![Page 31: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/31.jpg)
TE/2
90° 90° 90°
TE/2TM
RF
Gx
Gy
Gz
Stimulated Echo Acquisition Mode, STEAM
Három szeletkiválasztó 90o impulzus – single voxel.
Lokalizáció egyetlen akvizícióból
Csak a rendelkezésre álló spektrum kb. fele!
Rövidebb TE, mint a PRESS esetében
![Page 32: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/32.jpg)
Single Voxel Spectroscopy: Áttekintés
Egyszerű
Könnyen alkalmazható eltérő
lokalizációjú és méretű voxelek esetén is
Pontosan meghatározott VOI
Kiváló spektrális felbontás
![Page 33: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/33.jpg)
RF
Gslice
Gy
Gz
90°
Chemical Shift Imaging (CSI)
Adatgyűjtés több voxelből
A képalkotáshoz hasonló
fázis-kódolás
Adatgyűjtés során nem
alkalmazunk grádienst: a
spektrális adatok
megtartottak
![Page 34: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/34.jpg)
Chemical Shift Imaging (CSI)
![Page 35: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/35.jpg)
Minden spektrum
ábrázolódik
Referencia kép: voxel
helyzet meghatározás
Az egyes spektrumok
nagyíthatók
Az egyes adatelemek
együttesen archiválhatók
CSI Spectral Map
![Page 36: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/36.jpg)
CSI Data Analysis
Referenciakép
a voxel helyének meghatározásaSpektrum egy voxelből
![Page 37: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/37.jpg)
Primer Progressiv Aphasia
NAA/Cho NAA
Cho Cre
![Page 38: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/38.jpg)
CSI: Áttekintés
Előnyök
Akvizíció több voxelből
Metabolit-térképek, csúcs-táblázatok
Számos voxel egyidejű vizsgálata
Hátrányok
Nagy térfogat – nehéz shimmelés
„Voxel bleeding”
Nagy méretű/mennyiségű adatok
![Page 39: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/39.jpg)
Nucleus Spin , MHz/T Natural Abundance
Relative Sensitivity
1H 1/2 42.576 99.985 1002H 1 6.536 0.015 0.96
3He 1/2 32.433 .00013 4413C 1/2 10.705 1.108 1.617O 3/2 5.772 0.037 2.919F 1/2 40.055 100 83.4
23Na 3/2 11.262 100 9.331P 1/2 17.236 100 6.639K 3/2 1.987 93.08 .05
Important Nuclei for Biomedical MR
![Page 40: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/40.jpg)
1H – Neurotransmitters, amino acids, membrane constituents
2H – Perfusion, drug metabolism, tissue and cartilage structure.
13C – Glycogen, metabolic rates, substrate preference, drug metabolism, etc.
19F – Drug metabolism, pH, Ca2+ and other metal ion concentration, pO2, temperature, etc
23Na – Transmembrane Na+ gradient, tissue and cartilage structure.
31P – Cellular energetics, membrane constituents, pHi, [Mg2+], kinetics of creatine kinase and ATP hydrolysis.
Important Nuclei for Biomedical MR
![Page 41: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/41.jpg)
1H MR Spectroscopy
![Page 42: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/42.jpg)
Agyi 1-H MRS
5.0 4.0 3.0 2.0 1.0
ppm
CholineCreatine
N-acetyl aspartate
(lactate/
lipid)
water
![Page 43: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/43.jpg)
•NAA: neuronális marker. A
neuronok sűrűségére,
életképességére utal.
•Csökken glioma, ischemia
és degeneratív betegségek
során.
N-Acetyl aspartate (NAA)
CH3-C-NH-CH-CH2-COOH
O
CH2-COOH
2.02, CH3
2.52, CH2
2.70, CH2
4.40, CH
Creatine (Cr), phosphocreatine (PCr)
NH2-C-N-CH2-COOH
CH3
NH3.04, CH3
3.93, CH2
•Cr: aerob metabolizmus
•Cr jel konstans pathológiás
elváltozásokban is.
Kontrollként használható.
Fontos 1H jelek
![Page 44: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/44.jpg)
•Cho: a sejtmembrán
foszfolipid építőkövei.
•Cho jel növekedése: tumor
szövet vagy SM plakk
Choline (Cho), choline compounds
3.24, CH3
3.56, CH2
4.07, CH2
Glutamate (Glu), glutamine (Gln)
2.1, CH2
2.4, CH2
3.7, CH
•Glu: neurotranszmitter
CH3-N-CH2-CH2-OH
CH3
CH3
HOOC-CH2-CH2-CH-COOH
NH2
NH2-CH2-CH2-CH-COOH
NH2
Fontos 1H jelek
![Page 45: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/45.jpg)
•Lactát: a glikolízis végső
terméke
•Ischemiás/hypoxiás
szövetben, tumorban -
oxigénhiány
Lactate (Lac)
1.33, CH3
4.12, CH
Taurine (Tau)
3.27, NCH2
3.44, SCH2
CH3-CH-COOH
OH
NH2-CH2-CH2-S-OH
PO4-
PO4-
PO4-PO4
-
PO4-
PO4-
Myo-inositol (Ins)
3.56, CH
•Ins: gliasejtek az agyban
•Csökkent: hepatikus
encephalopathiában
•Emelkedett: Alzheimer-kór
Fontos 1H jelek
![Page 46: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/46.jpg)
Vízelnyomás után az agyi H1
spektrumon ábrázolódó metabolitok
• 3.22 ppm - tetramethylaminok (főleg
cholin tartalmú foszfolipidek) ; Cho;
membránmetabolizmus
• 3.02 és 3.94 ppm - creatin
(foszfocreatin is) ; Cr ;
energiametabolizmus
![Page 47: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/47.jpg)
Vízelnyomás után az agyi H1
spektrumon ábrázolódó metabolitok• 3.56 ill. 4.06 ppm - myo-inositol ;
mI, Ins;
gliális marker +
organikus ozmolit a sejtek
volumenkontrolljában (hypoNa ⇒ mI ⇊)
• 2.2-2.3 ill. 3.8 ppm , és csoportja a glutaminnak és a
glutamatnak ;
-, -, -Glx;
gyulladás
![Page 48: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/48.jpg)
Vízelnyomás után az agyi H1
spektrumon ábrázolódó metabolitok
• 2.0, 2.5 és 2,6 ppm N-acetyl csoportok (főleg
N-acetylaspartat) ; NAA ;
idegsejtmennyiség
• 1.33 és 4.1 ppm - methyl csoport
- lactat (Lac)
0.8-1.3 ppm lipid (Lip)
anaerob glycolysis és necrosis
![Page 49: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/49.jpg)
Neurochemical pathways & neuro-MRS
![Page 50: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/50.jpg)
Vízelnyomás után az agyi H1
spektrumon ábrázolódó metabolitok
![Page 51: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/51.jpg)
Az echo idő hatása a spectrumra
![Page 52: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/52.jpg)
Mitocondriális myopathia
TE 144 ms TE 288 ms
![Page 53: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/53.jpg)
Quantitativ MRS
• Metabolit ratio
• Cr a legstabilabb – de ez is változik (nő: korral, MS, HIV, myotonic dystrophy; csökken: stroke, tumor
• Contralateral – CSI
• Víz mint referencia-jel (proton cc ≈ 77-88 M)
• Víztartalom
• Külső referencia (B1 variáció!)
![Page 54: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/54.jpg)
Protonspektrum metabolitok
![Page 55: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/55.jpg)
Quantitativ MRS Fantom - QA
• Összetevők:
– 12,5 mM NAA
– 10 mM Cr
– 3 mM Cho, 12,5 mM Glu
– 7,5 mM mI
– 5 mM Lac
• 50 mM-os foszfát pufferben (7,2 pH; 1% Magnevist; 0,1% Na-azide)
![Page 56: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/56.jpg)
A proton spektrum változása a
korral
![Page 57: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/57.jpg)
A proton spektrum változásai
![Page 58: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/58.jpg)
MRS - újszülöttkori indikáció -
hypoxia
• Normál UH, CT, MRI, SPECT, PET ellenére
is
• Kontraindikációja nincs
• Lactat jelenlét, NAA és Cr csökkenés
• Sensitivitás: magas
• Specificitás: átfedés - SBS és fejlődési
zavarok
![Page 59: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/59.jpg)
Újszülöttkori hypoxia
![Page 60: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/60.jpg)
Shaken Baby Syndrome
![Page 61: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/61.jpg)
MRS - csecsemőkori indikáció -
fejlődési rendellenességek• Normál UH, CT, MRI, SPECT, PET ellénére
is
• Kontraindikációja nincs
• Lactat jelenlét, NAA és Cr csökkenés
• Sensitivitás: magas illetve nem ismert
• Specificitás: egyes esetekben magas(single
enzyme (gene) defects)
– Canavan betegség: NAA
– Frahm-Hanefeld Sy: Cr
– Phenylketonuria : Phenylalanin
– Nonketotic hyperglycinemia: glycine
![Page 62: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/62.jpg)
Canavan betegség
AR
Aspartoacylase
deficiencia
NAA
(vizeletben,
plasmában is)
Hypotonia,
Görcs,
Macrocephalia
Spaszticitás,
Vakság
Halál (4 év)
![Page 63: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/63.jpg)
Frahm - Hanefeld syndroma(Guanidinoacetate methyl transferase deficiency)
(Teljes Cr hiány)
Arginin adása mellett
Creatinin adása mellett
![Page 64: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/64.jpg)
Phenylketonuriaphenylalanine hydroxylase deficiency
AD recessziv
Mentalis retardáció
Choreoatetosis
Görcsök (25 %)
Hyperreflexia
Hyperactivitás
Spasticus paraplegia
MRS
Short echo time:
Phe 7.3 ppm
Terápia követése
![Page 65: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/65.jpg)
Alexander betegség(fibrinoid leukodystrophia)
Rosenthal rostok száma
Ventrodorsal
Spaszticitás, görcsök,
macrocephalia
![Page 66: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/66.jpg)
Leukodystrophiák
Metachromatic LD Adrenoleukodystrophy
Adrenal insuff. - ALD variant
![Page 67: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/67.jpg)
Leigh’s betegségMitokondriális betegség
1. Év végére:
Hypotonia
Ataxia
Ophthalmoplegia
Ptosis
Dysphagia
T2
Bilat. hyperintensitás:
Nucleus caudatus
Nucleus lentiformis
Periaquaeductális
Nucleus dentatus
Thalamus
Cerebellaris pedunculus
Lac (1.33) és Ala (1.48) ↑↑
![Page 68: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/68.jpg)
MELAS(Mitochondrial Encephalopathy with Lactic Acidosis and Stroke like
lesion)
Regionális variabilitás:
legérintettebb az
Occipitális lebeny
Az érfali
mitokondriumok
metabolikus
dysfunctiója
![Page 69: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/69.jpg)
MR Spektroszkópia (MRS) és MR
spektroszkópos képalkotás (MRSI) - stroke
![Page 70: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/70.jpg)
A spectrum változása stroke
esetén (patkány, majom)
• NAA az első 8 órában lassan csökken, a Lac egyenletesen nő
• 30 óra után definitív NAA csökkenés detektálható
• Lac chronicus agyi ischaemiában is detektálható: macrophagok glycolyticus metabolismusa
• Lac található még:– Mitokondriális betegségek
– Demyelinisatiós folyamatok
– Visual cortex ingerlés
![Page 71: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/71.jpg)
MR Spektroszkópia (MRS) és MR
spektroszkópos képalkotás (MRSI) -
tumor
![Page 72: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/72.jpg)
Oligodendroglioma
![Page 73: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/73.jpg)
Oligodendroglioma
![Page 74: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/74.jpg)
Low-grade glioma
![Page 75: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/75.jpg)
A gliomák metabolicus
heterogenitása• Magas Cho
– tumor sejtek
száma
• Alacsony Cho
– Centrum –
necrosis
• Normál Cho
– Vasogen oedema
Bizzi et al. In Clinical MR Neuroimaging. Cambridge Univ Press. Page 306-307.
![Page 76: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/76.jpg)
Rekurrens astrocytoma
• Magas Cho, alacsony NAA
és a lipid hiánya jellegzetes
a solid tumor recidivára
• 2: infiltratív tumor –
emelkedett Cho
• 3: solid tumor – kis Lac jel
Lip nélkül korai indikátora a
high grade tu
transformációnak
• 4: korai necrosis – lipid jel
megjelenik
1 2
3
4
Croteau et al. Neurosurgery. 2001. 49:823-829
Hearshen et al. In Clinical MR Neuroimaging. Cambridge Univ Press. Page 310.
![Page 77: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/77.jpg)
Radiációs nekrózis
• Cho, Cr és NAA csökken
• Alacsony Lip jel
• Cho/NAA ≈ 1
• Necrózis jellegzetességi
• Biopszia és követés
megerősítette
1
3
2
Rock et al. Neurosurgery. 2002. 51(4):912-919
Hearshen et al. In Clinical MR Neuroimaging. Cambridge Univ Press. Page 311.
![Page 78: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/78.jpg)
MRS meningeomában
• NAA nincs jelen a nem
neurogén eredetű
térfoglalásokban
• Ala karakterikus a
meningealis tumorokra (135
ms-os TE-vel a Lac-tól
differenciálható)
• A magas Cho szint az
aggresszivitás függvénye
![Page 79: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/79.jpg)
Intracraniális tumorok
spektrumának variabilitása
Howe et al. Magn Reson Med. 2003. 49:223-232
![Page 80: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/80.jpg)
Posztkontraszt MRS
• A Gd szignifikáns eltérést
nem okoz
• A Cho T1 és T2 relaxációs
ideje megváltozhat
(extracellularis
komponens)
Infarctus
![Page 81: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/81.jpg)
Tumor tipizáció
independent component
analysis
Szabo de Edelenyi et al. Anal Chim Acta. 2005. 544:36-46
![Page 82: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/82.jpg)
Nosologic imaging
Szabo de Edelenyi et al. Nature Medicine. 2000. 6:1287-89
![Page 83: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/83.jpg)
INTERPRET(International Network for Pattern Recognition of Tumours
Using MR Spectroscopy)
• Európai Unió által támogatott project az MRS és az MRSI értékelésének egyszerűsítésére; 2000-2002
• Protokoll (metodika) konszenzus
• 800 mintás adatbázis
• Automata adatmanipulációs és konverziós szoftver
• Alakfelismerő algoritmuson alapuló döntési rendszer
Arjan W. Simonetti PhD Thesis 2004.http://azizu.uab.es/INTERPRET/
![Page 84: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/84.jpg)
Tumefact MS
• Fulmináns activ demyelinisatio a
gliomához hasonlatos mintát
mutat De
Tu: NAA ↓↓, Perf ↑↑;
MS: mI/Cr↑↑, Diff ↓↓
• Diffúz metabolikus elváltozások
is megfigyelhetők helyenként
• Acut-chronikus plakk
• Recurrent remittent (RR) –
Progressive secondary (PR)
form
Szabo de Edelenyi et al. Nature Medicine. 2000. 6:1287-89
![Page 85: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/85.jpg)
Abscessus vs. tumorAbscessus GBM
Nakaiso et al. Neurol Med Chir. 2002. 42:346-348
Acetát
Ac: 1.92 ppm
Succinát
Suc: 2.4 ppm
Aspartát
Asp:2,6 ppmSuc
![Page 86: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/86.jpg)
Juvenilis SLE
Kontralateral
Lézió
Steens et al. Ann Rheum Dis. 2003. 62:583-586
Neuropsyichiátriai tünetek
Mielőtt struktúrális eltérések
detektálhatók lennének MR-rel:
Cho ↑; NAA/Cr ↓
![Page 87: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/87.jpg)
MRS az epilepsiában
Hetherington et al. Magn Reson Imaging. 1995. 13:1179
Cr/NAA map
![Page 88: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/88.jpg)
Mitocondriális myopathia
TE 144 ms TE 288 ms
![Page 89: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/89.jpg)
Primer Progressiv Aphasia
NAA/Cho NAA
Cho Cre
![Page 90: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/90.jpg)
A klinikai MRS lényege
• In vivo biokémiai diagnózis lehetősége
• A metabolit mintázat alapján a betegségek
pathophysiológiájának jobb megértése:
– a therápiás effektus követése
– a progressio-regressio megítélése
– prognosticus lehetőségek feltárása
![Page 91: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/91.jpg)
A klinikai MRS problematikái
• Standardizálni kell a– vizsgálatot,
– az értékelést,
– a leletkészítést.
• Reprodukabilitás - QA
• Absolute quantifikálás nehézsége
• Altatás
• Team munka szükségessége (radiológus, klinikus, fizikus, biokémikus)
![Page 92: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/92.jpg)
![Page 93: In vivo mr spektroszkópia ll](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022020123/55a1450e1a28ab96048b4710/html5/thumbnails/93.jpg)