一部由磁共振波谱学领域的全球领军人物编写的神经影像学专著，也是一本临床神经科学的优秀教材。

一部让科学出版社根据新书预告和目录即做出翻译出版决定的书。

第三篇

质子磁共振波谱的应用

▽

理论上任何具有磁矩的原子核均可产生MRS 信号，但是迄今为止用于研究的最常见原子核是氢质子。在活体内的原子核中氢质子具有最大的旋磁比，也是脑内含量最为丰富的原子核。这两个因素意味着¹H MRS 具有相对较高的信噪比，因为氢质子存在于所有受关注的参与新陈代谢的化合物中，具有用于脑研究的极大可能性。另外，MRI 是对水分子进行成像的，意味着临床MR 扫描仪可用于¹H MRS 而无需购买理论上向广大用户开放使用的其他昂贵的硬件。

本书第三篇讨论了¹H MRS 在临床和神经科学应用中毋庸置疑的巨大潜力，以及推广应用中存在的技术缺陷。

在第十一章中，Carles Majós 博士、Margarida Julià-Sapé 博士和Carles Arús 博士讨论了MRS 在肿瘤检测与管理中的临床应用，探讨了MRS 在临床实践中最常见的应用。MRS 可用于鉴别肿瘤与非肿瘤性病变，有助于临床医师在获得病理诊断前确定肿瘤的性质，可通过区分肿瘤再生长和治疗后改变来监测治疗转归。

在第十二章中，Nicola De Stefano 博士和Antonio Giorgio 博士讨论了MRS 对炎症性疾病特别是多发性硬化在明确诊断和监测进展中的潜力。虽然MRS 可作为多发性硬化潜在治疗办法开发中可提供有用信息的生物标志物，但是目前各种MR 扫描仪存在着不能采集可重复数据的局限性，本章对这一问题的可能解决方案进行了讨论。

在第十三章中Julie Pan 博士和Hoby Metherington 博士着重讨论一种常见的神经疾病——癫痫，MRS 所具有的定量神经能量转换的能力意味着¹H MRS 对研究癫痫的病理基础具有无可估量的价值。本章还叙述了³¹P MRS 和¹³C MRS（详见第四篇）对评价致痫组织能量改变的补充性作用。

在第十四章中Andrew Bivard 博士、Peter Stanwell 博士和Mark Parsons 博士评价了MRS 在研究卒中康复超急性期代谢活动中的潜力及在后续数月中作为一个了解功能恢复的窗口的拓展应用。但是，和所有神经疾病一样，对这些患者¹H MRS数据的采集和解读存在着巨大的挑战，特别是在病变部位内部和周围采集的数据因组织不均匀性导致谱线显著增宽。对一些可能的解决方案和解读这些数据可能存在的误区也进行了讨论。

在第十五章中，Kim Cecil 博士讨论了MRS 在儿科疾病研究中的独特潜力，可无创性获得诊断信息（如无需注射放射性示踪剂）可能是最突出的价值。对先天性代谢缺陷如脑白质营养不良特别是Canavan’s 病中的研究，可更清晰地揭示这些疾病的病理机制。

第十六章着重讨论¹H MRS 在增进我们对精神疾病的认识中的潜力。Matthew Taylor 博士着重论述了精神障碍和心境障碍中已经明确的神经细胞代谢和谷氨酸能信号转导中出现的一系列异常。

脊髓MRS 被认为具有毋庸置疑的临床应用价值，在第十七章中Amber Hill博士和Olga Ciccarelli 博士讨论了这种在技术上具有挑战性的方法。尽管由于脊髓的径线和活动度相对较小使得从中采集优质谱线存在困难，但是已经进行的数项临床前和临床研究的结果表明脊髓MRS 在未来有可能成为应用更为广泛的方法。

第十八章转为讨论1H MRS 在神经科学问题中的应用。Velicia Bachtiar 博士和Charlotte Stagg 博士概述了使用MRS 研究γ-氨基丁酸和谷氨酸的潜力，特别是提高了我们对基本生理学机制驱动下行为和可塑性个体差异的认识。

在第十九章中Dallas Card 博士、Margot Taylor 博士和John Sled 博士讨论了MRS 在自然老化研究中的应用，这些研究特别关注宫内发育期胎儿大脑的快速发育和老年期大脑的快速退化。讨论了这些数据的价值和纵向研究的挑战（特别是婴幼儿）。

在第二十章中，Jennifer Brawn 博士和Katy Vincent 博士讨论了MRS 在研究激素对大脑的影响中的作用。直到最近激素对大脑活动的实质性影响才被认识，但是越来越多的证据表明激素及其前体和衍生物均对神经细胞代谢和细胞信号转导有明显的影响。尤其是对月经周期的作用进行了相当详细的讨论，因为在其他情况下解释研究结果时考虑这些问题是非常重要的。

在第二十一章中，Nicola Sibson 博士和Kevin Behar 博士讨论了¹³C MRS 在脑生物化学研究中的应用。虽然不如¹H MRS 那样应用广泛，但¹³C MRS 对活体脑能量转换和新陈代谢的研究具有独特的潜力。¹³C MRS 已经为动物模型中的脑功能提出了许多新的认识；随着技术的持续改进，¹³C MRS 在人体脑功能研究中的潜力开始得以实现，更为详细的描述见第四篇。

第三篇 质子磁共振波谱的应用

目录

第十一章 质子磁共振波谱在脑肿瘤临床管理中的应用价值

第一节 引言

第二节 ¹H MRS 的采集和正常值

第三节 ¹H MRS 在脑肿瘤诊断中的应用价值

第四节 ¹H MRS 在脑肿瘤分类中的应用价值

第五节 ¹H MRS 在胶质瘤分级评估中的应用价值

第六节 ¹H MRS 在脑肿瘤随访中的应用价值

参考文献

第十二章 多发性硬化和炎症性疾病的质子磁共振波谱

第一节 引言

第二节 多发性硬化

第三节 小结

参考文献

第十三章 癫痫的磁共振波谱学

第一节 引言

第二节 癫痫患者中高能磷酸化合物的³¹P 磁共振波谱研究

第三节 癫痫的¹H 磁共振波谱

第四节 小结

参考文献

第十四章 脑卒中和脑缺血

第一节 引言

第二节 缺血性脑卒中

第三节 出血性脑卒中

第四节 脑卒中的磁共振成像

第五节 波谱学：¹H MRS

第六节 缺血半暗带和梗死核心区的MRS

第七节 波谱编辑

第八节 远隔功能抑制

第九节 脑卒中与抑郁症

第十节 MRS 对卒中后脑修复的评价

第十一节 脑卒中时MRS 采集存在的问题

参考文献

第十五章 质子磁共振波谱在先天性代谢缺陷病中的应用

第一节 引言

第二节 原发性脑白质营养不良

第三节 溶酶体贮积症

第四节 过氧化物酶体病所致脑白质营养不良

第五节 氨基酸尿症

第六节 有机酸尿症

第七节 小结

参考文献

第十六章 精神疾病的质子磁共振波谱

第一节 引言

第二节 疾病发作期的MRS 表现

第三节 临床痊愈后的MRS 异常

第四节 高危人群的MRS 异常

第五节 MRS 的临床价值

第六节 小结

参考文献

第十七章 脊髓¹H 磁共振波谱的临床前及临床应用

第一节 引言

第二节 ¹H MRS 发展的重要性

第三节 方法学挑战和注意事项

第四节 脊髓¹H MRS 的临床前研究和临床应用

第五节 ¹H MRS 在脊髓中的应用前景

第六节 结论

参考文献

第十八章 行为和可塑性的个体差异

第一节 引言

第二节 γ-氨基丁酸代谢概述

第三节 来自可塑性诱导动物模型的数据

第四节 人类活体内γ-氨基丁酸的定量分析

第五节 章节纲要

第六节 与行为相关的γ-氨基丁酸个体差异

第七节 临床试验人群中γ-氨基丁酸能神经元的变化

第八节 可塑性诱导中γ-氨基丁酸的变化

第九节 MRS 评估的GABA 与源于其他成像模式的信息之间的关系

第十节 小结与未决问题

参考文献

第十九章 生长发育和生命历程中的磁共振波谱

第一节 引言

第二节 概述

第三节 脑发育早期的磁共振波谱

第四节 整个人生阶段的磁共振波谱

第五节 发展方向

参考文献

第二十章 激素对磁共振波谱测量的影响

第一节 引言

第二节 激素生物学概述

第三节 神经化学物质的性别特异性差异

第四节 关于雌二醇和孕酮的总结

第五节 男性性类固醇激素与神经化学变化

第六节 小结

参考文献

第二十一章 神经能量转换和神经信号传递中的磁共振波谱

第一节 引言

第二节 脑能量代谢的¹³C MRS 测定

第三节 神经递质流量的MRS 测定

第四节 ¹³C MRS 在人类疾病中的应用

第五节 小结

参考文献

第四篇

非质子磁共振波谱的应用

▽

尽管大多数中枢神经系统活体MRS 研究使用的是氢核，但是使用其他原子核可获得大量的互补信息，如碳核（13C）、钠核（23Na）、氧核（17O）、磷核（31P）和钾核（39K）。使用这些原子核的研究已经获得了对脑能量代谢和功能的深刻认识，其中的数项研究结果见第二篇和第三篇。因为这些原子核比氢核在更高的磁场下敏感性增强，所以超高场强系统如7T 更加普遍地成为标准。

在这一篇中，我们讨论这些原子核的应用状况和发展前景，以及如何在脑代谢和功能的临床诊断和基本认识中增添更多的信息。

在第二十二章中，Keith Thulborn 博士和Ian Atkinson 博士提供关于钠核、氧核和磷核MRS、MRSI 和MRI 最新进展的简介，并描述了在超高场强下进行钾核成像的可能性。钠核和钾核磁共振成像对检测可能严重影响脑功能的临床电解质失衡具有巨大的发展潜力，甚至可能成为一种更为直接的功能成像方式。作者进一步在这些测量结果的临床应用中提出了生物学标度（bioscales）的概念，为超越常规MRI 和¹H MRS 提供了一个强有力的论据。

在第二十三章中，Henk De Feyter 博士和Douglas Rothman 博士讨论了¹³C MRS 结合¹³C 标记的脑底物（brain substrate）（如葡萄糖和乙酸）的方法和应用。尽管由于需要注射稳定同位素使之成为MRS 中最具挑战性的领域之一，但也已经为脑功能和疾病提供了新的认识并对各种临床疾病（包括阿尔兹海默病、健康老年人、恶性肿瘤、发育障碍、糖尿病、抑郁症和卒中）显示出高度的敏感性。这也是可用于研究人体细胞类型特异性代谢（cell type-specific metabolism）及谷氨酸和γ-氨基丁酸能神经传递的唯一方法。

使用¹³C MRS 的另一个限制是其敏感性比¹H MRS 相对较低，导致空间分辨率也相对较低。虽然可使用反转¹H-[¹³C] MRS 特别是在高场强下来解决，但是总体可实现的空间分辨率仍远低于PET 扫描和其他代谢成像方法。不过，最近超极化¹³C MRS 的发展已经克服了这种局限性。MRS 信号与平行和反平行于主磁场的核自旋数量的差异成正比。通常情况下，超额量是核总数的一小部分，但是由于¹³C 标记前体在注射前超极化使超极化¹³C MRS 的检测敏感性（以及原则上的空间分辨率）可提高超过10 000 倍。在第二十四章中，Brian Ross 博士描述了脑超极化¹³C MRS 的研究现状。由于超极化¹³C MRS均难以在常规MRS 扫描中完成，而且也难以将超极化化合物在其通过驰豫恢复到正常极化水平（失去增强效应）之前输注入大脑，使这项应用非常具有挑战性。不过，本章中描述的最新突破性进展有望对患者实施这样的超极化¹³C MRS 扫描。

第四篇 非质子磁共振波谱的应用

目录

第二十二章 人脑钠、氧、磷、钾定量代谢磁共振成像：生物学标度临床应用的原理

第一节 引言

第二节 定量分析磁共振信号的合理性

第三节 磁共振信号的定量分析

第四节 定量23Na磁共振成像的临床应用

第五节 定量17O磁共振成像的应用前景

第六节 定量³¹P 磁共振成像的应用前景

第七节 定量39K磁共振成像的应用

第八节 小结

参考文献

第二十三章 碳（¹³C）磁共振波谱

第一节 引言

第二节 谷氨酸-谷氨酰胺循环及神经元和神经胶质细胞能量转换的动物与细胞模型研究

第三节 活体人脑的¹³C MRS 研究

第四节 人体¹³C MRS 研究的未来展望

第五节 小结与结论

参考文献

第二十四章 脑部超极化磁共振成像与波谱

第一节 引言

第二节 从超极化MR 研究中通过动力学分析导出活体代谢率

第三节 超极化MR 在神经科学和神经病学中的未来发展方向

参考文献

（李 龙 李建奇 杨蕊梦 译）

本文由刘四旦摘编自（英）斯塔格（Stagg, C. J.）、（美）罗思曼（Rothman, D. L.）主编，李龙等译《脑磁共振波谱学：神经科学研究的工具和最新临床应用》一书。

《脑磁共振波谱学：神经科学研究的工具和最新临床应用》以磁共振波谱技术在神经科学中的应用为主线，详细描述了人脑活体磁共振波谱的采集技术和定量分析方法，阐述了磁共振波谱信号的生物化学基础，总结了质子磁共振波谱在神经科学研究和临床实践中的应用，探讨了非质子磁共振波谱的发展前景，全面介绍了磁共振波谱学在神经科学研究和临床实践中的最新进展。本书将有力地促进神经科学研究者和临床医师熟练地将磁共振波谱技术应用于科学研究和临床实践。

本书既是一部神经影像学专著，也是一本临床神经科学的优秀教材。适合于从事神经科学、神经影像学、神经病学、精神病学与精神卫生学、神经生物学、神经心理学、应用心理学、临床心理学等学科的科研人员、临床医师和研究生参考。