MRI与MRS采集MR信号的方式不同。前者以频率编码梯度生成高空间分辨力解剖图像，而后者基于分子的化学环境确定不同代谢物的进动频率，并以谱线的形式展示。脑部MRS检查可用于研究神经系统疾病在细胞水平的功能改变，无创显示局部活体组织的代谢和生化信息。
1H-MRS检查时，选择不同的TE时间可获得不同的代谢物信息：较长TE（144～288 ms）采集时，谱线主要包括N-乙酰天门冬氨酸（NAA）、胆碱（Cho）、肌酸（Cr）和乳酸（Lactate）峰；短TE（＜40 ms）采集还可显示具有短T2衰减的某些代谢物，如肌醇（Myo，mI）、谷氨酸和谷氨酰胺（Glx）、葡萄糖（Glc）、脂类物质（Lipids）和一些大分子蛋白质。人脑的正常代谢物水平在不同年龄会略有差别，一般来说，在2岁以后脑组织的波谱形态与成年人基本一致（图66）。
目前，脑部1H-MRS检查主要用于肿瘤、癫
、痴呆、昏迷等疾病或症状的鉴别诊断与病情评估。肿瘤病变一般表现为Cho、Lactate、Lipids升高，以及NAA和Cr降低。其中，较为重要的Cho水平还受肿瘤分级、出血、坏死、钙化及放射治疗的影响。肌醇是一种单糖，在脑部主要由星型胶质细胞合成，不能穿越血-脑屏障，因而被认为是一种重要的渗透剂（通过携水出入细胞参与调节脑细胞的渗透压）和星型胶质细胞标志物。Myo含量升高代表胶质细胞增生或胶质细胞体积增大，常见于炎性病变与Alzheimer病。海马硬化在癫
病人中占60%～85%，对MRI表现阴性和不确定的病例，1H-MRS可提高诊断敏感性，表现为NAA降低，Glx和Myo升高。对于痴呆病人，MRI可以鉴别大部分痴呆的病因，而Alzheimer病所致的痴呆为排他性诊断。对于可疑临床病例，如MRI显示颞叶萎缩，MRS提示各叶弥漫性NAA降低，Myo升高，则有助于诊断Alzheimer病。MRS还可用于发现与监测轻度认知障碍（MCI），提早药物干预，延缓其向Alzheimer病发展。线粒体脑肌病由DNA结构缺陷引起，病人因线粒体功能异常，体内能量代谢紊乱，临床可出现智力低下、肌无力、癫
、乳酸血症及精神异常。脑部MRI通常显示不按供血动脉解剖走向分布的梗死样病灶，灰白质均可受累；MRS可见特征性Lactate峰增高（图67）。MRS检查也可用于确定昏迷的原因。例如，肝性脑病的波谱特征为Myo缺失，Cho减低，Glx升高；脑损伤后昏迷者的NAA轻度降低，Lactate峰缺如时通常可排除缺氧性损伤。对于长期昏迷的病人，如果NAA明显减低且Lactate峰持续存在，提示预后较差。
图66 正常成年人脑组织1H-MRS展示
扫描兴趣区位于右侧额叶。谱线图中各种代谢物共振峰的分布对应横坐标上数字（单位：ppm），共振峰大小代表该物质的相对含量
图67 线粒体脑肌病患者1H-MRS表现
扫描兴趣区位于右侧颞叶病变明显处，谱线中出现高大的乳酸双峰，且NAA/Cr比值降低
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