MRS是目前临床中唯一无创性研究人体器官、组织代谢、生化改变和化合物定量分析的方法。自1984年Koeze应用磷磁共振波谱以来，MRS得到了广泛的应用和发展，有助于研究脑组织生理和疾病时的生化改变，进行肿瘤成分的分析。同时根据肿瘤的质子波谱与正常脑组织以及水肿区波谱的不同，进行量化分析，它对于观察肿瘤的生物学特性，确定肿瘤性质、范围、检测肿瘤的发展变化、对治疗的反应、复发等有重要作用。
MRS是一种利用磁共振现象和化学位移作用，进行一系列特定原子核及其化合物分析的方法。将人体置入外加主磁场中，核沿主磁场方向做陀螺样进动，核所受的磁场主要有主磁场决定。但是，也与核的磁旋比γ、核外电子云及临近质子的电子云有关。电子云的作用会屏蔽主磁场的作用，使的核所受的磁场强度小于外加主磁场。这种由于电子云的作用产生的磁场差异被称为化学位移。当施加90???? 射频脉冲（radio frenquency pulse，RFP）后，使它们从Z轴自旋到X轴上，停止Rf后，自旋核便以进动方式回到它们原来的Z轴位置，称为驰豫（relaxation）。接收线圈在驰豫时间内能接收到一种随时间变化而呈指数衰减的信号——自由感应衰减信号（free indication decay，FID）。经过傅立叶转换产生了按频率分布的函数值，即磁共振波谱。对于给定的外磁场，不同核所处的化学环境不一样，从而产生Lamour进动频率的微小差别，导致磁共振波谱的差别。能代表其特性的参数有磁共振频率、峰值、半高宽度。半高宽度受横向驰豫时间T2、外磁场的均匀度及样品内在因素的影响，并反映其变化。同时可测曲线下面积，因共振峰面积与共振核数目成正比，反映化合物浓度，因此可用来定量分析。
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