化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移（Chemical exchange saturation transfer,CEST）成像的臨床研究目前主要集中于腦部疾病,如卒中的評估、腦部腫瘤的診斷、腫瘤治療反應(yīng)的監(jiān)控以及神經(jīng)退行性疾病的評估等。隨著該技術(shù)在頭部疾病中展示了巨大的應(yīng)用潛力,越來越多的研究將其應(yīng)用于體部器官,如乳腺和前列腺腫瘤的診斷、肝臟糖原的測量等。然而,體部器官大多含有較多的脂肪組織,而脂肪信號會在體部CEST成像中產(chǎn)生較強的脂肪偽影,這阻礙了CEST成像在體部的廣泛應(yīng)用。因此,本文圍繞體部CEST成像中脂肪偽影的消除開展了三項研究。在第一項研究中,我們對傳統(tǒng)的二項式脈沖技術(shù)的抑脂效率進行了觀測。結(jié)果表明,在主磁場偏移量較大的情況下,該技術(shù)不能充分地抑制脂肪偽影。因此,在第二項研究中,我們提出了一種基于自適應(yīng)多峰脂肪模型的水脂分離方法。該方法在主磁場存在較大的偏移的情況下仍能有效地去除脂肪偽影。前兩項研究揭示,傳統(tǒng)CEST成像中脂肪偽影的產(chǎn)生依賴于用于定量化學(xué)交換作用的非對稱性分析。因此,在第三項研究中,我們進一步發(fā)展了一種不依賴于非對稱性分析的化學(xué)交換成像方法。1.基于二項式脈沖的水選擇性激發(fā)... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

CEST效應(yīng)的雙池模型

華東師范大學(xué)博士學(xué)位論文5圖1.2發(fā)生化學(xué)交換的不同共振頻率的兩個自旋核的1H波譜圖化學(xué)交換作用使兩個峰的共振頻率向彼此靠近，且變得扁平。這種效應(yīng)隨交換速度（k）變快而變得明顯。兩者向彼此移動的程度取決于它們各自的濃度，因此，高濃度的水分子向低濃度的靶標(biāo)分子移動的距離很校（圖1.2來自文獻[12]）圖1.2展示了于化學(xué)交換速率對譜峰形貌的影響。快速交換會使譜峰變得扁平，這會降低該交換位點的頻率選擇性。此外，化學(xué)交換會使參與交換的質(zhì)子對的兩個峰互相靠近，而且它們相互靠近的程度會隨交換速率的增加而增加。就CEST成像中的實際情況而言，水分子的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目標(biāo)分子的濃度，快速交換只會使得目標(biāo)分子氫核的譜峰位置向著水峰靠攏�？焖俳粨Q的判定取決于兩種交換核的化學(xué)位移頻率差，而該頻率差又正比于主磁場的強度。因此，在較高場的條件下測量到的CEST效應(yīng)會強于在較低場的條件下測量到的CEST效應(yīng)。而CEST成像作為一種分子影像技術(shù)，它能獲得某種分子在整個空間中的分布

華東師范大學(xué)博士學(xué)位論文6信息[6]。因此，相比于臨床中常用的單體素點分辨波譜技術(shù)，CEST成像有更好的空間分辨率。此外，那些可交換質(zhì)子的共振峰在NMR譜上往往不是清楚可見的，但是可以通過CEST成像對其進行間接的檢測，這是因為CEST信號可以隨飽和脈沖的持續(xù)施加而積累，從而放大靶標(biāo)分子的間接信號。CEST信號除了受到成像靶標(biāo)分子濃度的影響外，它還受到微環(huán)境參數(shù)的影響，比如pH值[13-17]和溫度[18,19]。因此，利用CEST技術(shù)，還可以實現(xiàn)對組織pH值和溫度進行成像。這些環(huán)境參數(shù)的影響不僅體現(xiàn)在對交換速度的改變上，還能體現(xiàn)在對交換位點的化學(xué)位移的改變上。比如，利用化合物Eu3+-DOTAM-Gly-Phe[25]作為對比度介質(zhì)，CEST成像可以用于測量組織的溫度，該研究基于化學(xué)位移與溫度的關(guān)系，如圖1.3所示。圖1.3利用Eu3+-DOTAM-Gly-Phe作為對比度介質(zhì)的CEST成像用于溫度的監(jiān)測（a）不同溫度條件下的Z-譜。隨著溫度增加，交換介質(zhì)譜峰的位置向著水峰靠近。（b）溫度與該對比介質(zhì)的化學(xué)位移的線性關(guān)系。（圖1.3來自文獻[25]）


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