【摘要】： 研究目的: 磁共振頻譜檢測是目前最有效的、無創(chuàng)的在體細(xì)胞內(nèi)代謝物檢測方法。在過去的幾十年里面,MRS已經(jīng)從以往的實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)了我們的日常臨床檢查工作當(dāng)中,并成為目前臨床常規(guī)疾病診斷應(yīng)用較廣泛的一種檢查方法。在體磁共振頻譜同時(shí)又是一種能對被檢查組織中代謝物變化進(jìn)行分析并定量的方法。MRS信號所提供的定量信息一般是以頻域的方式出現(xiàn),并以頻譜的形式表現(xiàn)出來。在一般大腦磁共振頻譜檢查中,所得的各種常見代謝物包括:NAA、Cho、Cr、和mI。此外還包括少量的谷氨酸(Glu)、谷氨酰胺(Gln)、乳酸(Lac)和γ-氨基丁酸(GABA)。這些代謝物在大腦中含量的變化往往早于、或與臨床癥狀發(fā)生同時(shí)出現(xiàn),并為疾病的發(fā)展及預(yù)后、治療效果評價(jià)提供重要的參考信息。 目前磁共振頻譜信號檢測的方法有兩種,分別是通過三維梯度層面定位并形成信號的單體素頻譜掃描方法及提供MRI空間相位編碼的頻譜成像兩種方法。然而我們知道,根據(jù)磁共振掃描系統(tǒng)所獲得的信號強(qiáng)度進(jìn)行代謝物濃度定量是一種技術(shù)含量較高并且相對復(fù)雜的方法。這一處理過程中涉及大量不同的物理原理和技術(shù)方法,使得這個(gè)問題尤其是對于初學(xué)者,顯得更為復(fù)雜。在過去的十多年中,已經(jīng)出現(xiàn)了很多種類型的物理模型和算法,但是其中只有一小部分的方法適合而又被廣泛應(yīng)用于臨床研究。這些軟件程序數(shù)據(jù)包里一般都包括一些自動的或者互動預(yù)處理方法,例如頻率偏移校正、填零和一階校正、以及由于渦流效應(yīng)引起的相位差校正等方法�？偟膩碚f,磁共振頻譜定量其實(shí)就是一種數(shù)據(jù)處理的過程。 我們將會簡要的介紹一些常用于磁共振頻譜定量的后處理方法。所有的后處理方法都是通過掃描儀獲得更多的數(shù)據(jù)及修改參數(shù)來進(jìn)行濃度定量。但是,對于目前臨床常用的幾種磁共振頻譜定量處理軟件的比較及選擇方面介紹的文章相對較少。為了為將來磁共振頻譜定量研究選擇合適的后處理軟件,本文將會對目前3種的常用后處理軟件:LCModel、SAGE、Functool進(jìn)行比較,分析三者之間的優(yōu)缺點(diǎn),選擇出較為優(yōu)秀的軟件,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)第一部分結(jié)果選擇合適的后處理軟件,比較PRESS和STEAM序列對大腦中央前回的代謝物絕對定量的差異,并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析,為將來磁共振頻譜數(shù)據(jù)采集序列選擇及后處理軟件選擇提供參考依據(jù)。 方法: x?±s14例健康成年人,年齡23-29歲,平均年齡為26.1歲,均為右利手。應(yīng)用美國GE公司1.5 T Signal HDx TwinSpeed超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng)及配套頭頸專用正交線圈。常規(guī)MRI掃描:所有受試者均進(jìn)行頭部MRI平掃:采用FSGRE(TR/TE=4000ms/107ms)獲取三維T2WI解剖圖像,并使用PRESS及STEAM序列對左側(cè)大腦中央前回進(jìn)行單體素磁共振頻譜掃描,掃描參數(shù)為TE=30ms,TR=3000ms。每次掃描約4′30″及7′30″。掃描后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別通過LCModel、SAGE及Functool三種軟件進(jìn)行進(jìn)一步處理。其中利用LCModel兩種序列掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得出NAA、Cho、Cr、mI、Glx濃度及NAA/Cr、Cho/Cr、mI/Cr的比值;SAGE及Functool僅對STEAM和PRESS序列掃描數(shù)據(jù)處理,得出NAA/Cr、Cho/Cr及mI/Cr比值。處理后數(shù)據(jù)通過SPSS13.0處理,計(jì)算各代謝物濃度、及比值的均值及標(biāo)準(zhǔn)差,計(jì)算結(jié)果用表示。其中三種軟件處理STEAM序列所得代謝物比值采用多因素分析,以P0.05為有顯著性差異,并與文獻(xiàn)參考值進(jìn)行比較。另外根據(jù)前一實(shí)驗(yàn)結(jié)果,通過LCModel處理PRESS和STEAM序列得到數(shù)據(jù)中的四種代謝物濃度,并采用配對t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果,以P0.05為有顯著性差異。 結(jié)果:三種軟件處理比值結(jié)果中除NAA/Cr外,其他兩個(gè)比值(Cho/Cr、mI/Cr)相互間存在不同程度的差異,其中Cho/Cr比值中LCModel與SAGE數(shù)據(jù)間沒有顯著差異,而這兩者均與Functool存在顯著差異。mI/Cr比值中,LCModel與兩種軟件之間沒有顯著差異,而SAGE與Functool之間存在顯著差異。LCModel軟件分析得到Cho/Cr比值與文獻(xiàn)偏差明顯。使用Functool軟件進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),NAA/Cr、mI/Cr比值與文獻(xiàn)結(jié)果間均存在偏差。使用SAGE軟件對頻譜的波峰下面積分析并計(jì)算出比值,得出Cho/Cr、mI/Cr與文獻(xiàn)參考值間存在差異。根據(jù)前面一部分的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,使用LCModel軟件PRESS和STEAM序列檢測所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。兩種序列代謝物濃度比較后發(fā)現(xiàn)兩者之間沒有顯著差異,與參考文獻(xiàn)中代謝物濃度范圍比較,發(fā)現(xiàn)STEAM檢測所得濃度相對接近,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、序列的特征對兩種掃描序列進(jìn)行分析。 結(jié)論:使用后處理軟件對于磁共振頻譜進(jìn)行定量處理,在譜線處理方面,各軟件均存在各自的優(yōu)劣,與文獻(xiàn)參考值之間各自均存在不同程度的差距,在基線的擬合及系統(tǒng)誤差處理方面LCModel較SAGE軟件及Functool軟件有優(yōu)勢,但LCModel對代謝物濃度比值估算與文獻(xiàn)參考值比較仍存在誤差。進(jìn)一步分析,在短TE條件下,利用LCModel軟件分析,STEAM序列對絕對定量與PRESS序列基本一致,但對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及與文獻(xiàn)參考值比較分析后得出STEAM序列檢測所得頻譜數(shù)據(jù)在短TE情況下較穩(wěn)定,頻譜譜線相對于PRESS序列基線要穩(wěn)定。
【圖文】：

圖 1 PRESS 序列與 STEAM 序列示意圖Fig.1 Sketch map of PRESS and STEAM sequence圖 2 本實(shí)驗(yàn)在中央前回定位圖像，F(xiàn)OV 24cm×18 cmFig.1 location map for ours experiment in the anterior central gyrus，， FOV 24cm×18cm

圖 2 本實(shí)驗(yàn)在中央前回定位圖像，F(xiàn)OV 24cm×18 cmFig.1 location map for ours experiment in the anterior central gyrus， FOV 24cm×18cm(a) (b) (c)圖 3 LCModel、SAGE 及 Functool 軟件分析后所得頻譜圖像 分別為 PRESS 和 STE測出頻譜經(jīng) LCModel（圖 a）、SAGE（圖 b）和 Functool（圖 c）軟件處理后所得出頻Fig.2 Pictures obtained from LCModel(a， b)， SAGE(c) and Functool(d).
【學(xué)位授予單位】：汕頭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：R445.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2607940