磁共振頻譜技術(shù)(Magnetic Resonance Spectroscopy,MRS)是目前臨床無損定量檢測腦內(nèi)代謝物濃度的最有效方法之一,它具有無損、快速、靈敏度高等特點。大量的臨床研究表明,組織器官的功能正常與否和代謝物的濃度直接相關(guān),比如大腦內(nèi)的γ-氨基丁酸(gamma-amino butyric acid, GABA)是重要的神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì),其濃度的改變可能會導(dǎo)致諸如抑郁、癲癇、帕金森氏、精神分裂等病癥。N-乙酰氨基酸(N-acetylaspautate, NAA)代謝異常,可能會導(dǎo)致靜止性腦梗死。除此之外,肌酸(creatine phosphocreatine, Cr)、谷氨酸(glutamate)、膽堿(cytosolic choline, Cho)等代謝物濃度的改變,均可導(dǎo)致相應(yīng)的病癥。包括食管癌的產(chǎn)生也和其主要氨基酸的含量改變有密切關(guān)系。但是由于臨床磁共振機器磁場強度較低,導(dǎo)致所采集的譜圖的譜峰重疊、信噪比差等不利因素,加之受到采集時間、大分子物質(zhì)和水峰等因素的影響,使得代謝物濃度的定量檢測成為世界性的難題。盡管很多學(xué)者對這一問題進(jìn)行了大量研究,但大多都停留在相對濃度和一維頻譜(1D MRS)階段。如何準(zhǔn)確的測定腦內(nèi)代謝物的絕對濃度,已成為擺在各國科學(xué)家面前的重大課題。本課題在高場強下,利用二維J-分解譜,獲取了二維J-分解譜一維截圖,參照對比一維定量的結(jié)果,對大腦內(nèi)GABA、Cr、NAA的絕對定量問題進(jìn)行的深入研究。研究結(jié)果表明,二維J-分解譜技術(shù),可以有效地緩解譜峰重疊現(xiàn)象。通過計算7.5Hz, 12.5Hz的截圖譜峰,可以準(zhǔn)確地計算出主要代謝物GABA,Cr,NAA的濃度。與其它方法相比,本方法可同時計算多種代謝物的濃度。具有快速、準(zhǔn)確等特點�？梢灶A(yù)見在不久的將來,二維J-分解譜將成為磁共振定量檢測重要方向。
【學(xué)位單位】：汕頭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：R445.2
【部分圖文】：

波峰分離不清、信噪比低的現(xiàn)象依然沒有得到改善，譜圖質(zhì)量仍有待提高。圖 1-1 a）GABA 標(biāo)準(zhǔn)物在 400MHz 的一維譜圖 b）小鼠腦代謝物提取物在 400MHz 的一維譜圖c）1.5T 頻譜經(jīng) MRUI 處理后的譜圖 d）1.5T 頻譜經(jīng) LCModel 處理后的譜圖Fig.1-1 a) Pure GABA spectrum in Bruker 400MHz b) spectra of mice’s brain in Bruker 400MHzc) 1.5T spectrum processed by MRUI soft package d) 1.5T spectrum processed by LCModel software目前，提高譜圖質(zhì)量主要有以下四種途徑：1、提高磁場強度[6]， 2、開發(fā)相應(yīng)的脈沖序列和發(fā)展相應(yīng)的譜編輯技術(shù)[7-9]，3 、發(fā)展相應(yīng)的后處理技術(shù)[10-13]，4、增加譜圖的維數(shù)[14]。根據(jù) Bloch 定理，提高磁場強度，可正比例地提高檢測信號的強度。但由于強磁場條件下所產(chǎn)生的生物效應(yīng)尚未明確，目前臨床應(yīng)用的磁共振機器都是低于 3.0T的磁共振機器。因此依靠第一種途徑提高譜圖質(zhì)量的思路受到限制。所以提高譜圖的質(zhì)量主要是從后三個方面來考慮的�，F(xiàn)在大量的 MRS 研究還大都停留在一維和相對定量階段，相對定量比較簡單，可以抵消由于機器和人為引起的偏差，但也有它明顯的不足，比如兩種代謝物濃度同時降

圖 2-1 a)平衡態(tài) b)激發(fā)態(tài)Fig 2-1 a) equilibrium state b) excitation state在靜止?fàn)顟B(tài)和平衡位置時，原子核的磁化矢量 M 和外加靜磁場 B0的方向是一致的能級的粒子數(shù)分布符合 Boltzmann 分布。當(dāng)原子核受到一定的脈沖作用后，磁化矢量將偏離外加磁場，產(chǎn)生一個由 B0施加于 M 的力，磁化矢量是由核自旋引起的。這種運動稱為 Larmor 進(jìn)動。進(jìn)動的磁化矢量在 xy 平面上有一個分量，如果外部有一個線圈接受磁化矢量則會產(chǎn)生感應(yīng)信號。信號經(jīng)過放大和處理就成為 NMR 信號[14-16]。以上為經(jīng)典理論對 NMR 現(xiàn)象的描述，如果要精確地描述核磁共振則需要用到量子力學(xué)和乘積算符理論。核自旋系統(tǒng)對射頻脈沖的響應(yīng)，用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系最容易理解。Bloc方程的矢量表達(dá)式為：0M( t ) = γM( t ) × B( t ) R{ M ( t ) M }(2-1)其中M磁化矢量強度，在未激發(fā)時的平衡態(tài)可表示為 0M，R是弛豫矩陣，其表達(dá)式為

圖 2-2 GE 1.5T 機器的一維磁共振譜脈沖序列，a）PRESS 序列，在一個 90°后加入 2 個 180°脈沖，b) STEAM 序列，一個 90°脈沖后加的是兩個 90°脈沖。Fig 2-2 Pulse sequence in GE MR, a) PRESS pulse first is 90°, followed by two 180°pulse.b) STEAM has a 90°pulse and followed by two 90°pulses.兩種序列的主要差距是后邊所用的脈沖強度不一樣。需要強調(diào)的是，臨床上用的脈沖序列主要是利用梯度場來實現(xiàn)的，而高場強除了梯度場脈沖技術(shù)以外，還有豐富的相循環(huán)技術(shù)[18-20]。本實驗中所采用的 zgpr 脈沖和 J-分解序列簡圖如下：
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 陳耀文;沈智威;宿吉偉;梁兵;吳仁華;;MRS定量檢測活體γ-氨基丁酸濃度的研究現(xiàn)狀[J];波譜學(xué)雜志;2006年03期

本文編號：2840367