目的:本研究的目的有三個方面:1)檢測GABA的模擬和臨床模型研究,探討建立一種穩(wěn)定可靠的能夠在體檢測出GABA的方法;2)基于LCModel和QUEST定量技術研究檢測模型及活體GABA濃度方法;3)基于2D J-分解技術研究檢測腦代謝物GABA濃度的方法。 材料與方法: 研究一:本研究利用雙量子濾波技術,設計GABA譜編輯序列,基于乘積算符理論和相干路徑選擇理論討論譜編輯的方法,并討論提高檢測效率的方案,優(yōu)化譜編輯序列,并結合軟件模擬結果討論檢測GABA的方案。 研究二:LCModel軟件和QUEST分離模型中3.0ppm處被Cr覆蓋的GABA波形,并定量檢測其濃度,驗證方法的可行性。通過MRUI軟件和NMR-SCOPE模擬獲得包括GABA在內的10種主要代謝物的頻譜先驗知識,結合QUEST算法及LCModel軟件分離GABA等人腦10種主要代謝物,并定量檢測它們的絕對濃度。 研究三:本文利用NMR 2D J-分解譜技術,探究腦內主要代謝物GABA,NAA,Cr濃度的檢測方法。 結果: 研究一:使用NMR-SCOPE的模擬實驗中,優(yōu)化的DQF-PRESS序列能顯著壓制3.0ppm處的Cr,同時增強非常弱的GABA信號。 研究二:在模型實驗中,LCModel和QUEST能分離出3.0ppm處GABA信號波形。在模型實驗中,LCModel定量結果為:QUEST定量結果為:擬合譜線在jMRUI軟件包上進行分析處理,擬合定量算法結果為:Asp:2.59±0.83(mmol/kg);Cho:2.32±0.25(mmol/kg); GABA:3.54±0.57 (mmol/kg);Glu:6.97±0.83 (mmol/kg);Glc:0.19±0.46(mmol/kg);Gln:0.60±0.16(mmol/kg),其中Cr+PCr*:7.50 (mmol/kg)作為內標參考物;與相關參考文獻比較,10種代謝物的估計CRBs在1%-10%范圍內,可見結果是可靠的。 研究三:實驗結果:1D MRS檢測的大腦GABA濃度為0.37μmol/g,2D NMR J-分解檢測的結果為0.30±0.13μmol/g,表明GABA在δ1.92波峰處2D NMR J-分解的絕對定量值與1D MRS數(shù)據(jù)結果基本一致。鼠小腦的GABA 1D MRS測得的平均濃度為0.19μmol/g,2D MRS J-分解測得的濃度為0.30±0.05μmol/g,有所偏差,但仍然在允許誤差范圍之內。鼠腦中的Cr濃度也比較低,大腦和小腦內的Cr平均濃度均為0.16μmol/g,2D MRS J-分解檢測的結果為0.17μmol/g,兩者之間差距很小。NAA的濃度1D MRS結果與2D MRS J-分解檢測結果基本一致。 結論: 本研究提供了一種有效的活體檢測GABA的方法,而且描述了脈沖序列作用機制的數(shù)學及序列設計的理論,為后續(xù)研究者理解脈沖序列開發(fā)脈沖序列提供幫助。同時,本研究使用臨床PRESS序列,進行了模型實驗,驗證了LCModel對檢測GABA的可靠性。結果證實LCModel可以從Cr背景中分離出GABA,是一種有效的后處理方法。 本研究使用臨床PRESS序列,進行了模型和活體實驗,驗證了LCModel軟件及QUEST算法對檢測GABA的可行性。結果證實LCModel及基于先驗知識的QUEST定量方法能提取被噪聲淹沒的低濃度成分的代謝物分子,可從Cr背景中分離出3.0ppm處GABA,為定量檢測大腦GABA等代謝物的濃度提供了新的方法。 基于2D NMR J-分解技術檢測腦內GABA等代謝物的濃度是一種可行的方法,實驗結果可滿足臨床要求,相對其它方法法,本方法更為準確可靠。 本研究建立了三種磁共振頻譜定量測定腦內γ-氨基丁酸濃度技術,該技術為神經退行性疾病的發(fā)病機制、預測、診斷和對治療效果的評估提供新的途徑,對于開辟新的治療腦神經性疾病的方法提供了理論的依據(jù),結果有較高的應用價值。
【學位單位】：汕頭大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2009
【中圖分類】：R445.2
【部分圖文】：

磁共振頻譜定量測定腦內γ-氨基丁酸濃度技術的研究第 2 章 檢測 GABA 的模擬和臨床模型研究A 的 DQF-PRESS 序列序列設計：NH2-C4H2-C3H2-C2H2-C1OOH 是一個 A2M2X2質子自旋系統(tǒng)，此自旋（分子中化學位移等價的核構成一個核組，分子中相互作用的許多核組[1]。自旋系統(tǒng)內的核不與自旋系統(tǒng)以外的任何核相互作用。GABA 的三的核組，化學位移差遠大于它們之間的偶合常數(shù)，所以分別用 A,M,X 。這是一個六旋系統(tǒng)，屬于復雜系統(tǒng)，可以用計算機輔助分析其圖譜的（1H ）磁共振常態(tài)譜如下圖 2-1（400MHz）：文數(shù)據(jù)庫 2011年 第11期 醫(yī)藥衛(wèi)生科技輯

在1.5T時代謝物的質子磁共振頻譜覆蓋了GABA的譜線

中采用 PRESS 序列進行單體素空間定位。S 的第一個 RF 脈沖配合層面選擇梯度，激發(fā)了選定層面內的所有核磁子合在一個垂直于原選定層面的層面選擇梯度共同作用，結果只有位于這部分的一列核磁子激發(fā)并由于 180 度脈沖的作用而重新聚相位。同樣的加第三個 RF 脈沖，并配合一個與前兩個層面都相垂直的層面選擇梯度垂直平面相交叉的體素能夠被激發(fā)并得到回波。為了避免 180 度脈沖不個 180 度 RF 的周圍都施加矯正梯度，以去除因為 180 度脈沖不標準而 PRESS 是利用層面選擇進行定位，容易受到層面錯位的影響，所以在采求射頻脈沖的翻轉角相當精確，并且利用寬帶射頻脈沖來盡量保證研究息大部分還位于選定的體素內。PRESS 序列圖如下圖 2-3 所示：
【引證文獻】

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1 王成;全紅;楊志勇;呂粟;吳杞柱;龔啟勇;;采用小波分析的方法提取MRS中與肌酸重疊的小信號γ-氨基丁酸[J];中國醫(yī)學影像技術;2011年10期

本文編號：2845486