设计MRS改进双量子相干滤波序列在体检测人脑内GABA的研究.pdfVIP

摘要 γ-氨基丁酸(GABA)是维持正常脑功能的一种重要的抑制性神经递质，GABA 浓度的 异常与许多精神疾病相关。然而，由于 GABA 在人脑内的浓度很低以及与其他代谢物信 号的重叠，目前，尚未有有效的技术对脑内 GABA 进行定量检测。磁共振频谱（MRS ） 技术非介入在体检测脑内代谢物是一种无损检测的方法，利用磁共振扫描仪的点分辨自旋 回波（PRESS ）定位序列，结合双量子相干滤波技术可对脑内一些代谢物的浓度进行在体 检测。本文将根据 GABA 的特性，设计一种改进型的双量子相干滤波脉冲序列，对人脑 内GABA 进行定量检测。 本文包括三方面的内容，1、介绍双量子相干产生的原理，主要探讨双量子相干滤波 脉冲序列检测脑内代谢物的机制，以及对接下来序列设计工作的指导方向；2 、基于MRS 的双量子相干滤波脉冲序列检测 GABA 浓度特性，通过对从定位序列及读出脉冲设计、 滤波梯度校准、相位校准等方面的研究和模拟，改进现有的双量子滤波脉冲系列，设计出 能提高检测 GABA 效率的方案；3、对改进型双量子相干滤波脉冲序列的设计进行实验验 证，在 1.5 Tesla 磁共振扫描仪上，通过 GE EPIC 软件逐步设计出来的序列得到的实验结 果验证了新序列对检测 GABA 浓度的有效性。 基于 MRS 在体检测人脑中 GABA 的浓度是一个MRS 领域的难题，国内尚未见到关 于“新 DQF-PRESS 序列检测 GABA 的应用” 的研究报道。本研究的实验表明，经过优化设 计的双量子相干滤波序列可以在单次激发中鲁棒性地抑制其它信号（如肌酸 Cr 和萘乙酸 NAA ），较好地检测到GABA 信号。同时，也为双量子滤波方法在临床上的 MRS 应用提 供了一条新途径。 关键词：磁共振频谱；γ-氨基丁酸；双量子相干滤波；脉冲序列设计   I Abstract γ-aminobutyric acid (GABA) is the major inhibitory neurotransmitter for the normal function of human brain. Dysregulation of the GABA-ergic system has been implicated in a variety of neurological and psychiatric disorders. However, it is difficult to detect GABA signal with the conventional technique due to its relatively low concentration and overlapping with other 1 signals. Spectral editing of cerebral metabolite concentrations by H Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS) is a unique tool for in vivo non-invasive investigation. The point-resolved spin echo (PRESS)-localized double quantum coherence （DQC ）filter was implemented on MR scanner for the quantification of γ-aminobutyric acid concentrations in vivo. In this paper, a proposal for improvement of double quantum coherence filter pulse sequence wa