基于MRS在體檢測γ-氨基丁酸的序列設計及程序實現.pdf

1、基于磁共振頻譜(Magnetic resonance spectroscopy,MRS)在體檢測人腦中γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是一個世界性的難題。該課題橫跨物理學、電子學、信號處理、計算機而運用于醫(yī)學。國內未見“基于MRS在體檢測人腦中GABA”這個方面的研究報道,國外也只是少數幾個課題組在做,多數都處于探索階段,目前還沒有一種穩(wěn)定可靠的能夠在體檢測出GABA的方法。解決該問題除了用頻譜后處理軟件

2、進行處理外,更為直接的方法是通過MRS脈沖序列設計進行譜編輯。
　　本研究主要討論譜編輯的方法,包括三方面內容:第一,脈沖序列的設計理論。主要探討脈沖序列的作用機制,并進行嚴格的數學描述。對這個問題的深入研究將對接下來的序列設計及程序實現工作具有理論指導意義。第二,針對MRS檢測GABA遇到的困難,基于乘積算符理論和相干路徑選擇理論,利用雙量子濾波技術,設計GABA譜編輯序列,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

3、結果討論檢測GABA的方案。第三,編程實現設計的脈沖序列。介紹了射頻脈沖序列設計方法,利用Shinnar-LeRoux方法設計射頻脈沖,然后使用磁共振脈沖序列編譯工具(EPIC)實現了設計的脈沖序列。將設計的脈沖序列應用到Bruker400MHz掃描儀進行模型實驗,結果顯示,DQF技術對 GABA的檢測是有效的。在序列的設計中,安全性是一個需要特殊考慮的問題,本文著重考慮了射頻脈沖和梯度場脈沖對人體的影響,并介紹了特異吸收率的計算原理和

4、相關處理程序。
　　本文成功地在編程平臺上實現了設計的脈沖序列。后續(xù)研究者可以在磁共振掃描儀(GE Sigma1.5T)上,通過模型實驗和在體實驗驗證序列功能并進行掃描參數優(yōu)化,對結果進行譜線后處理及定量分析。該研究將填補國內“譜編輯進行GABA檢測”的研究工作的空白,并為臨床研究人員從事病理基礎研究提供一種新的手段。同時,本文對脈沖序列作用機制的數學描述及其他序列設計理論的研究可為后續(xù)研究者理解脈沖序列,開發(fā)脈沖序列提供幫助,對