基于分子間多量子相干的磁共振分子影像新技術及其應用初探.pdf

1、分子間多量子相干(intermolecular Multiple-Quantum Coherence，iMQC)現(xiàn)象自從被發(fā)現(xiàn)以來，一直是磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)研究的熱門領域。經(jīng)過二十多年的發(fā)展，其理論表述，信號特性的研究已經(jīng)基本成熟。由于iMQC對亞體素下細胞層面的生物組織結構和代謝物成分非常敏感，而又對宏觀磁場不均勻不敏感，iMQC信號表現(xiàn)出許多常規(guī)單量子信號不具備的特性。最近幾年

2、，分子間多量子相干技術在生物，化學，食品，和臨床醫(yī)學領域的研究被廣泛的開展起來。磁共振波譜(Magnetic resonance spectroscopy，MRS)是一種特殊MRI技術，可以無損，無輻射的檢測生化物質的變化，臨床上常被應用于腫瘤和腦組織生化成分的檢測。本論文的主要內容包括探索了基于分子間多量子相干的MRI方法在細胞水平上獲得新對比度圖像和高分辨MRS的新技術，并將其用于磁共振分子影像，主要工作可以歸納如下:
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3、.提出了一種基于分子間二量子相干(intermolecular Double-QuantumCoherence，iMQC)的新對比度MRI成像技術。該技術利用改進的不對稱z向梯度回波檢測改進的COSY（COSY Revamped by AsymmetricZ-gradient EchoDetection，CRAZED）脈沖序列，獲得了細胞水平上的分子間二量子不同自旋的相干信號，然后使用Dixon正反相位分離技術將這些信號分開，單獨用于圖

4、像重建。該方法成像的對比度可以縮小到100μm的尺寸上，排除了白色脂肪的干擾，對大鼠體內的棕色脂肪進行特異性成像，獲得了良好的效果。該技術有望被用于肥胖，代謝綜合癥等棕色脂肪相關疾病的研究。
　　2.提出了一種基于iDQC的高分辨定域譜方法。該方法結合了點分辨的自旋回波模塊用以空間定位，同時利用了分子間信號對于磁場不均勻性不敏感的優(yōu)勢，在不均勻磁場下可以獲得高分辨波譜，從而提供更多的代謝物信息。該方法可以在有骨小梁存在的豬脊椎骨上

5、穩(wěn)定地獲得常規(guī)MRS難以獲得的不飽和脂肪酸的信號峰。在進一步的3T人體MRI掃描儀上也獲得了與7T小動物MRI成像儀上類似的結果，對一組志愿者的掃描后發(fā)現(xiàn)，股骨遠端與脛骨近端的骨髓內脂肪酸成分有顯著性差異，也證明了該方法可以獲得高分辨定域譜的有效性。該方法可能被用于骨質疏松，白血病和二型糖尿病等相關研究。
　　3.提出了一種基于分子間單量子相干(intermolecular Single-QuantumCoherence，iSQC

6、)高分辨定域譜的方法。該方法結合了點分辨的自旋回波定域模塊用以空間定位，同時使用組合脈沖對水峰進行抑制，在較大體素下獲得了常規(guī)定域譜難以獲得的腦部代謝物的高分辨譜圖?；铙w大鼠實驗表明該技術可以獲得整個鼠腦的代謝物信息。該技術是可以作為常規(guī)MRS技術的一個補充，被用于需要獲得整體組織代謝物信息的情況。
　　4.與其他小組合作研究了多種新型磁共振造影劑，本論文將選取其中的一種T1-T2雙模造影劑進行介紹。該造影劑將釓摻合進氧化鐵納米顆

7、粒中，將這種造影劑注入小鼠體內，調整MRI成像參數(shù)，造影劑的靶向組織可以在T1權重圖像中顯示低信號，而在T2權重的圖像中顯示高信號。與常規(guī)造影劑相比，這種雙模型造影劑可以更加精準的定位病灶。
　　5.對于接受抗逆轉錄病毒治療的艾滋病感染者，免疫系統(tǒng)會部分重建，但是神經(jīng)中樞的損害可能是不可逆的。這里，利用纖維束追蹤技術，我們對接受治療的疲勞型和非疲勞型艾滋病感染者大腦前額葉五條回路進行了研究，發(fā)現(xiàn)疲勞型艾滋病人在兩條回路的各向異性分