基于MRS在體檢測γ-氨基丁酸的序列設(shè)計(jì)及程序?qū)崿F(xiàn).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(xué)、電子學(xué)、信號處理、計(jì)算機(jī)而運(yùn)用于醫(yī)學(xué)。國內(nèi)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(shù)幾個課題組在做,多數(shù)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(jìn)行處理外,更為直接的方法是通過MRS脈沖序列設(shè)計(jì)進(jìn)行譜編輯。
　　本研究主要討論譜編輯的方法,包括三方面內(nèi)容:第一,脈沖序列的設(shè)計(jì)理論。主要探討脈沖序列的作用機(jī)制,并進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)學(xué)描述。對這個問題的深入研究將對接下來的序列設(shè)計(jì)及程序?qū)崿F(xiàn)工作具有理論指導(dǎo)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(shù),設(shè)計(jì)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(jié)合軟件模擬

3、結(jié)果討論檢測GABA的方案。第三,編程實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的脈沖序列。介紹了射頻脈沖序列設(shè)計(jì)方法,利用Shinnar-LeRoux方法設(shè)計(jì)射頻脈沖,然后使用磁共振脈沖序列編譯工具(EPIC)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的脈沖序列。將設(shè)計(jì)的脈沖序列應(yīng)用到Bruker400MHz掃描儀進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示,DQF技術(shù)對 GABA的檢測是有效的。在序列的設(shè)計(jì)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(jì)算原理和

4、相關(guān)處理程序。
　　本文成功地在編程平臺上實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)和在體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證序列功能并進(jìn)行掃描參數(shù)優(yōu)化,對結(jié)果進(jìn)行譜線后處理及定量分析。該研究將填補(bǔ)國內(nèi)“譜編輯進(jìn)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(chǔ)研究提供一種新的手段。同時,本文對脈沖序列作用機(jī)制的數(shù)學(xué)描述及其他序列設(shè)計(jì)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