设计MRS改进型双量子相干滤波序列在体检测人脑内GABA的研究

作     者：黄璜 

作者单位：汕头大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈耀文

授予年度：2011年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0836[工学-生物工程] 0702[理学-物理学] 

主      题：磁共振频谱 γ-氨基丁酸 双量子相干滤波 脉冲序列设计 

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。