二维J-分解谱定量检测脑内GABA浓度脉冲序列设计新技术的研究

γ-氨基丁酸(GABA)是维持正常脑功能重要的抑制性神经递质，GABA绝对浓度的检测有助于解释许多相关代谢疾病的病理机制。由于GABA的浓度相对很低以及与其它代谢物的信号重叠，用传统的技术对GABA的检出效率低、稳定性差，尚未见被国内外同行普遍认可的定量检测脑内GABA浓度的方法。1H MRS编辑是活体非介入检测GABA的独特工具，本项目将以定量检测脑内GABA浓度为研究目的，基于谱编辑技术，利用经GE公司授权的EPIC设计系统，从定位序列、读出脉冲、滤波梯度和相位循环等方面对二维J-分解谱脉冲序列优化设计，结合专有的二维频谱处理软件，设计出适合临床的二维J-分解谱的脉冲序列。研究以动物和人体脑模型为实验对象，定量检测活体脑代谢物GABA浓度，有助于神经退行性疾病的发病机制、预测、诊断和对治疗效果的评估，也为脑内其它代谢物浓度的定量检测方法建模具有理论指导作用。

γ-氨基丁酸(GABA)是维持正常脑功能重要的抑制性神经递质，脑内GABA的浓度相对很低以及与其它大分子代谢物信号的重叠，用传统的技术对GABA的检出效率低、稳定性差，本研究利用磁共振频谱（1H MRS）技术定量检测脑内GABA浓度。. 研究成果有：（1）、根据代谢物GABA的特性，基于乘积算符理论和相干路径选择理论，研究设计出MEGA-PRESS序列。在临床1.5T磁共振扫描仪上进行了模型和活体实验，验证了MEGA-PRESS溶剂抑制技术的滤波机制及设计出的序列在体定量人脑代谢物GABA的可行性。结果证实基于GE公司 EPIC软件能提取被其它高信号淹没的低浓度成分的代谢物，可从肌酸背景中分离出3.0ppm处的GABA。（2）、针对MRS定量法面对的低分辨率、重叠峰等问题，本文将频谱细化引入MRS定量分析中，并提出了基于频谱细化的MRS定量法，此方法提高了MRS的分辨率，较好地分离了重叠峰和优化了线形。（3）、本研究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1.5T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。对序列的优化设计的目的就是为了更好的检测到3.0ppm处的GABA信号。我通过用选择性磁化强度转移脉冲能使得3.0ppm处的GABA CH2质子检测效率得到保证。同时通过设计脉冲的频谱选择性来完成对2.0ppm处的NAA峰比较好的抑制效果，以避免NAA对1.9ppm处 CH2基团的信号与 CH2基团的信号发生共振的影响，从而保证磁化强度转移脉冲的作用最大化的发挥。（3）、将脉冲序列编辑成算法并在扫描机上安全运行。目前，我们已经有了用于单体素定位的脉冲序列PRESS，STEAM的源代码，及GE公司的技术支持，已可以实现一些脉冲序列波形。. 上述结果有助于神经退行性疾病的发病机制、预测、诊断和对治疗效果的评估，也为脑内其它代谢浓度的定量检测方法建立具有一定的指导性意义。