高分辨分子間多量子相干磁共振譜：為活體應(yīng)用所做的技術(shù)改進(jìn).pdf

1、活體定域磁共振譜(in vivo localized Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS)提供了一種非侵入性的獲得生物組織分子信息的手段。然而，由于組織結(jié)構(gòu)間的磁化率變化導(dǎo)致了局部不均勻磁場，由此引起的譜線增寬大大降低了質(zhì)子MRS譜的質(zhì)量。由于磁化率差異引起的局部靜磁場梯度在目前的磁共振成像系統(tǒng)上難以通過高階勻場線圈進(jìn)行校正。因此，人們提出了不少高分辨技術(shù)，這些技術(shù)利用如分子內(nèi)多量子相干(intram

2、olecularMultiple-Quantum Coherences，MQCs)和分子間核Overhauser效應(yīng)(NuclearOverhauser Effects，NOEs)等各種自旋-自旋相互作用來獲得對內(nèi)在磁場不均勻性不敏感的高分辨譜圖。分子間多量子相干(intermolecularMultiple-Quantum Coherence，iMQC)信號源于自旋間的偶極耦合相互作用。當(dāng)磁場變化的空間尺度大于發(fā)生相互耦合的自旋的相干

3、距離時，分子間多量子相干能夠提高譜圖的分辨率。本論文的研究重點(diǎn)在于iMQC高分辨譜學(xué)在應(yīng)用方面的技術(shù)改進(jìn)及其在不均勻場下MRS應(yīng)用的可行性和性能研究。本論文的主要結(jié)果概述如下： 一、系統(tǒng)研究探討了基于各類回波的高分辨方法特別是iMQC方法的高分辨性質(zhì)和機(jī)理，揭示了回波類高分辨譜學(xué)的原理是被觀測自旋核的化學(xué)位移不能在回波波峰處重聚。比較和總結(jié)各個高分辨方法的優(yōu)缺點(diǎn)，闡述了iMQC高分辨方法的優(yōu)越性。這些工作對以后核磁共振高分辨譜學(xué)

4、提供了重要的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 一、先前提出的分子間零量子相干(intermolecular Zero-QuantumCoherence，iZQC)高分辨方法均存在殘留的強(qiáng)溶劑傳統(tǒng)單量子信號的問題，該信號會引起很強(qiáng)的t1脊噪聲。本論文提出了帶有分子間二量子濾波(intermolecular Double-Quantum Filter， iDQF)的改進(jìn)型HOMOGENIZED序列，命名為iDQF-HOMOGENIZED。該序列

5、不僅能夠有效抑制殘留傳統(tǒng)單量子信號，而且能夠使溶劑iZQC信號最小化。文中分析了iDQF-HOMOGENIZED溶劑抑制效率，深入分析比較了新序列和已有的主要幾種iMQC高分辨序列的性能。在葡萄果肉的實(shí)驗(yàn)中，新序列能夠獲得明顯的分辨率提高和有效的水峰壓制，初步表明了它在活體定域譜中的潛在應(yīng)用前景。 三、先前的iMQC高分辨技術(shù)均需要同時在F1和F2維進(jìn)行包含全部溶質(zhì)化學(xué)位移頻率的采樣，其結(jié)果是采樣時間大大延長。在本章中，t1維的