高分辨分子間多量子相干磁共振譜：為活體應用所做的技術(shù)改進.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(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。本論文的研究重點在于iMQC高分辨譜學在應用方面的技術(shù)改進及其在不均勻場下MRS應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)和機理，揭示了回波類高分辨譜學的原理是被觀測自旋核的化學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，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

4、提供了重要的理論基礎(chǔ)和實驗依據(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溶劑傳統(tǒng)單量子信號的問題，該信號會引起很強的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。在葡萄果肉的實驗中，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維進行包含全部溶質(zhì)化學位移頻率的采樣，其結(jié)果是采樣時間大大延長。在本章中，t1維的