基于7 T MRS利用量子滤波技术检测GABA序列设计及对比

董静，邱庆春，沈智威，章桃，聂婷婷，贾岩龙，吴仁华*

1.汕头大学理学院，汕头 515063

2.汕头大学医学院第二附属医院放射科，汕头 515041

3.汕头大学医学院，汕头 515041

1 引言

γ-氨基丁酸(Gamma-aminobutyric acid，GABA)对维持大脑的正常功能发挥着重要作用，GABA浓度的异常与许多精神疾病相关[1-2]。大脑中GABA含量的准确测定对研究大脑正常和疾病起重要作用。1H MRS是目前惟一能无创性观察活体组织代谢及生化变化的技术，已在神经系统的临床上广泛应用[3-5]。磁共振频谱(Magnetic resonance spectrum，MRS)可以无创在体检测大脑GABA水平[6-7]，然而由于GABA在大脑中含量较低(1mM/kg)且与大脑中其他代谢物如肌酸、胆碱以及大分子有重叠，因此检测比较复杂困难。为了消除这种重叠，很多谱编辑法应运而生。目前针对GABA的谱编辑法主要有：J调制差分技术、二维J分解或化学位移相关谱、多量子滤波技术、磁化传递方法等[8-11]。本研究的目的是利用双量子滤波技术检测GABA，并提高检测GABA信号的选择性。

2 方法

2.1 原理

γ-氨基丁酸近似为A2M2X2自旋系统，A2、M2和X2自旋共振峰分别在3.01 ppm、1.89 ppm和2.28 ppm处，其中它们的J耦合强度为：J=JAM=JMX=7.3 Hz。γ-氨基丁酸(GABA)1H 核相互耦合，构成自旋体系(六旋体)耦合的1H 能产生双量子相干。肌酸及胆碱等中1H的不能产生量子相干效应，通过双量子相干效应达到抑制肌酸或胆碱的目的，使得在3.0 ppm化学位移处的GABA可被检测到。90°-τ- 90°是双量子跃迁的基本脉冲序列，双量子滤波技术在多种生物组织中均可应用，点分辨自旋回波序列时序如(1)式，将双量子滤技术与此序列结合，从而实现GABA的在体检测。

2.2 脉冲序列比较

将改进的射频脉冲添加在点分辨自旋回波序列中，双量子滤波脉冲时序(2)式：