氨基质子饱和转移效应MRI技术研究进展

黄振宇，李武铭，江桂华

(广东省第二人民医院影像科，广东 广州 510317)

氨基质子饱和转移(amide proton transfer, APT)效应由Zhou等[1]采用4.7T动物MR成像系统于大鼠脑中首次观察到，该动物实验发现，在自由水质子与可移动细胞蛋白质和缩氨酸的氨基质子的交换过程中，可产生对生物组织内酸碱度敏感的MRI对比度，通过MR成像技术可探测到活体蛋白质的MR信号，称为APT效应MR成像(APT-MRI)。随着研究的深入，APT-MRI的临床应用领域不断扩大，近年来逐渐用于脑肿瘤[2]、脑卒中[3]、神经变性疾病[4]等的定性研究。本文针对APT-MRI技术的关键点，对其成像的基本原理、成像序列发展和序列改进特点、数据采集方法和临床运用以及未来发展和研究趋势进行综述。

1 APT-MRI技术基本原理

APT-MRI的基本原理是游离的蛋白质酰胺质子与水质子之间存在交换效应，即蛋白质氨基上的氢质子可脱键游离，并与水分子的质子进行交换，结合成水分子的一部分；可用MRI方法探测到该化学交换过程，从而间接获得人体游离蛋白质的MR信号图像[5]。利用APT-MRI技术可获得高分辨活体自由蛋白质和缩氨酸的氨基化合物质子的信息。

APT-MRI技术中，氢基质子饱和转移比(amide proton transfer ratio， APTR)是与可移动细胞蛋白质和缩氨酸相关的APT场效应。非对称磁化强度转移比(asymmetry magnetization transfer radio，MTRasym)与束缚大分子和膜相关的固相磁化强度转移(magnetization transfer，MT)效应相关。APT-MRI利用水信号随饱和脉冲频率的变化得到Z谱，再对APT加权(APTw)信号进行测量。常用方法是对Z谱±3.5 ppm处的MT进行非对称性分析，获取氨基质子的化学交换信息，水共振频率±3.5 ppm处……