基于磁共振波谱MEGA-PRESS序列的3T大脑GABA检测和评估

发布时间：2017-05-26 15:26

  本文关键词：基于磁共振波谱MEGA-PRESS序列的3T大脑GABA检测和评估，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Y-氨基丁酸(GABA)和谷氨酸(Glu)分别为大脑中枢神经系统中重要的抑制性和兴奋性神经递质,主要作用于GABA能神经系统和谷氨酸能神经系统。二者共同作用,调控兴奋传导、情感和意识处理。抑制性神经递质GABA直接或间接作用于大脑中几乎30%的神经突触,广泛存在于大脑皮质、海马、黑质核团等区域的神经元胞体中,但其在大脑中含量极低。特定区域GABA浓度分布不仅与个体正常行为间存在关联,也与多种精神类或神经类疾病有密切关系,如精神分裂症、抑郁症、癫痫等。实时检测大脑中GABA代谢物信号有重要生理和医疗价值。2011年,以我国华东和西南地区为主的一次癫痫流行病学调查显示,我国有约5‰的患病率,首发时间多为儿童、青少年时期,对患者及其家庭而言都造成极大痛苦。准确定位致痫灶,以便对癫痫进行有效治疗,或者对治疗结果做判断都非常重要。目前,常见的癫痫诊断方法有脑电图或者磁共振结构影像辅助诊断,仍缺乏生物分子代谢级的辅助技术。磁共振波谱技术作为一种无创伤无辐射的常用成像技术,能实现分子水平的检测,已应用于多种大脑代谢物的检测,如N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、肌醇(mI)、胆碱(Cho)等。磁共振波谱的MEGA-PRESS序列利用J耦合差谱原理可检测到大脑中GABA信号。本论文主要利用MEGA-PRESS序列,设计实验探索该序列检测代谢物的可重复性和稳定性效果,并探究健康人大脑区域GABA分布特征以及癫痫患者枕叶GABA代谢是否有改变。主要内容和结果如下：(1)通过14名健康被试(7男,平均年龄：26±5岁；7女,平均年龄：25±4岁)的前扣带回区域(ACC)和枕叶区域(OCC)的多次重复实验,验证了MEGA-PRESS在这两个区域检测GABA的可重复性(组内相关系数,ACC：0.547,OCC：0.853)。对健康对照组的代谢物信号进一步分析,发现两种代谢物之比即GABA+/Cr、GABA+/Cho的稳定性较单一代谢物GABA+的群体稳定性更好。(2)GABA+分布具有显著的区域特异性(p0.01), OCC区域灰质含量稍微高于ACC区域(灰质占比：ACC,47.74%±0.84%; OCC,54.67%±0.68%),且在OCC区域GABA+含量与区域内灰质占比之间有线性关系(R2=0.467,p0.001),在ACC区域则无(R2=0.060,p=0.217)。实验没有发现GABA+的性别差异。(3)癫痫患者与健康对照组枕叶GABA+代谢水平无显著差异(p0.1)。
【关键词】：γ-氨基丁酸 磁共振波谱技术 MEGA-PRESS 癫痫
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R445.2;R741
【目录】：

• 致谢4-6
• 中文摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 1 绪论12-16
• 1.1 论文的研究背景和意义12-13
• 1.2 研究现状和面临的问题13-14
• 1.3 实验主要内容14-16
• 2 磁共振物理基础16-35
• 2.1 发展史16-17
• 2.2 基础物理17-24
• 2.2.1 磁共振现象原理17-20
• 2.2.2 RF射频激发时磁化矢量变化过程20-22
• 2.2.3 弛豫现象22
• 2.2.4 Bloch方程22-24
• 2.3 MRS成像原理和常用序列24-31
• 2.3.1 化学位移24-25
• 2.3.2 J耦合效应25-28
• 2.3.3 磁共振波谱常用单体素定位序列28-31
• 2.4 MEGA-PRESS序列差谱原理31-35
• 2.4.1 MEGA-PRESS序列的抑水原理31-32
• 2.4.2 MEGA-PRESS序列的差谱原理32-33
• 2.4.3 序列不同参数的影响33-35
• 3 活体大脑GABA+测量和评估实验及癫痫病理模型研究35-56
• 3.1 前言35-36
• 3.2 实验材料与方法36-38
• 3.2.1 实验对象36-37
• 3.2.2 实验数据采集37-38
• 3.3 数据处理方法38-45
• 3.3.1 结构像处理部分38-43
• 3.3.2 波谱曲线处理部分43-45
• 3.4 结果和讨论45-56
• 3.4.1 实验可重复性结果分析47-48
• 3.4.2 健康人的各种参数结果和讨论分析48-51
• 3.4.3 健康组、癫痫患者组对比结果和讨论51-54
• 3.4.4 海马区域数据54-56
• 4 总结和展望56-59
• 4.1 全文内容总结56-57
• 4.2 实验展望57-59
• 参考文献59-67
• 附录67

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