基于自旋标记下T2弛豫时间测量与相位对比技术的代谢功能研究

发布时间：2017-08-02 09:14

  本文关键词：基于自旋标记下T2弛豫时间测量与相位对比技术的代谢功能研究

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【摘要】：现代航空飞行中,加速度过荷易引起飞行员的意识丧失。飞机性能的提升以及任务的无差错性,要求飞行员在高精度的保护环境下作业,对飞行员脑血流量和脑氧代谢率两个重要生理指标的测量及时间进程下的参数分析,可提升过荷保护机制系统的精确度,保障飞行安全。目前,常用的测量脑氧代谢率的方法,即使用正电子发射仪。另外,也可使用特殊设备对血液样本立即进行分析。然而,这些实验处理流程需要相对较高的成本,且对身体产生损伤,不能成为常规的检测手段。本文结合了磁共振自旋标记下的T2弛豫测量技术与相位对比技术,无损地测量了脑血流量,氧摄取率和脑氧代谢率。首先,使用T2-relaxation-under-spin-tagging技术测量大脑静脉含氧量。本方法摒弃了传统的自旋回波序列,以0ms、40ms、80ms、160ms四个有效回波时间下的一组T2预饱和脉冲为基础,最大限度的减少血液流动对T2估计的影响,并交错使用控制瓣与标记瓣,分别对四个有效回波时间下采集的的控制像与标记像配对相减,测量静脉血的T2弛豫时间,并通过校正实验,解算出静脉窦的血液含氧量值,在每一组回波射频结束后打入90°非选择脉冲重置所有的质子磁化。其次,使用磁共振相位对比技术,测量四根大脑供血血管(左颈动脉,右颈动脉,左椎动脉与右椎动脉)的血流值,该方法根据梯度场下质子流动的速度越快,相位改变越大的原理为基础,设定双极梯度场,定量大脑动脉血流值,并通过3D结构像计算脑重量以评估大脑平均血流值。最后,根据菲克定理,结合静脉含氧量,脑血流值及红细胞比容值计算出脑氧代谢率。本文实验测得的大脑静脉含氧量值(64.48±5.33%)与磁共振相位图解算的全脑静脉含氧量值(67.84±8.52%)一致,脑血流值与动脉自旋标记技术测得的脑血流值高度相关(p0.01)。此外,本文还进行了咖啡因摄取对照实验与年龄性别对照实验。结果表明摄取咖啡因后,脑血流值下降,氧摄取率提高,总脑氧代谢率提高,该结果与PET测量结果一致;年老组的脑血流值与氧代谢值相比年轻组下降,且男性比女性下降的更快。磁共振自旋标记下的T2弛豫测量技术与相位对比技术完全无损,且总扫描时间不超过六分钟。在成为检测飞行员代谢指标的标准流程中具有较大的潜力。
【关键词】：自旋标记下的T2弛豫测量 相位对比 静脉含氧量 脑血流 脑氧代谢率
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R85
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 课题研究背景12-13
• 1.2 代谢功能磁共振成像技术研究现状13-15
• 1.3 本文的主要研究工作15
• 1.4 本文内容安排15-17
• 第二章 基于TRUST的静脉含氧量测量原理17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 TRUST技术原理17-22
• 2.2.1 自旋回波与T2值的测量17-18
• 2.2.2 TRUST序列设计原理18-21
• 2.2.3 Yv的测量21-22
• 2.3 TRUST数据采集与处理22-24
• 2.4 讨论24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 磁共振相位图测Yv原理25-33
• 3.1 磁敏感加权成像序列基本原理25-27
• 3.1.1 磁化率和磁敏感物质25-26
• 3.1.2 相位26
• 3.1.3 几何形态26
• 3.1.4 相位解缠26-27
• 3.2 磁敏感加权成像数据的解读27-30
• 3.3 结果分析30-31
• 3.4 本章小结31-33
• 第四章 基于pcMRI的脑血流量测量33-44
• 4.1 引言33
• 4.2 PC技术原理33-38
• 4.2.1 空间编码33-35
• 4.2.2 PC成像原理35-37
• 4.2.3 PC定位与伪影37-38
• 4.3 PC技术测量脑血流实验38-42
• 4.3.1 实验对象38-39
• 4.3.2 PC数据采集参数39
• 4.3.3 PC测量CBF实验39-42
• 4.4 讨论42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 CMRO2测量实验44-52
• 5.1 引言44
• 5.2 实验44-45
• 5.2.1 实验对象44-45
• 5.2.2 实验方法45
• 5.3 结果与分析45-49
• 5.3.1 年龄对照实验45-48
• 5.3.2 咖啡因摄取对照实验48-49
• 5.4 讨论49-50
• 5.5 本章小结50-52
• 第六章 总结与展望52-54
• 6.1 论文工作总结52
• 6.2 对后续工作的展望52-54
• 参考文献54-59
• 致谢59-60
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文60-61
• 附录61-62

【共引文献】

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本文编号：608532