7T上基于碘帕醇化学交换饱和转移成像检测细胞外pH值的初步研究

摘要

背景及目的：
　　人体组织病变常伴有细胞内外酸碱平衡紊乱,而多数病变表现为细胞外pH值的降低,如糖尿病、肾功能衰竭、肿瘤等病变。同时,细胞外低pH值环境有助于肿瘤生长转化,增加肿瘤的转移、侵犯机率。因此,快速准确地检测人体病变组织酸碱环境对疾病的早期诊断以及疗效评价具有重大意义。本研究基于化学交换饱和转移(chemical exchange saturation transfer,CEST)原理,探索性使用碘帕醇在GRE-MT序列上检测细胞外pH值。
　　方法：
　　准备3组试管模型及1组转基因乳腺癌小鼠模型。第一组为四根pH值相同而浓度不同的碘帕醇溶液试管,碘帕醇溶液浓度分别为13、26、39和52mM;第二组为三根试管含浓度均为380mM碘帕醇溶液,pH值分别为5.6、7.3和7.6,另外一根试管为pH值7.0的去离子水;第三组四根试管含浓度均为50mM碘帕醇溶液,pH值分别为6.4、6.8、7.1和7.5;第四组为转基因乳腺癌小鼠模型。所有实验均在Agilent7T/160扫描仪上进行。所得图像使用MATLAB软件进行相应处理,获得pH加权图。同时对图像进行比较分析及Z谱的绘制。
　　结果：
　　所得图像信噪比良好,并得到不同程度的CEST效应。第一组四根pH值均为7.0的不同浓度的碘帕醇溶液试管信号强度与其浓度成反比,即碘帕醇浓度越高,信号越低;第二组含有较高浓度碘帕醇溶液的每根试管信号强度与pH也成反比,即pH值越低,信号越高;第三组含有较低浓度碘帕醇溶液的每根试管信号强度与pH则成正比,即pH值越低,信号强度越低;第四组分别得到肿瘤的APT成像图与pH图,APT图信号强度较pH图高。
　　结论：
　　本实验证明通过GRE-MT序列依赖碘帕醇可以实现pH成像,结合碘帕醇的药动学特点,为探测到病理组织的细胞外pH值提供可能。因为pH变化可作为一种生物标记,该技术将有助于疾病进展程度的无创性评估,同时为常规影像提供补充信息。但目前利用该序列在活体上pH成像的敏感性较低,得到CEST效应相应较弱,有待对内外各参数进一步优化,或者探索更敏感且安全可靠的对比剂。

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目录

第1章 绪论

1.1本研究背景与实际意义

1.2 国内外研究状况与进展

1.3本研究的主要内容

第2章：化学交换饱和转移成像的理论及其应用

2.1 化学交换饱和转移的基本原理和理论

2.2 CEST成像的条件

2.3 依赖pH的CEST对比剂

2.4 CEST成像的应用

第3章 资料与方法

3.1 试管模型

3.2 肿瘤模型

3.3 7T磁共振扫描仪参数设置

3.4 CEST图像的采集与后处理

第4章 实验结果

第5章 讨论

第6章 结论

第7章 展望

参考文献

第9章 综述

REFERENCES

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