基于jMRUI和LCModel的MRS代谢物浓度定量的研究

摘要

磁共振频谱是一种无创检测活体代谢物浓度的技术，对活体代谢研究和临床疾病诊断都具有极为重要的应用价值。然而，在临床磁场强度下，活体磁共振波谱共振峰相互重叠，且易受基线漂移、相位失真等不利因素干扰，使得频谱处理工作非常困难。目前，国内外大多数研究采用比值的方法定性分析代谢物的变化，绝对定量代谢物浓度的研究较少，而且至今尚未见到被普遍认可的准确定量检测活体代谢物浓度的方法。
　　目前，对于31P磁共振频谱的代谢物浓度定量，主要使用比值法，绝对定量的方法还不成熟。jMRUI软件中的AMARES和QUEST算法可以用来处理波谱，但在31P代谢物浓度绝对定量方面还未受到足够的重视和应用。
　　LCModel被公认为“金标准”，被广泛用来绝对定量1H磁共振频谱的代谢物浓度。但是，由于其定量结果的准确性严重依赖于基础集，而且基础集的生成非常麻烦，这不利于LCModel的推广应用。
　　基于以上不足，本文的主要研究内容如下：
　　(1)利用jMRUI软件中的AMARES和QUEST算法处理31P波谱。在AMARES算法分析时，加入代谢物的先验知识；在QUEST算法处理时，利用NMR-SCOPE工具箱模拟代谢物的基础集拟合频谱。采用置换-匹配法，以水模溶液作为外参考标准，对健康志愿者脑31P磁共振频谱进行绝对定量。最后对两种方法定量的结果与文献报道值做比较，验证结果的准确性。
　　(2)提出一种利用Vespa软件模拟生成基础集的新方法，用于LCModel对1H波谱定量检测代谢物绝对浓度。利用默认的基础集和模拟的基础集分别对离体水模溶液和活体正常人脑谱进行处理，并比较定量结果，证实该方法的可行性。
　　本研究实现了利用jMRUI绝对定量31P磁共振频谱的代谢物浓度，并提出了利用软件模拟生成LCModel基础集的新方法，有利于推动jMRUI和LCModel在代谢物浓度定量中的应用，发挥磁共振频谱技术潜在的临床应用价值。