基于远程偶极相互作用的活体生物组织高分辨核磁共振定域谱方法

磁共振定域谱(MRS)能够无创伤性地研究活体生物组织，对揭示生物功能与活动机制、疾病诊断及病理学和药理学研究具有重要的意义。然而由于生物组织组成和结构的复杂性，常规MRS谱的分辨率有限，因而其应用受到限制。本项目拟利用基于远程偶极相互作用的分子间多量子相干(iMQC)对磁场不均匀性不敏感的特点，发展活体生物组织高分辨MRS新方法。我们将建立活体生物组织中iMQC信号演化的物理模型，研究信号演化特点及影响谱图分辨率的内在因素和外在条件，设计通过iMQC技术获得高分辨MRS谱的脉冲序列，结合Hadamard编码、非线性采样、压缩传感等信号激发、检测与处理方法，实现iMQC信号的快速采集和高分辨MRS谱的高效重建，从而建立一套基于分子间远程偶极相互作用的活体生物组织高分辨MRS方法，为研究生物体内代谢提供新的可靠的手段，促进磁共振新技术在生物医学领域的应用。

磁共振定域谱(MRS)能够无创伤性地研究活体生物组织，对揭示生物功能与活性机制、疾病诊断及病理学和药理学研究具有重要的意义。然而由于生物组织组成和结构的复杂性，常规MRS 谱的分辨率有限，因而其应用受到限制。本项目利用基于远程偶极相互作用的分子间多量子相干(iMQC)对磁场不均匀性不敏感的特点，发展活体生物组织高分辨MRS新方法。我们建立了活体生物组织中iMQC信号演化的物理模型，研究了信号演化特点及影响谱图分辨率的内在因素和外在条件，设计了一系列利用iMQC获得高分辨MRS谱的脉冲序列，结合Hadamard 编码、空间编码、压缩传感等信号激发、检测与处理方法，实现了iMQC信号的快速采集和高分辨MRS谱的高效重建，从而建立了一套基于分子间远程偶极相互作用的活体生物组织高分辨MRS方法。通过计算机模拟和实验，我们对所设计的方法进行了验证和优化，提高了谱图的分辨率和信噪比。我们将所建立的方法应用于实际体系，进一步验证了这些方法的可行性。本项目的研究成果为研究生物体内代谢提供了新的可靠的手段，拓宽了磁共振在生物医学领域的应用。在本项目的资助下，我们发表了19篇正式论文，其中17篇被SCI收录，12篇被EI收录，部分成果在国内外学术会议上做了交流。此外，我们还应邀就分子间零量子相干NMR波谱为Annual Reports on NMR Spectroscopy撰写了一章，达到了预期的研究目标。