第一章、磁共振频谱技术检测脑部代谢物的参数优化　　目的：通过比较不同接收线圈、重复时间、饱和带和序列对二维多体素频谱和单体素磁共振频谱质量的影响，优化活体脑多体素磁共振频谱和单体素频谱的扫描参数。　　材料与方法：在临床1.5T磁共振扫描机上，采集13名健康志愿者的脑二维多体素磁共振频谱。分别采用不同的线圈和参数：（1）使用GE公司提供的8通道头线圈和8通道头颈线圈；（2）总扫描次数分别为128次和256次；(3)固定回波时间为35毫秒，重复时间分别为1500毫秒和3000毫秒；（4）加/不加饱和带。分析采集二维多体素磁共振频谱总扫描时间，使用LCModel软件分析上述不同采集条件下的频谱信噪比（SNR），对比基线水平和谱峰形状的差异。　　在7.0T Varian磁共振扫描仪上，采集10只Sprague-Dawley大鼠脑部单体素磁共振频谱。采用不同的线圈和参数：（1）使用Varian公司提供的体线圈和表面线圈；（2）扫描序列分别为PRESS和STEAM；（3）总扫描次数分别为128次和256次；(4)固定回波时间为35毫秒，重复时间分别为1500毫秒和3000毫秒。分析7.0T超高场一次大鼠脑部单体素磁共振频谱总扫描时间，使用LCModel软件分析上述不同采集条件下的频谱信噪比（SNR），比较基线水平和谱峰形状的差异。　　结果：二维多体素磁共振频谱：（1）8通道头线圈接收的频谱分辨率高于8通道标准头颈线圈；（2）采集次数为256的频谱信噪比比采集次数为128的频谱信噪比略高，但采集次数为256次的单次频谱时间比采集次数为128明显延长（256次采集时间约为12分36秒；128次采集时间约为8分05秒）；（3）固定回波时间为35毫秒，重复时间为3000毫秒对比1500毫秒，频谱信噪比差异不大，但扫描时间明显延长；（4）加饱和带后的谱线信噪比高于未加饱和带的谱线信噪比，且基线更加平稳，并可抑制非感兴趣区外信号的干扰。7.0T超高场单体素磁共振频谱：（1）对比体线圈，表面线圈对大鼠脑部的匀场效果明显要好，频谱信噪比明显高于体线圈；（2）在相同条件下，使用PRESS序列检测大鼠脑部较STEAM序列信噪比高，但STEAM序列检测短T2时间谷氨酸的代谢物更加准确；（3）在匀场效果相同的情况下，采集次数为256的频谱信噪比与采集次数为128的频谱信噪比升高不明显；但采集次数为256的单次频谱时间比采集次数为128的明显延长（256次采集时间约为30分15秒；128次采集时间约为15分17秒）（4）固定回波时间为35毫秒，重复时间为3000毫秒对比1500毫秒，频谱信噪比差异不大，但扫描时间明显延长。　　结论：在临床1.5T磁共振扫描机上，使用8通道头线圈接收，参数TE/TR：35/1500毫秒，采集次数128次，外加饱和带为本研究二维多体素磁共振频谱检测脑部代谢物的最优方法。在7.0TVarian磁共振扫描仪上，使用表面线圈接收，采用STEAM序列,参数TE/TR：35/1500毫秒，采集次数128次为本研究7.0T超高场单体素磁共振频谱检测脑部代谢物的最优方法。　　第二章、使用多体素磁共振频谱技术检测糖尿病性高血压患者脑部代谢改变　　目的:应用二维多体素磁共振频谱定量检测糖尿病性高血压患者双侧额叶及顶叶白质代谢物浓度变化。　　材料与方法:收集年龄为45-75岁的糖尿病性高血压患者33例，正常对照组30例。两组实验对象年龄无统计学差异。采用美国GE公司1.5T超导型磁共振及8通道头线圈进行频谱采集。二维多体素频谱扫描主要参数如下：使用2D PRESS-SI序列采集，回复时间=35ms，重复时间=1500ms，感兴趣区置于半卵圆中心层面，体积大小为7×10×2cm3，分析体素为双侧额叶的皮质及顶叶的白质，用SAGE软件结合LCModel软件分别测定感兴趣区氮-乙酰基天门冬氨酸/肌酸（NAA/Cr）、胆碱/肌酸（Cho/Cr）比值。统计学分析采用SPSS软件17.0版本，使用独立样本t检验，P<0.05认为存在统计学差异。　　结果:对比正常对照组，糖尿病性高血压组双侧额叶皮质NAA/Cr值下降，差异有统计学意义（左侧t=-7.854，P=0.000；右侧t=-5.787，P=0.000）；Cho/Cr值也下降(左侧t=2.422, P=0.024；右侧t=2.920，P=0.007).　　对比正常对照组，糖尿病性高血压组左侧顶叶白质NAA/Cr值降低，差异有显著统计学意义（t=-4.199，P=0.000）。　　结论:糖尿病性高血压可导致双侧额叶皮质及左侧顶叶白质代谢物发生代谢改变，但不同脑区代谢物浓度的变化不同；双侧额叶皮质和左侧顶叶白质的NAA/Cr和Cho/Cr比值是糖尿病性高血压脑损害的一个潜在代谢物标记。　　第三章、使用高分辨率磁共振频谱检测可待因依赖脑部代谢物改变　　目的:应用1H-MRS技术检测可待因依赖的脑部代谢物浓度改变。　　材料与方法：40只Sprague-Dawley雄性老鼠(4周,重100±10g)。随机分成两组(n=20):对照组(生理盐水,0.1毫克/毫升/公斤，灌胃,一天三次,2个月)和依赖组(可待因溶液,0.1毫克/毫升/公斤,灌胃,一天三次,2个月)。在最后一次可待因处理1小时后进行磁共振频谱检测。磁共振频谱检测使用7.0 TVarian磁共振扫描仪。1H-MRS体素在三维T2WI图像上定位，体素分别包括双侧海马和额叶，采集序列为STEAM序列，TE/TR时间是30/1500ms。在临床研究中，评估对象包括30位右利手健康受试者(15男性,15女性)和10位可待因依赖患者。所有受试者分别被分为三组:对照组、低剂量组和依赖组。使用GE1.5T HDX磁共振扫描仪进行频谱扫描。使用PRESS序列进行采集，体素分别放置在两侧额叶对称位置。　　磁共振频谱扫描完毕后,数据导入到UNIX系统，使用LCModel的软件进行基线校正，相位校正，代谢物确认和定量浓度。每组代谢物浓度数据使用平均数±标准差表示。在SPSS17.0软件进行统计分析，动物组间代谢差异使用独立样本t检验；人体组间代谢差异使用单因素方差分析。在P<0.05时具有统计学差异。　　结果：可待因依赖组大鼠摄食量和体重均比对照组大鼠低。依赖组的大鼠停用可待因后服用纳洛酮，可显示逐步增加的戒断症状。由此证实长期服用可待因大鼠形成了可待因药物依赖。磁共振频谱检测显示，对比对照组：可待因依赖组大鼠的海马氮-乙酰天冬氨酸,谷氨酸,胆碱和牛磺酸的浓度降低；其额叶谷氨酸,胆碱和牛磺酸的浓度也降低，但氮-乙酰天冬氨酸浓度没有明显变化。　　在临床研究中，比对照组和低剂量处理组，高剂量可待因依赖组患者只有双侧额叶Glx浓度减少，而NAA的浓度,肌酸和胆碱浓度没有统计学差异。　　结论：采用灌胃法能成功制备可待因依赖的大鼠模型。通过应用磁共振频谱我们检测到弱阿片类药物可待因依赖大鼠海马和额叶存在代谢变化，其变化可能与精神障碍有关。结合可待因依赖患者的频谱结果，本研究通过检测代谢改变来初步探索可待因依赖机制，具有潜在临床价值。