[發(fā)明專利]一種基于肌酸化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像的測(cè)溫方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210022362.5
• 申請(qǐng)日: 2022-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN115371835A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張麗娟;鄒超;蔡思琦;周詩(shī)輝;周洋;鄭海榮;劉新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01K11/00
• 分類號(hào): G01K11/00;A61B5/01
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

本發(fā)明涉及一種基于肌酸化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像的測(cè)溫方法及裝置，所述方法包括以下步驟：(1)對(duì)肌酸仿體進(jìn)行化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像，分析肌酸仿體中肌酸相對(duì)于水的化學(xué)位移；(2)擬合所述肌酸相對(duì)于水的化學(xué)位移和肌酸仿體溫度的數(shù)學(xué)關(guān)系；(3)對(duì)樣本中肌酸進(jìn)行化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像，分析樣本中肌酸相對(duì)于水的化學(xué)位移，并依據(jù)步驟(2)擬合的肌酸相對(duì)于水的化學(xué)位移和肌酸仿體溫度的數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算樣本溫度。所述測(cè)量方法以肌酸作為內(nèi)源性參照物，利用肌酸與水CEST效應(yīng)的溫度依賴性進(jìn)行高空間分辨率、高敏感性、無創(chuàng)的絕對(duì)溫度測(cè)量。

本申請(qǐng)要求申請(qǐng)?zhí)枮?02110540092.2專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)(在先申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2021年5月18日，發(fā)明名稱為一種基于肌酸化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像的測(cè)溫方法及裝置)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無創(chuàng)測(cè)溫技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于肌酸化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像的測(cè)溫方法及裝置。

背景技術(shù)

腦組織溫度可隨神經(jīng)活動(dòng)、腦代謝而發(fā)生波動(dòng)，并通過血流循環(huán)受到體溫的調(diào)節(jié)與影響，是表征物質(zhì)代謝、組織灌注以及血管自我調(diào)節(jié)能力等組織生理特征的綜合指征。大腦神經(jīng)元活動(dòng)過程中多數(shù)物理化學(xué)反應(yīng)都具有溫度敏感性，很多疾病(如腦創(chuàng)傷、中風(fēng)、腫瘤、多發(fā)性硬化和癲癇等)都會(huì)破壞腦溫內(nèi)穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致局部腦溫異常、腦溫空間分布模式改變，并引起細(xì)胞代謝異常、繼發(fā)神經(jīng)元損傷、血管及血腦屏障損傷等一系列反應(yīng)。因此，無創(chuàng)絕對(duì)溫度成像技術(shù)對(duì)探究生理及病理狀態(tài)下的腦溫調(diào)節(jié)機(jī)制以及深入探究腦損傷復(fù)雜病理機(jī)制具有重要意義。

磁共振測(cè)溫方法主要基于質(zhì)子密度、T1和T2弛豫時(shí)間、彌散系數(shù)、質(zhì)子共振頻率以及磁化轉(zhuǎn)移等磁共振參數(shù)的溫度依賴性，目前應(yīng)用較為廣泛的基于磁共振測(cè)量絕對(duì)溫度的技術(shù)主要有：(1)利用水氫質(zhì)子¹H的共振頻率具有溫度依賴性，而某些大分子物質(zhì)的化學(xué)位移不易受到溫度影響，例如乙酰-天門冬氨酸(NAA)，使用磁共振波譜(Magnetic resonancespectroscopy，MRS)成像技術(shù)測(cè)量不同溫度下參考性大分子物質(zhì)相對(duì)于水氫質(zhì)子的化學(xué)位移，并擬合建立參考物質(zhì)化學(xué)位移與溫度的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)基于質(zhì)子共振頻率(Protonresonance frequency，PRF)的無創(chuàng)測(cè)溫，但是，目前該方法成像分辨率較低，且溫度測(cè)量易受到運(yùn)動(dòng)以及磁場(chǎng)漂移的影響；(2)基于水分子自由擴(kuò)散系數(shù)與溫度之間的關(guān)系測(cè)量腦脊液等組織的絕對(duì)溫度，但目前該技術(shù)僅可適用于檢測(cè)純水組織的溫度，無法應(yīng)用于水分子擴(kuò)散受限的組織；(3)有研究通過注射順磁性螯合物作為外源性參照物質(zhì)，基于化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移(Chemical exchange saturation transfer，CEST)成像技術(shù)測(cè)量動(dòng)物體內(nèi)不同溫度下螯合物的化學(xué)位移，并擬合得出其與溫度的線性關(guān)系(參見：Zhang S,Malloy C R,ADSherry.MRI thermometry based on PARACEST agents[J].Journal of the AmericanChemical Society,2005,127(50):17572.)，但順磁性螯合物的生物安全性有待考量，無法多次反復(fù)注射測(cè)溫，不利于臨床推廣。

綜上所述，提供一種準(zhǔn)確且無創(chuàng)的腦部測(cè)溫方法，對(duì)探究生理及病理狀態(tài)下的腦溫調(diào)節(jié)機(jī)制具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和實(shí)際需求，本發(fā)明提供一種基于肌酸化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像的測(cè)溫方法及裝置，所述方法基于肌酸的化學(xué)交換飽和傳遞效應(yīng)與溫度的關(guān)系，并結(jié)合磁共振成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)行高空間分辨率、高敏感性、無創(chuàng)的絕對(duì)溫度測(cè)量。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種基于肌酸化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像的測(cè)溫方法，所述方法包括以下步驟：

(1)對(duì)肌酸仿體進(jìn)行化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像，分析肌酸仿體中肌酸相對(duì)于水的化學(xué)位移；

(2)擬合所述肌酸相對(duì)于水的化學(xué)位移和肌酸仿體溫度的數(shù)學(xué)關(guān)系；