基于近似l0范数最小化的NMR波谱稀疏重建算法

在核磁共振（NMR）波谱中,过长的数据采集时间会使很多化学以及分子生物学领域的高分辨率多维谱应用难以实现. 传统的解决办法是使用随机非均匀采样代替奈奎斯特采样,但这样会使谱图质量受损. 压缩传感的出现为此提供了更好的解决办法,合适的压缩传感重建算法可以通过很少的随机非均匀采样将谱图高质量的重建出来. 该文先介绍了一种可用于谱图重建的压缩传感重建算法,名为“平滑l₀范数最小化法”,然后针对该算法对采样噪声鲁棒性较差的缺点进行了改进. 通过将改进后的算法与原算法在一维实数域信号以及NMR波谱信号重建实验中进行对比后表明,改进后的算法对噪声的鲁棒性明显提高,并能获得更好的重建性能.     

用于测量J偶合常数的同时多层选择性恒时J分解谱的方法(英文)

标量偶合是核磁共振(NMR)波谱的一个重要参数.其中氢-氢偶合能提供关于分子结构的有用信息.但是,在复杂的偶合网络中解析出氢-氢偶合常数(J_(H-H))较为困难.本文提出了一种基于空间编码选择性恒时演化的测量J_(H-H)的方法,利用一次实验就能解析分子中所有氢核的偶合网络,并测量J_(H-H).该方法被称为同时多层选择性恒时J分解谱(SMS-SECTJRES).它结合空间编码梯度和选择性恒时演化,并利用平面回波谱成像(EPSI)采样模块,从不同的空间位置提取出对应不同氢核偶合网络的J分解谱,促进了NMR技术在分子结构解析中的进一步应用.     

基于选择编码的超快速磁共振波谱方法

核磁共振(NMR)波谱技术是当今最有力的谱学工具之一,在化学、生物和医药等众多领域获得重要而广泛的应用．基于时空编码的快速采样方法自2002年Frydman小组提出后,大大增强了高维磁共振波谱的采样效率．在某一些应用体系中,存在若干个强度远超于其他谱峰的情况,很容易由于动态增益不足而检测不到某些较弱的谱峰,而往往这些较弱的谱峰包含着感兴趣的信息．且在实际的化学生物应用中,存在选择性感兴趣检测的情况,即只需要选择性地观察若干个具有标记作用的谱峰．由于时空编码技术借助于高速切换的双极性梯度来完成解码,因而无法选择性地检测若干个非连续的频点．为解决以上两个问题,该文提出一种选择编码的时空编码方法,即在序列中施加选择性脉冲,选择性破坏某些谱峰的编码过程,使之不能在解码期解码,从而简化谱图,实现选择性压制或者非连续频点的感兴趣检测．如果把选择性反转脉冲换为硬反转脉冲加选择性反转脉冲,则最终的谱图中只出现被选择性脉冲选中的谱峰．理论分析及相关的实验验证了这种方法的可行性和有效性.     

用于测量J偶合常数的同时多层选择性恒时J分解谱的方法

标量偶合是核磁共振（NMR）波谱的一个重要参数.其中氢-氢偶合能提供关于分子结构的有用信息.但是,在复杂的偶合网络中解析出氢-氢偶合常数（J_H-H）较为困难.本文提出了一种基于空间编码选择性恒时演化的测量J_H-H的方法,利用一次实验就能解析分子中所有氢核的偶合网络,并测量J_H-H.该方法被称为同时多层选择性恒时J分解谱（SMS-SECTJRES）.它结合空间编码梯度和选择性恒时演化,并利用平面回波谱成像（EPSI）采样模块,从不同的空间位置提取出对应不同氢核偶合网络的J分解谱,促进了NMR技术在分子结构解析中的进一步应用.     

Fast high-resolution nuclear magnetic resonance spectroscopy through indirect zero-quantum coherence detection in inhomogeneous fields

In many cases, high-resolution nuclear magnetic resonance （NMR） spectra are virtually impossible to obtain by con- ventional nuclear magnetic resonance methods because of inhomogeneity of magnetic field and inherent heterogeneity of sample. Although conventional intramolecular zero-quantum coherence （ZQC） can be used to obtain high-resolution spectrum in inhomogeneous field, the acquisition takes rather long time. In this paper, a spatially encoded intramolecular ZQC technique is proposed to fast acquire high-resolution NMR spectrum in inhomogeneous field. For the first time, the gradient-driven decoding technique is employed to selectively acquire intramolecular ZQC signals. Theoretical analyses and experimental observations demonstrate that high-resolution NMR spectral information can be retrieved within several scans even when the field inhomogeneity is severe enough to erase most spectral information. This work provides a new way to enhance the acquisition efficiency of high-resolution intramolecular ZQC spectroscopy in inhomogeneous fields.     

二维核磁共振定域谱及其在活体中的应用

核磁共振定域谱(MRS)是获得活体生化定量信息和诊断信息的无损检测技术,是核磁共振成像强有力的补充技术,可为临床诊断和疾病预测提供重要的信息. 然而,活体1D ¹H MRS通常存在代谢物谱峰拥挤、分辨率较低和归属难等问题. 引入2D MRS可在较大程度上解决¹H MRS谱峰重叠和谱峰归属难的问题. 该文简述和分析了几种典型的2D MRS新方法及其优缺点,并讨论了它们在脑部、肌肉、乳腺、前列腺等活体组织中的应用. 虽然2D MRS存在着实验时间较长的局限,但最新研究表明其具有一些独特的优势及较好的发展前景.