磁共振成像作为一种最先进的医学成像技术之一,已经深刻地改变了人体组织和器官解剖和功能的临床诊断,但目前的磁共振成像技术在分子水平上对诊断的影响要小得多。化学交换饱和转移成像是一种新兴的可以提供人体内分子水平对比信息的磁共振成像技术,与磁共振成像中其他对比机制不同,其主要是根据共振频率的不同,在可交换质子的化学位移处检测携带了可交换质子的大分子化合物,这使其成为一项独特的磁共振分子成像技术,在一些应用中展现出巨大的潜力,可以作为其他常规和功能性磁共振成像技术的补充。化学交换饱和转移成像序列主要由射频饱和序列和快速成像序列两部分组成,水信号读出之前,在可交换溶质质子的共振频率处施加长的频率选择性连续波或脉冲序列以准备磁化。射频饱和序列的持续时间通常是几秒钟,以获得足够大的稳态对比度。此外,通常需要多次信号平均来提高对比度小的化学交换饱和转移成像的灵敏度,从而延长了扫描时间,尤其是在临床诊断之前,通常需要采集一系列不同化学位移处的化学交换饱和转移成像对比度来进行分析,这通常需要耗费大量的时间。因此,快速化学交换饱和转移成像仍然是一个极具挑战性的研究课题。针对化学交换饱和转移成像采集时间较长的问题,本文结合双通道射频独立交替激发技术,将其应用于多层化学交换饱和转移成像序列中。对于饱和序列,系统的通道0和通道1正交分布,当通道0激发时,通道1不激发;当通道0停止激发以散热时,通道1激发,反之亦然,从而实现了占空比为100%的饱和脉冲序列,克服了射频硬件对占空比的限制。在整个饱和脉冲序列激发过程中,可交换质子持续与水质子交换,饱和就会转移到水中,从而获得了稳态化学交换饱和转移对比度。当达到稳态后,采用平衡稳态自由进动快速成像序列采集图像。对于多层成像序列,由于射频脉冲序列是化学位移选择性饱和,被饱和的信号需要经过一段时间才能完全恢复到静态磁化。因此,本文采用一段长的饱和脉冲序列以产生稳态对比度,随后,对于多层采集或多次信号平均时,施加一段短的射频饱和脉冲序列以保持稳态对比度,从而实现了加速。本文提出的方法已通过布洛赫方程仿真、肌酸模体实验以及人体实验进行了验证。仿真证明了所提出的快速多层成像序列的可行性。肌酸模体实验证明了不对称性磁化转移率不受平衡稳态自由进动成像序列激发角的影响;在达到稳态后,基于双通道射频交替激发的成像序列所采集到的不对称性磁化转移率比传统序列高31.54%,而且前者在可交换质子共振频率附近,饱和效果更好,峰值更高,不对称性磁化转移率波峰显得更加对称;多层成像时,射频饱和时间从5秒减少到约2秒即可维持稳态对比度,显著缩短了化学交换饱和转移谱的采集时间。人体实验中,采集了健康志愿者脑部酰胺质子转移磁共振图像,验证了本文方法适用于临床实验。