化学交换饱和转移磁共振造影方法与应用研究
发布时间：2023-08-04 20:43
化学交换饱和转移(Chemical Exchange Saturation Transfer,CEST)是一种新型的磁共振分子影像技术。选择性饱和与水质子发生化学交换的位点可以引起水质子信号的降低,CEST方法通过水质子信号的变化来间接检测可交换质子,可以将检测灵敏度提高三个量级以上。CEST方法可用于检测多种代谢物,例如肌酸、葡萄糖等。同时,CEST效果与局部微环境的pH值、温度等相关,提供了丰富的诊断信息。因此,CEST方法广泛应用于肿瘤的探测、pH成像等,在疾病诊断、进展和预后评估中有着重要的应用。同时,CEST方法具有频率编码特性,可以对多个CEST位点进行探测,这种频率编码特性使得CEST方法十分灵活且多样。然而CEST效果受到多种因素的影响,比如主磁场B0和射频磁场B1的不均匀性会引起CEST效果的定量不准确。同时,CEST效果可能受到其他内源性CEST背景信号的干扰。为了更准确的定量CEST效果,一方面需要对主磁场B0和射频磁场B1的不均匀性进行校正,另一方面需要发展新的CEST探针远离背景信号的干扰。因此,本文主要从以下几个方向进行研究:(1)实现了 CEST脉冲序列设...
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 核磁共振原理
1.2.1 核磁共振信号的产生
1.2.2 核磁共振信号的演化
1.2.3 弛豫过程
1.2.4 空间编码
1.2.5 化学位移
1.3 化学交换饱和转移
1.3.1 CEST现象
1.3.2 CEST理论模型
1.3.3 CEST谱
1.3.4 CEST效果的定量
1.3.5 其他极化转移效应
1.4 化学交换饱和转移类型
1.4.1 DiaCEST
1.4.2 ParaCEST
1.4.3 LipoCEST
1.4.4 ICEST
1.4.5 HyperCEST
1.5 本文的研究工作和结构安排
第2章 CEST MRI的脉冲序列实现与模拟
2.1 引言
2.2 CEST脉冲序列实现
2.2.1 CEST脉冲序列设计思路
2.2.2 CEST脉冲序列实现
2.3 CEST脉冲序列理论模拟
2.3.1 三池交换Bloch-McConnell方程
2.3.2 CW-CEST脉冲序列模拟
2.3.3 pulsed-CEST模拟
2.4 CEST脉冲序列实验验证
2.4.1 样品准备
2.4.2 实验设计
2.4.3 数据分析
2.5 实验结果
2.6 讨论
2.7 本章小结
第3章 用于CEST校正的B0/B1场测量方法
3.1 引言
3.2 研究背景
3.3 基于绝热脉冲的B0和B1场测量方法
3.3.1 理论基础
3.3.2 绝热脉冲的选择
3.3.3 序列设计
3.4实验部分
3.4.1测试仪器
3.4.2脉冲序列准备
3.4.3模拟仿真
3.4.4样品测试
3.4.5 动物脑部实验
3.4.6 数据处理
3.5 实验结果
3.5.1 数值模拟结果
3.5.2 样品实验结果
3.5.3 活体实验结果
3.6 讨论
3.7 本章小结
第4章 卟啉CEST性质研究
4.1 引言
4.2 理论基础
4.2.1 卟啉高场CEST信号来源
4.2.2 CEST性质表征
4.2.3 化学交换自旋锁定
4.3 实验部分
4.3.1 仪器与试剂
4.3.2 卟啉样品交换性质表征
4.3.3 卟啉样品稳定性测试
4.3.4 活体实验
4.3.5 数据分析及模拟
4.4 实验结果
4.4.1 样品测试的B0场与B1场分布
4.4.2 卟啉样品CEST性质表征
4.4.3 卟啉信号的稳定性
4.4.4 活体实验结果
4.5 卟啉CESL性质模拟
4.5.1 TCPP卟啉的CESL性质
4.5.2 尿卟啉Ⅰ的CESL性质
4.5.3 血卟啉的CESL性质
4.6 讨论
4.7 本章小结
第5章 核壳结构HyperCEST性质研究
5.1 引言
5.2 设计思路
5.3 实验部分
5.3.1 仪器与试剂
5.3.2 超极化129Xe磁共振实验装置与脉冲序列准备
5.3.3 FLAME及FLAME-RGD合成
5.3.4 FLAME粒径及孔道结构表征
5.3.5 FLAME核磁性质表征
5.3.6 FLAME-RGD细胞实验
5.4 实验结果与讨论
5.4.1 FLAME粒径分布及孔道结构研究
5.4.2 FLAME核磁性质测试
5.5 讨论
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 未来工作展望
参考文献
附录 英文简写及中英文全称
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3838966
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 核磁共振原理
1.2.1 核磁共振信号的产生
1.2.2 核磁共振信号的演化
1.2.3 弛豫过程
1.2.4 空间编码
1.2.5 化学位移
1.3 化学交换饱和转移
1.3.1 CEST现象
1.3.2 CEST理论模型
1.3.3 CEST谱
1.3.4 CEST效果的定量
1.3.5 其他极化转移效应
1.4 化学交换饱和转移类型
1.4.1 DiaCEST
1.4.2 ParaCEST
1.4.3 LipoCEST
1.4.4 ICEST
1.4.5 HyperCEST
1.5 本文的研究工作和结构安排
第2章 CEST MRI的脉冲序列实现与模拟
2.1 引言
2.2 CEST脉冲序列实现
2.2.1 CEST脉冲序列设计思路
2.2.2 CEST脉冲序列实现
2.3 CEST脉冲序列理论模拟
2.3.1 三池交换Bloch-McConnell方程
2.3.2 CW-CEST脉冲序列模拟
2.3.3 pulsed-CEST模拟
2.4 CEST脉冲序列实验验证
2.4.1 样品准备
2.4.2 实验设计
2.4.3 数据分析
2.5 实验结果
2.6 讨论
2.7 本章小结
第3章 用于CEST校正的B0/B1场测量方法
3.1 引言
3.2 研究背景
3.3 基于绝热脉冲的B0和B1场测量方法
3.3.1 理论基础
3.3.2 绝热脉冲的选择
3.3.3 序列设计
3.4实验部分
3.4.1测试仪器
3.4.2脉冲序列准备
3.4.3模拟仿真
3.4.4样品测试
3.4.5 动物脑部实验
3.4.6 数据处理
3.5 实验结果
3.5.1 数值模拟结果
3.5.2 样品实验结果
3.5.3 活体实验结果
3.6 讨论
3.7 本章小结
第4章 卟啉CEST性质研究
4.1 引言
4.2 理论基础
4.2.1 卟啉高场CEST信号来源
4.2.2 CEST性质表征
4.2.3 化学交换自旋锁定
4.3 实验部分
4.3.1 仪器与试剂
4.3.2 卟啉样品交换性质表征
4.3.3 卟啉样品稳定性测试
4.3.4 活体实验
4.3.5 数据分析及模拟
4.4 实验结果
4.4.1 样品测试的B0场与B1场分布
4.4.2 卟啉样品CEST性质表征
4.4.3 卟啉信号的稳定性
4.4.4 活体实验结果
4.5 卟啉CESL性质模拟
4.5.1 TCPP卟啉的CESL性质
4.5.2 尿卟啉Ⅰ的CESL性质
4.5.3 血卟啉的CESL性质
4.6 讨论
4.7 本章小结
第5章 核壳结构HyperCEST性质研究
5.1 引言
5.2 设计思路
5.3 实验部分
5.3.1 仪器与试剂
5.3.2 超极化129Xe磁共振实验装置与脉冲序列准备
5.3.3 FLAME及FLAME-RGD合成
5.3.4 FLAME粒径及孔道结构表征
5.3.5 FLAME核磁性质表征
5.3.6 FLAME-RGD细胞实验
5.4 实验结果与讨论
5.4.1 FLAME粒径分布及孔道结构研究
5.4.2 FLAME核磁性质测试
5.5 讨论
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 未来工作展望
参考文献
附录 英文简写及中英文全称
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3838966
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