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肺部磁共振成像研究

磁共振成像是继CT、B超等影像检查手段后又一新的断层成像方法。磁共振信号与所探测核的密度、磁矩和极化度成正比。传统磁共振技术利用生物体内较高的氢质子密度对组织进行成像。但是对于肺部,氢质子密度仅为其它组织的十分之一,所以传统磁共振成像技术对肺部成像有很大的困难。针对目前肺部磁共振成像的困难,为了提高肺部组织的成像分辨率,本课题主要集中于研究肺部磁共振成像的增强方法及方法中涉及到的相关技术设计等。激光抽运可以超极化自旋量子数为1/2的惰性气体(~3He, ~(129)Xe),超极化导致惰性气体极化度比波尔兹曼热平衡时有3-5个数量级的提高,因此超极化的惰性气体可以用来作为磁共振成像的探针。该技术是在肺吸入超极化惰性气体后,对高极化度的惰性气体成像。在激光超极化惰性气体磁共振肺部成像方法的研究基础上,为了提高激光抽运超极化气体效率,对超极化气体产生装置提出了改进设计方  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)
中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)

超极化~(129)Xe动物肺部磁共振成像

肺部疾病是目前全球性的医疗问题,据世界卫生组织统计(2010年),中国每年因肺癌和肺部疾病死亡的人数占总死亡人数的20%。临床常用的肺部疾病诊断方法,如肺功能测试和CT等,不能无电离辐射地、无损伤地获得定量的肺部结构和气血交换功能等肺部生理学参数。近些年出现的自旋交换光泵技术可以将惰性气体129Xe的核自旋极化度比热平衡状态下提高4到5个量级,得到超极化的129Xe气体。超极化129Xe气体用作肺部磁共振成像的气体造影剂,可以克服肺部空腔结构导致的质子密度低的特点,实现肺部气体磁共振成像,进而实现肺部的结构和功能探测。因此,本学位论文选用基于自旋交换光泵技术产生的超极化129Xe气体对肺部结构和功能进行定量地研究,主要研究工作涉及:超极化129Xe动物肺部磁共振成像的硬件设计和实现;超极化129Xe肺部通气成像的实现;超极化129Xe肺部结构和功能探测以及脑部超极化129Xe磁共振成像等四个方面,具体内容如下:第一,设计和实现了...  (本文共142页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)
中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)

用于人体肺部磁共振成像的超极化氙-129装置研究

作为呼吸系统里的重要器官,肺部主要有两种功能,即气-气交换和气-血交换,其对于人体生命健康的维持起着非常重要的作用。然而,可能由于环境污染等因素的影响,使得肺部疾病逐渐成为影响人类生命健康以及生活质量的显著问题。国家卫生部数据表明,在所有癌症种类中,目前肺癌的致死率为第一位。同时,其它肺部疾病,例如慢性阻塞性肺病(COPD)的发病率也非常高,且呈上升趋势。目前对于肺部的影像诊疗手段主要有胸透(X光)、计算机断层扫描(CT, Computer Tomography)、正电子发射X射线断层扫描技术(PET, Positron Emission Tomography)等。然而,这些传统影像学技术具有一定的局限性,或有放射性,或信噪比较低,并且不能全面获得肺部的功能信息,这极大的阻碍了对肺部重大疾病的早期发现、诊疗和评价。随着激光的发展,使得自旋交换光泵(SEOP,Spin-Exchange Optical Pumping)技术能产生大...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国医学计算机成像杂志》2013年05期
中国医学计算机成像杂志

国内首幅小动物活体肺部磁共振成像“点亮肺部”

在中科院武汉物理与数学研究所实验室,周欣研究员(后)正在和团队成员研究获得的国内首幅小动物活体肺部磁共振成像。周欣研究员领衔的研究团队是目前国内唯一开展超极化气体肺部磁共振(MRI)成像的研究组,他们的研究目的是“点亮肺部”,不仅获得目前胸透、CT和PET等肺部成像手段可以获得的肺部...  (本文共1页) 阅读全文>>

《国际医学放射学杂志》2014年04期
国际医学放射学杂志

儿童肺疾病的MRI研究进展

近年来,随着对儿童辐射剂量的日益重视,儿童胸部影像检查不再局限于X线平片和CT检查,MR成像技术越来越多地应用于儿童肺部疾病的评价中。本文旨在介绍MR成像技术的最新进展,包括检查前准备,肺实质、气道疾病的成像方法,超极化气体的通气成像技术以及动脉自旋标记灌注成像技术,并介绍其在儿童肺疾病中的应用和诊断特征。1检查前准备儿童MRI检查,特别是肺部及气道疾病的检查,若想获得高质量影像,需要克服诸多困难,包括患儿运动和无法配合呼吸。婴儿及6岁以下不合作患儿通常需要药物镇静,6岁以上患儿一般无需药物镇静,但检查前需要进行充分呼吸训练,可以减少患儿焦虑并提高诊断影像质量。2肺部疾病及肺功能的评估方法2.1肺实质的评估MRI目前可以实现对肺实质浸润性及实性病变的观察,具有很高的敏感性,对于肺间质病变也具有相当的敏感性和特异性[1]。肺MRI检查主要包括4种常规平扫序列,分别为:①冠状面半傅里叶采集单次激发快速自旋回波(half Fourie...  (本文共5页) 阅读全文>>

《武汉大学学报(医学版)》2015年05期
武汉大学学报(医学版)

慢性阻塞性肺疾病超极化气体~(129)Xe磁共振成像

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmo-nary disease,COPD)发病率和死亡率高,是肺部诸多疾病结局。目前我国约有4 000多万COPD患者,一旦确诊,大多已是中晚期,缺乏有效治疗方法。因此,COPD早期诊断和干预对其预后至关重要。目前,肺功能检测(pulmonary function tests,PFT)仍是诊断COPD金标准,但对其早期诊断不敏感,不能提供肺结构信息。肺部影像技术如透视、X线仅得到肺结构信息。多层螺旋CT虽能提供肺功能信息,但对COPD早期诊断价值有限,且有较强辐射风险。SPECT、PET对肺癌诊断应用较广,能得到其功能信息,但空间分辨力较低,不能诊断COPD。常规肺MRI因肺泡缺乏质子,血流量大,磁场不均,MR信号很低;加上呼吸运动、心脏搏动等运动伪影的影响,常规肺MRI图像质量不佳,难以用于诊断肺部诸多疾病。近年来随着惰性气体超极化技术发展,超极化惰性气体(3 H...  (本文共4页) 阅读全文>>

《波谱学杂志》2014年03期
波谱学杂志

超极化气体肺部磁共振成像

引言根据世界卫生组织2010年数据,我国每年因肺部疾病和肺癌死亡的人数约占国内死亡总人数的20%,所以肺部疾病形势十分严峻.目前,临床上常用于肺部疾病诊断的影像技术有基于X射线的胸透和计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)等[1],这些技术可以获得肺部结构信息,但是他们都具有放射性,且不能获得肺部的气体交换功能的影像信息,而通常疾病的发生和发展都经历了一个从功能病变到结构病变的过程.因此,急需发展一种无放射性的探测肺部气体交换功能的影像技术,能用于肺部重大疾病的早期研究与诊疗.磁共振成像(MRI)技术具有非侵入、无放射性的特点,可以用来得到脑部、心脏和腹部等大部分活体器官和组织的影像,已被广泛地应用于活体成像研究和临床疾病诊断[2,3].但是传统基于质子(1H)的MRI技术并不适用于肺部,原因在于:1)肺部组织多为气固交界面,因而磁化率变化很大,导致质子的横向弛豫时间(T2)极短,即使采用超短TE的成像序...  (本文共14页) 阅读全文>>