分子间多量子相干性质研究及其MRI应用

论文摘要

分子间多量子相干(intermolecular Multiple Quantum Coherence,iMQC)是当前核磁共振领域的热点话题之一。本论文研究了分子间多量子相干信号性质,对iMQC理论进行了扩展,并将其应用于磁共振成像。主要成果如下:一、本论文研究了化学交换体系的分子间多量子相干表观纵向弛豫行为,采用本小组提出的“量子—经典”方法推导出其理论表达式。结果表明,在远程偶极场调制作用下,交换体系的纵向弛豫行为表现出与正常纵向弛豫行为不同的多指数特征;将分子间多量子相干技术与化学交换饱和转移效应相结合能够获得更好的成像对比度。二、本论文将分子间二量子相干技术应用于当前较为热门的的一种成像机制—化学交换饱和转移(CEST)上,用以增强其对比度。理论和实验结果均表明,相对于常规的单量子信号,分子间多量子相干信号对体系磁化量的变化更为敏感,因此应用于CEST类型的成像实验能获得更好的对比度。论文同时指出,虽然采用分子间多量子相干技术能够增强图像的对比度,但是相对常规单量子信号而言,其内在的低信噪比决定了该技术在实际应用中的局限性,如何提高信噪比仍是分子间多量子相干领域的一个重要课题。三、本论文对影响分子间多量子相干信号强度的因素进行了归纳、分析,指出了提高分子间多量子相干信号信噪比的可能的途径。论文还系统研究、分析了CRAZED序列中信号强度随相干选择梯度场变化的情况。结果表明,在不使用相干选择梯度场的情况下获得的分子间二量子相干信号比使用相干选择梯度场得到的信号强得多。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 高极化体系下的多自旋回波现象
• 1.2 分子间多量子相干理论
• 1.2.1 CRAZED脉冲序列
• 1.2.2 经典理论描述——偶极场方法
• 1.2.3 量子理论描述——分子间多量子相干方法
• 1.3 分子间多量子相干的应用
• 1.3.1 分子间多量子相干信号的特异性
• 1.3.2 分子间多量子相干在微观结构测量方面的应用
• 1.3.3 分子间多量子相干在不均匀不稳定场下获取高分辨率谱的应用
• 1.3.4 分子间多量子相干在MRI和fMRI方面的应用
• 1.4 论文结构
• 参考文献
• 第二章 NMR中的化学交换现象及其计算机模拟
• 2.1 NMR中的化学交换现象
• 2.1.1 化学交换对NMR谱图的影响
• 2.1.2 NMR中的化学交换对表观纵向磁化的影响
• 2.2 化学交换的蒙特卡罗模拟方法
• 2.3 本章小结
• 参考文献
• 第三章 慢交换体系下分子间多量子相干表观纵向弛豫的定量研究
• 3.1 引言
• 3.2 理论表述
• 3.3 试验参数及样品
• 3.4 试验结果及讨论
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 第四章 利用分子间二量子相干增强CEST成像对比度
• 4.1 引言
• 4.2 理论描述
• 4.2.1 两点交换体系中的CEST现象
• 4.2.2 分子间多量子相干中的CEST效应
• 4.3 实验方法和材料制备
• 4.4 实验结果和讨论
• 4.5 本章小结
• 4.6 附录MRI基本原理
• 4.6.1 外加梯度场在MRI成像中的作用
• 4.6.2 k空间
• 4.6.3 自旋回波成像序列的特点
• 参考文献
• 第五章 分子间多量子相干的信号增强方法
• 5.1 引言
• 5.2 理论描述
• 5.3 实验方法及材料
• 5.4 实验结果及讨论
• 5.5 本章小结
• 参考文献
• 第六章 全文总结和展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 论文发表情况
• 获奖情况
• 致谢