分子间多量子相干信号的线形理论、旋转坐标系纵向弛豫性质及其磁共振成像应用

摘要

分子间多量子相干(IntermolecularMultipleQuantumCoherence，iMQC)是核磁共振领域的前沿热点话题之一，对其的理论解释曾引起广泛争议。本文的工作是对iMQC理论的扩展和补充，主要成果如下： 一、首次建立了iMQC信号的线形理论。该理论很好地阐述了iMQC谱在线形、峰强、线宽、相位等方面的特点。由于iMQC和辐射阻尼均存在于高极化核自旋体系中，因此它们在信号特征上有很多相似之处。本文从线形角度对二者进行了详细比较，说明了它们是由不同的物理机理引起的。 二、首次将自旋锁定技术引入到CRAZED实验的演化期，提出了“旋转坐标系分子间双量子纵向弛豫”的概念。利用偶极场理论对该弛豫进行了表述，并对该弛豫进行了谱学定量测量，为其在弛豫成像的应用奠定了理论和实验基础。 三、提出了在共振自旋锁定条件下得到的旋转坐标系分子间双量子纵向弛豫T1ρ,DQ作为对比度加权参数，采用标准自旋回波成像序列得到一系列磁共振图像，并详细阐述了该方法的优缺点，表明了该弛豫加权成像的独特性和可行性。 四、采用偏共振自旋锁定场和快速自旋回波成像得到T1ρ，DQeff弛豫加权成像。此方法提供了两个有效参数可以调节弛豫时间，从而有效控制图像对比度。结果分析表明，该对比度与传统分子间双量子横向弛豫加权完全不同，也区别于共振条件下的T1ρ,DQ加权成像。偏共振方法合成一个有效自旋锁定场，降低了射频场强度，有助于减少临床应用中人体组织对电磁波的吸收。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1分子间多量子相干实验现象

1.2分子间多量子相干的理论

1.2.1 CRAZED脉冲序列

1.2.2 iMQC理论的两个基本假设

1.2.3量子理论描述

1.2.4经典偶极场理论描述

1.3辐射阻尼效应

1.3.1辐射阻尼效应实验现象及基本理论描述

1.3.2辐射阻尼效应的物理图象

1.3.3强辐射阻尼效应时的核磁共振线型分析

1.3.4抑制辐射阻尼效应的方法

1.4自旋锁定成像

1.5 iMQC的应用

1.6论文结构

参考文献

第二章分子间多量子相干信号线形理论

2.1引言

2.2原理和方法

2.2.1时域信号

2.2.2傅里叶变换

2.2.3峰高

2.2.4线宽

2.2.5相位

2.3数值模拟和实验观测

2.4受辐射阻尼效应影响的多量子相干谱

2.5本章小结

2.6附录

2.6.1对分子间多量子相干时域信号的复数傅氏变换

2.6.2验证傅氏变换的正确性

参考文献

第三章旋转坐标系分子间双量子纵向弛豫的定量研究

3.1引言

3.2原理与方法

3.2.1T1、T2弛豫过程

3.2.2相关时间τc

3.2.3自旋锁定技术与T1ρ弛豫时间

3.2.4旋转坐标系双量子纵向弛豫T1ρ,DQ eff

3.3定量实验

3.4结果与讨论

3.5本章小结

参考文献

第四章共振条件下旋转坐标系分子间双量子纵向弛豫加权的自旋回波成像

4.1引言

4.2原理和方法

4.2.1T1与T2在病变成像方面的作用

4.2.2 K空间

4.2.3自旋回波成像特点

4.2.4外加梯度场在MRI成像中的作用

4.2.5T1ρ,DQ加权成像原理与方法

4.3实验材料和方法

4.4结果与讨论

4.5本章小结

4.6附录

参考文献

第五章偏共振条件下旋转坐标系分子间双量子纵向弛豫加权的快速自旋回波成像

5.1引言

5.2原理和方法

5.2.1快速自旋回波成像

5.2.2分子间双量子横向弛豫T2,DQ

5.2.3偏共振下T1ρ,DQ eff弛豫加权成像原理

5.3实验材料和方法

5.4结果与讨论

5.5本章小结

参考文献

第六章全文总结和展望

论文发表情况

致谢