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造影剂在磁共振成像的原理及应用

苏州纽迈分析仪器 2019-07-17 10:05:56 1138  浏览
  • 什么是造影剂

          核磁共振成像(MRI)目前普遍应用于医学检测成像中,具有无辐射损伤的安全性,可任意方位断层扫描等技术灵活性,加以涵盖质子密度、弛豫、加权成像以及多参数特征的优势,已成为当代临床诊断中Z有力的检测手段之一,然而临床发现某些不同组织或肿瘤组织的弛豫时间相互重叠,导致诊断困难。因此人们开始研究造影剂,增强信号对比度、提高图像分辨率。其作用主要是通过注射造影剂来改变组织局部弛豫特性,提高成像对比度,从而提高诊断的准确性。

          造影剂是一类化学合成的其密度高于活体组织的物质,造影剂本身不产生信号,通过改变体内局部组织中水质子的弛豫效率,与周围组织形 成对比,从而达到造影目的。

    造影剂的原理

          带有磁性的物质如Fe、Mn、Gd等,具有多个不成对的电子,当这些物质接近共振中的氢原子时,能有效地改变质子所处的磁场,造成T1和T2弛豫时间明显缩短。造影剂能改变体内局部组织中水质子的弛豫速率,提高正常与患病部位的成像对比度和分辨率,为病变定位和诊断提供更多的信息(图1和图2所示)。

          MRI造影剂又为顺磁性或超顺磁性物质,能同氢核发生磁性的相互作用,他们进入动物体内,将引起纵向弛豫速率(1/T1)和横向弛豫速率(1/T2)的改变,在顺磁物质的作用下,其抗磁和顺磁贡献具有加和性,即:

    (1/Ti)观察=(1/Ti)抗磁+(1/Ti)顺磁 , (其中i=1,2)

    在不存在溶质之间相互作用的情况下,溶剂的弛豫速率与所加的顺磁物质的浓度(mol/L)成线性关系,即:

    (1/Ti)观测=(1/Ti)抗磁+求和ri[C] , (其中i=1,2)

    其中ri为顺磁物质的弛豫效率(Relaxivity,单位mmol/L·s),求和是针对溶液中造影剂的种类而言,T1类型造影剂,如Gd类配合物,成像时相关部位变亮,又称为阳性造影剂;T2类型造影剂,如基于Fe3O4离子的超顺磁性造影剂,成像时相关部位变暗,又称为阴性造影剂。


    造影剂的应用:

    弛豫效率是MRI造影剂关键指标之一。弛豫效率高的样品,可以使用Z少的量达到Z好的效果;在造影剂研究领域,纽迈专门开发了小型的核磁共振成像分析仪,可测试方便的测试造影剂T1、T2弛豫时间,并可对试管样品进行成像,提供定量和定性评价数据,为造影剂产品的研发与改进提供快速可靠的检测手段。

    造影剂在体内的作用评价:

    造影剂在肾脏中的代谢过程监测,该造影剂在小鼠体内肾脏部位代谢时间超过250min,且作用顶峰时间约在注入后130min。 


    在生物医药领域,低场核磁共振可为您提供以下科研方案

    1)造影剂研究:弛豫率 效能评价 体内代谢评价;

    2)体表肿瘤研究:造影材料作用 药物靶向 肿瘤药效评估;

    3)原位肿瘤研究:位置排查 转移判断 尺寸测试;

    4)清醒动物体成分分析:瘦肉 脂肪 自由水含量 脂肪分布;



    (来源:苏州纽迈分析仪器股份有限公司)




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造影剂在磁共振成像的原理及应用

什么是造影剂

      核磁共振成像(MRI)目前普遍应用于医学检测成像中,具有无辐射损伤的安全性,可任意方位断层扫描等技术灵活性,加以涵盖质子密度、弛豫、加权成像以及多参数特征的优势,已成为当代临床诊断中Z有力的检测手段之一,然而临床发现某些不同组织或肿瘤组织的弛豫时间相互重叠,导致诊断困难。因此人们开始研究造影剂,增强信号对比度、提高图像分辨率。其作用主要是通过注射造影剂来改变组织局部弛豫特性,提高成像对比度,从而提高诊断的准确性。

      造影剂是一类化学合成的其密度高于活体组织的物质,造影剂本身不产生信号,通过改变体内局部组织中水质子的弛豫效率,与周围组织形 成对比,从而达到造影目的。

造影剂的原理

      带有磁性的物质如Fe、Mn、Gd等,具有多个不成对的电子,当这些物质接近共振中的氢原子时,能有效地改变质子所处的磁场,造成T1和T2弛豫时间明显缩短。造影剂能改变体内局部组织中水质子的弛豫速率,提高正常与患病部位的成像对比度和分辨率,为病变定位和诊断提供更多的信息(图1和图2所示)。

      MRI造影剂又为顺磁性或超顺磁性物质,能同氢核发生磁性的相互作用,他们进入动物体内,将引起纵向弛豫速率(1/T1)和横向弛豫速率(1/T2)的改变,在顺磁物质的作用下,其抗磁和顺磁贡献具有加和性,即:

(1/Ti)观察=(1/Ti)抗磁+(1/Ti)顺磁 , (其中i=1,2)

在不存在溶质之间相互作用的情况下,溶剂的弛豫速率与所加的顺磁物质的浓度(mol/L)成线性关系,即:

(1/Ti)观测=(1/Ti)抗磁+求和ri[C] , (其中i=1,2)

其中ri为顺磁物质的弛豫效率(Relaxivity,单位mmol/L·s),求和是针对溶液中造影剂的种类而言,T1类型造影剂,如Gd类配合物,成像时相关部位变亮,又称为阳性造影剂;T2类型造影剂,如基于Fe3O4离子的超顺磁性造影剂,成像时相关部位变暗,又称为阴性造影剂。


造影剂的应用:

弛豫效率是MRI造影剂关键指标之一。弛豫效率高的样品,可以使用Z少的量达到Z好的效果;在造影剂研究领域,纽迈专门开发了小型的核磁共振成像分析仪,可测试方便的测试造影剂T1、T2弛豫时间,并可对试管样品进行成像,提供定量和定性评价数据,为造影剂产品的研发与改进提供快速可靠的检测手段。

造影剂在体内的作用评价:

造影剂在肾脏中的代谢过程监测,该造影剂在小鼠体内肾脏部位代谢时间超过250min,且作用顶峰时间约在注入后130min。 


在生物医药领域,低场核磁共振可为您提供以下科研方案

1)造影剂研究:弛豫率 效能评价 体内代谢评价;

2)体表肿瘤研究:造影材料作用 药物靶向 肿瘤药效评估;

3)原位肿瘤研究:位置排查 转移判断 尺寸测试;

4)清醒动物体成分分析:瘦肉 脂肪 自由水含量 脂肪分布;



(来源:苏州纽迈分析仪器股份有限公司)




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便携式磁共振成像有哪些应用

一、什么是便携式磁共振成像

便携式磁共振成像(Portable Magnetic Resonance Imaging,pMRI)是一种小型化和便携化的磁共振成像技术,可以在实验室之外进行现场或移动应用。它是将传统的大型磁共振成像设备缩小并集成到一个便携式系统中的技术。

传统的磁共振成像(MRI)是一种非侵入性的医学成像技术,利用核磁共振原理来生成人体内部的详细图像。它使用强大的磁场和射频脉冲来激发和探测人体组织中的核自旋信号,然后通过计算和图像重建技术生成具有高空间分辨率的图像。

便携式磁共振成像是对传统MRI的一种创新扩展,旨在解决传统设备在大小、成本和便携性方面的限制。它采用了小型化的磁体、射频线圈和控制系统,以及优化的图像处理算法,从而实现了便携式和即时成像的能力。

 

二、便携式磁共振成像具有以下特点:

 

1. 尺寸和重量:便携式磁共振成像设备相对较小、轻便,可以放置在桌面上或移动到需要的地方进行扫描。这使得它们在移动诊断、野外研究和紧急医疗救援等应用中非常有用。

2. 电源和冷却:便携式磁共振成像设备通常使用可充电电池供电,不需要外部电源。此外,一些设备还采用了先进的冷却技术,如液氦或低温制冷系统。

3. 图像质量和功能:尽管便携式磁共振成像设备的磁场强度和性能可能较传统设备低,但它们仍能够提供可接受的图像质量和基本的功能,如解剖结构显示和病变检测。

4. 操作简便性:便携式磁共振成像设备通常具有简化的操作界面和用户友好的控制系统,使其易于使用和操作。

三、便携式低场磁共振成像具体应用:

1.野外科学研究:便携式磁共振成像可以应用于野外科学研究,如地质学、生物学和生态学等领域。它可以用于对地质样品、植物、动物和土壤等进行非破坏性分析和成像,提供有关物质组成和结构的信息。

 

2. 食品质量和安全检测:便携式磁共振成像可以用于食品质量和安全检测。它可以检测食品样品中的成分、含水量、污染物和品质特征,帮助评估食品的新鲜度、真实性和安全性。

 

3.工业应用:便携式磁共振成像在工业领域中也具有应用潜力。例如,它可以用于材料科学和工程中的材料分析、结构评估和质量控制。它还可以应用于石油勘探、水资源管理和环境监测等领域。

 

这些仅仅是便携式磁共振成像的一些主要应用方向,随着技术的不断进步和应用的扩大,可能会涉及更多领域和应用。


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超顺磁性氧化铁造影剂原理研究-磁共振快速弛豫分析仪

超顺磁性氧化铁造影剂原理研究-磁共振快速弛豫分析仪

磁共振造影剂:

根据不同磁性物质主要作用于Tl或T2加权造影成像,造影剂同样分为Tl造影剂或T2造影剂。国外造影剂的研究十分活跃,已有多种造影剂投入生产并进入了临床应用。目前已经被食品药品监督管理局批准上市的基于钆配合物的造影剂有7种。磁针造影剂的需求量还在迅速增加。因此,新型造影剂的研制与开发具有非常重要而深远的意义。

超顺磁性氧化铁造影剂:

早在1980年就已经有制备Fe304纳米颗粒的方法,主要采用的是基于物理研磨晶化的自上而下的手段。随着化学合成手段的发展和先进仪器研发水平的突破创新,人们开始对纳米颗粒的合成有更为深入的理解,从而发展了多种合成纳米颗粒的手段,例如水热法、共沉淀法、热分解法、溶胶法等等。对于生物应用的纳米材料而言,纳米尺度和良好单分散性的要求显得更为重要。通过调控表面活性剂的体积和比例、反应温度和时间以及种子生长的方法,可以得到直径约为4、6、12 m的Fe304纳米颗粒。这些Fe304纳米颗粒具有良好的单分散性而且表现出明显的超顺磁性,是一类理想的生物应用材料。

在众多磁性纳米材料中,氧化铁纳米颗粒具备优越的磁性性质和磁稳定性、良好的生物相容性等等优点,是磁性纳米材料研究领域的重要平台。通过合理设计以及理论优化对纳米颗粒的尺寸、形貌、组分、表面结构、生物功能化修饰等多个方面进行调控,并系统地研究了这类纳米颗粒在磁共振弛豫效能以及造影成像上的应用。可以发展出一系列具有高效Tl、T2或T1.T2双模式造影能力的造影剂材料。

磁共振快速弛豫分析仪用于超顺磁性氧化铁造影剂原理研究

弛豫效率是超顺磁性氧化铁造影剂关键指标之一。弛豫效率高的样品,可以使用最少的量达到最为好的效果;在造影剂研究领域,纽迈磁共振快速弛豫分析仪可测试方便的测试造影剂T1、T2弛豫时间,并可对试管样品进行成像,提供定量和定性评价数据,为造影剂产品的研发与改进提供快速可靠的检测手段。

PQ001磁共振快速弛豫分析仪

2022-11-21 12:02:38 168 0
脉冲磁共振成像

脉冲磁共振成像

脉冲磁共振成像实验仪利用物理学方法将抽象的理论运用多媒体进行展示,使人们能够直观地了解到其成像效果,进而可以使我们迅速了解磁共振的成像原理。

脉冲磁共振成像原理

脉冲磁共振成像实验仪由多个部分组成,主要包括了磁铁、探头、开关放大器以及相位检波器等。探头内部主要包括了梯度线圈与射频线圈,其中,探头内部的梯度线圈能够实现空间相位编码和频率编码,而探头内部的射频线圈主要是将样品放入到射频线圈中,这样一方面能够达到旋转磁场的目的,另一方面还能够观察自由旋进信号的发射线圈和接收线圈。在观察自由旋进信号的时候,可以采用开关放大器将探头内的射频线圈与相位检波器进行连接,接下来,可以利用振荡器与射频脉冲发生器,从而获得相应的相位检波器与射频脉冲的射频基准。但是如果在采集上存在困难,那么可以利用相位检波器获得比较容易采集的低频信号。蕞终可以得到脉冲核磁共振成像所需要的相位精度。

脉冲核磁共振成像实验仪的磁体主要是采用微米精度加工技术而实现的,因此,通常情况下它的磁场均匀度相对比较高。同时,脉冲核磁共振成像实验仪利用恒温控制器对磁铁进行控制,因此,其稳定性比较高。此外,在DDS技术的支持下,射频电路的工作频率不仅具有较高的稳定度,同时还能够进行较大范围且高分辨率调节。

脉冲核磁共振的整个过程中,如果进行加载脉冲的操作,那么实际上就是脉冲的受激吸收过程。与此同时,可以发现,脉冲自由衰减的时候属于自发式辐射,同时还会出现受激辐射的现象。

脉冲磁共振成像技术已经广泛地应用于生物、医学以及物理学中,脉冲核磁共振实验仪不仅使人们了解到共振现象及各种脉冲序列的相关原理,同时也使人们充分认识到磁共振成像、成像原理及图像重建的数学处理方法。从而使人们对磁共振成像技术有一个更深入的认识。


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动物型磁共振成像

动物型磁共振成像

实验动物磁共振成像(MRI)是一种非侵入性的成像技术,可以提供高质量的二维和三维解剖学图像。这种技术已成为生物医学研究中吥可或缺的工具之一,尤其是在病理学和药理学领域。

1.0T永磁实验动物磁共振成像系统

实验动物磁共振成像是在同种动物模型的情况下研究某些疾病的生物学和生理学特征的理想方法。实验动物磁共振成像还可以用于研究器官、肿瘤、血管和组织的结构和功能。

实验动物磁共振成像技术可以产生高清晰度、高对比度的图像,并且不需要使用任何放射性物质或有害的化学物质,因此对于动物实验非常有用。此外,由于MRI技术可以接受图像精细度和细节的任何类别,因此对于基础生物学和药理学的研究中也有着广泛的应用。

然而,实验动物磁共振成像也存在一些挑战和限制。其中一大挑战是成像的时间。实验动物磁共振成像的过程通常需要5-20分钟,也可能需要多个扫描来获得更多信息。此外,数据处理与分析也是非常重要的问题,因为大量的图像数据需要处理,记录和处理存在一定难度。此外,MRI设备本身的成本较高,操作难度较大,也是实验动物MRI技术应用的限制因素之一。

实验动物磁共振成像技术具有以下优势:

高空间分辨率:实验动物MRI技术可以提供高质量的二维及三维组织结构图像,对生物医学研究有很大帮助。

安全性:实验动物MRI成像不需要放射性物质或有害的化学物质,不会对动物实验造成潜在的伤害,且对生物医学研究不会产生任何负面影响。

重复性:实验动物MRI成像可以重复多次,可以得到高质量、一致性的图像,保证结果的可靠性。

广泛应用:实验动物MRI成像广泛应用于心血管学、肿瘤学和组织工程学等领域,提供了充足的信息和数据,有利于细致深入地研究生命科学问题。

总的来说,实验动物磁共振成像技术是现代生物医学研究中吥可或缺的技术之一,它可以用于研究大量的生物学和生理学特性,且不是侵入性的。

2023-04-05 13:49:00 98 0
脉冲磁共振序列成像

脉冲磁共振序列成像

脉冲磁共振成像实验仪利用物理学方法将抽象的理论运用多媒体进行展示,使人们能够直观地了解到其成像效果,进而可以使我们迅速了解磁共振的成像原理。

脉冲磁共振序列成像原理

脉冲磁共振成像实验仪由多个部分组成,主要包括了磁铁、探头、开关放大器以及相位检波器等。探头内部主要包括了梯度线圈与射频线圈,其中,探头内部的梯度线圈能够实现空间相位编码和频率编码,而探头内部的射频线圈主要是将样品放入到射频线圈中,这样一方面能够达到旋转磁场的目的,另一方面还能够观察自由旋进信号的发射线圈和接收线圈。在观察自由旋进信号的时候,可以采用开关放大器将探头内的射频线圈与相位检波器进行连接,接下来,可以利用振荡器与射频脉冲发生器,从而获得相应的相位检波器与射频脉冲的射频基准。但是如果在采集上存在困难,那么可以利用相位检波器获得比较容易采集的低频信号。蕞终可以得到脉冲核磁共振成像所需要的相位精度。

脉冲核磁共振成像实验仪的磁体主要是采用微米精度加工技术而实现的,因此,通常情况下它的磁场均匀度相对比较高。同时,脉冲核磁共振成像实验仪利用恒温控制器对磁铁进行控制,因此,其稳定性比较高。此外,在DDS技术的支持下,射频电路的工作频率不仅具有较高的稳定度,同时还能够进行较大范围且高分辨率调节。

脉冲核磁共振的整个过程中,如果进行加载脉冲的操作,那么实际上就是脉冲的受激吸收过程。与此同时,可以发现,脉冲自由衰减的时候属于自发式辐射,同时还会出现受激辐射的现象。

脉冲磁共振成像技术已经广泛地应用于生物、医学以及物理学中,脉冲核磁共振实验仪不仅使人们了解到共振现象及各种脉冲序列的相关原理,同时也使人们充分认识到磁共振成像、成像原理及图像重建的数学处理方法。从而使人们对磁共振成像技术有一个更深入的认识。

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