波谱学杂志

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超极化129Xe磁共振分子影像学

张继1,2,罗晴1,郭茜旎1,陈世桢1,周欣1*   

  1. 1. 波谱与原子分子物理国家重点实验室,武汉磁共振中心(中国科学院 武汉物理与数学研究所),湖北 武汉 430071;
    2. 中国科学院大学,北京 100049
  • 收稿日期:2012-09-07 修回日期:2012-11-20 出版日期:2013-06-05 发布日期:2013-06-05
  • 作者简介:张继(1988-),男,湖北人,硕士研究生,主要研究方向为超灵敏磁共振分子探针与分子影像学. E-mail: zhangji198805@gmail.com. *通讯联系人:周欣,电话:02787198802,E-mail: xinzhou@wipm.ac.cn.
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(81227902, 11004228);国家科学技术部创新方法资助项目(2010IM- 030600);中国科学院知识创新工程重要方向资助项目(KJCX2-EW-N06);中国科学院“百人计划”资助项目([2010]88).

Magnetic Resonance Molecular Imaging with Hyperpolarized 129Xe

ZHANG Ji1,2, LUO Qing1, GUO Qian-ni1, CHEN Shi-zhen1, ZHOU Xin1*   

  1. 1. State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics, Wuhan Center for Magnetic Resonance (Wuhan Institute of Physics and Mathematics, Chinese Academy of Sciences), Wuhan 430071, China;
    2.  University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
  • Received:2012-09-07 Revised:2012-11-20 Online:2013-06-05 Published:2013-06-05
  • About author:*Corresponding author: Zhou Xin,Tel:027-87198802,E-mail: xinzhou@wipm.ac.cn.
  • Supported by:

    国家自然科学基金资助项目(81227902, 11004228);国家科学技术部创新方法资助项目(2010IM- 030600);中国科学院知识创新工程重要方向资助项目(KJCX2-EW-N06);中国科学院“百人计划”资助项目([2010]88).

摘要:

磁共振分子影像学发展的主要瓶颈之一在于灵敏度的限制,基于激光光泵和自旋交换技术能获得增强4~5个量级的超极化129Xe磁共振信号,因此超极化129Xe磁共振分子影像学相对于传统MRI在灵敏度上表现出巨大的优势. 围绕提高灵敏度这一核心MRI问题及其在科学研究中的应用,该文介绍了目前基于超极化129Xe的生物分子探针的基本结构和原理,阐述了与之相关的分子影像学方法和技术,同时评述了当前的最新研究进展和发展方向.

关键词: 磁共振成像(MRI), 分子影像学, 灵敏度, 超极化129Xe, 分子探针

Abstract:

The applications of magnetic resonance molecular imaging are often hindered  by low sensitivity. Magnetic resonance signal of hyperpolarized 129Xe can be enhanced 4~5 orders of magnitude by spin-exchange optical pumping. Ultrasensitive 129Xe magnetic resonance molecular imaging shows a huge advantage in sensitivity comparing with the conventional MRI. In this paper, the improvement of the sensitivity of MRI and its applications to scientific research are introduced; the basic structures and principle of Xe-based biosensors are interpreted; the updated methodology and technology of molecular imaging are reviewed, and the advance of magnetic resonance molecular imaging with hyperpolarized 129Xe is commented.

Key words: MRI, molecular imaging, hyperpolarized 129Xe, sensitivity, molecular sensors

中图分类号: