升级一个自动化化型气诱导极化器的超极化样本体积

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 化学物理 化学物理
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 核磁共振 (NMR) 和磁共振成像 (MRI) 具有有限的灵敏度,由于低核旋转极化.
• 过引发的极化 (PHIP) 显著增强NMR信号用于代谢成像.
• 现有的PHIP方法通常面临样本量,自动化和高压要求的局限性.

研究的目的:

• 为临床前MRI应用开发和描述一个升级的,自动化的PHIP系统.
• 为了使更大的样本体积 (高达2.2毫升) 的超极化.
• 克服以前的PHIP实施在自动化和压力方面的局限性.

主要方法:

• 设计和模拟的高压反应堆和由化学耐药聚合物制成的多端口NMR管盖.
• 已制造的反应器在超过30bar的压力下进行了机械安全测试.
• 使用FLASH MRI,nutation和CPMG序列来表征磁场的一致性和稳定性.

主要成果:

• 为12.5/16毫米的ID/OD玻璃管 (20毫米高) 达到最佳样本尺寸,B0不均度<2.5ppm,B1不均度~1%.
• 证明了高注射可重现性,体积精度为~0.6%.
• 在优化条件下 (20 bar pH2, 2 L/min 流量, 55°C, 4s 泡) 达到高达 31.3% 的 1H 极化,接近理论上最大的 50%.

结论:

• 开发的自动化PHIP系统提供了实用的样本量,并促进了快速超极化生产.
• 该系统支持在临床前成像和代谢研究中更广泛地采用PHIP.
• 未来的工作将集中在自动化净化和进一步提高极化产量.