我院分子影像中心课题组在《自然-通讯》上发表研究成果

发布时间:2017-05-30         浏览次数:445

 近日,我院分子影像中心课题组陈小元教授、聂立铭博士团队在分子影像领域取得了重要进展,相关研究成果在《自然-通讯》(Nature Communications)杂志上发表了题为“Artificial local magnetic field inhomogeneity enhances T2 relaxivity”的研究论文。

图:水质子在不同磁性探针颗粒模型周围的运动和失相位行为

 磁性探针作为分子影像技术中的磁共振成像(MRI)造影剂在医学诊断中发挥着重要作用。为满足实际诊断中的准确性和精确性要求,科研工作者们长期致力于发展高性能的MRI造影剂以降低高剂量的使用带来的潜在风险。其中一个有趣的现象是,单个探针颗粒形成聚集体后将显著提高T2 MRI的弛豫效能(r2)。然而,现有的T2 MRI造影剂Outer-Sphere Regime理论主要围绕单个磁性颗粒,有关磁性探针聚集体的T2弛豫效能的机制尚不完善。

 鉴于此,该文章指出了探针聚集体中局域磁场不均匀性是影响T2弛豫效能的关键因素。同时,通过引入尺寸和形貌不同的氧化铁颗粒构建了混合组分的聚集体,结果显示尺寸和形貌不匹配引起的局域磁场不均匀性大大地提高了探针聚集体的r2值。通过Landau-Lifshitz-Gilbert方程模拟计算得到了该模型的磁场分布,从而在理论上验证了该实验结果。在活体小鼠原位肝癌检测应用中,混合组分的探针聚集体表现出优越的造影性能,实现了低剂量高灵敏度的原位肝癌成像诊断。该文章首次利用磁场不均匀性因素阐明了单个探针和它们聚集体的MRI造影剂之间的相互关系,将可能成为弥补探针聚集体的造影剂理论的空白,并为发展新型高效的MRI造影剂提供重要参考。

 该论文共同第一作者为博士后周子健和博士生田蕊,在陈小元教授,聂立铭博士指导下合作完成的,部分工作得到我校物理学系王瑞方教授和化学化工学院高锦豪教授的支持。研究工作得到了国家自然科学基金委、国家高技术研究发展计划863项目、福建省重大研发平台项目和美国NIH Intramural Research Program的资助。

 论文链接:https://www.nature.com/articles/ncomms15468

(分子影像暨转化医学研究中心 聂立铭)