PL219169B1 - Sposób wyznaczania elektronowych czasów relaksacji T₁ w tomografii EPR - Google Patents
Sposób wyznaczania elektronowych czasów relaksacji T₁ w tomografii EPRInfo
- Publication number
- PL219169B1 PL219169B1 PL394332A PL39433211A PL219169B1 PL 219169 B1 PL219169 B1 PL 219169B1 PL 394332 A PL394332 A PL 394332A PL 39433211 A PL39433211 A PL 39433211A PL 219169 B1 PL219169 B1 PL 219169B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- relaxation times
- relaxation
- relaxation time
- resultant
- determined
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000003325 tomography Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 22
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 11
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 238000004435 EPR spectroscopy Methods 0.000 description 15
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 238000001983 electron spin resonance imaging Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 230000001613 neoplastic effect Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- VGVRFARTWVJNQC-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-dichlorophenoxy)acetamide Chemical compound NC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl VGVRFARTWVJNQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000000701 chemical imaging Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000001362 electron spin resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011503 in vivo imaging Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 101150096059 lipC gene Proteins 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000011275 oncology therapy Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/60—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using electron paramagnetic resonance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N24/00—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
- G01N24/10—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using electron paramagnetic resonance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania elektronowych czasów relaksacji T1 w tomografii EPR.
Obrazowanie metodą EPR (Electron Paramagnetic Resonance) może dostarczyć danych o farmakokinetyce wolnych rodników i stężeniu tlenu w tkankach. Stwierdzenie obecności tlenu w tkankach stanowi bardzo ważną informację przy leczeniu nowotworów w terapii onkologicznej. W związku z faktem, że wolne rodniki w tkankach występują w małych stężeniach, natomiast ich czasy życia są bardzo krótkie, przyjmuje się, że na tym etapie badań należy wprowadzić z zewnątrz rodnik o wystarczająco długim czasie życia oraz odpowiedniej koncentracji. Jednym z takich związków jest Lithium phthalocyanine LiPc, który został przedstawiony w H. B. Stone, J. M. Brown, T. L. Phillips and
R. M. Sutherland, Radiat. Res. 136 (1993) 422-434, J. J. Jiang, T. Nakashima, K. J. Liu, et al., J. Appl. Physiol. 80 (1996) 552-558, a którego szerokość linii EPR w znacznym stopniu zależy od stężenia tlenu w jego otoczeniu. Ze względu na głębokość wnikania promieniowania elektromagnetycznego w materię ożywioną standardowe spektrometry EPR pracujące na częstotliwościach mikrofalowych są nieprzydatne do wykonywania obrazowania EPR. Z tego względu w praktyce stosuje się niższe częstotliwości z zakresu radiowego (RF), co pociąga za sobą spadek stosunku sygnału do szumu (S/N).
Do obrazowania niewielkich obiektów biologicznych stosuje się obecnie metody impulsowe, które zostały opisane w R. W. Quine, G. W. Rinard, S. S. Eaton, et all. Cone. Magn. Reson. (Magn. Res. Engineer) 15 (2002) 59-91; G. G. Maresh, M. Mehring, S. Emid, Physica 138B (1986) 261-263 oraz metody z wykorzystaniem fali ciągłej (CW) M. Alecci, S. Dellapenna, A. Sotgui, Rev. Sci. Instrum. 63 (1992) 4263-4270; H. J. Halpern, D. P. Spencer, J. van Polen, Rev. Sei. Instrum. 60 (1989) 1040-1050.
W standardowym obrazowaniu w oparciu o techniki fali ciągłej wykorzystuje się stały w czasie przemiatania gradient pola magnetycznego. Po każdym pomiarze orientacja gradientu ulega obrotowi o stały kąt, zależny od ilości projekcji, przy czym kąt obrotu wystarcza gdy zmienia się w zakresie od 0-180° dla obrazowania 2D. Minimalny czas pomiaru jednej projekcji waha się w granicach 1 + 2 s, przy czym ze względu na niski stosunek sygnału do szumu S/N w obecności gradientu wymagana jest akumulacja sygnału, która w obrazowaniu in vivo wydłuża czas pomiaru nawet do 30 minut. Dzięki rozwojowi techniki obrazowania EPR udało się w ostatnim czasie skrócić czas pomiaru jednej projekcji do ~ 40ms, co przełożyło się na skrócenie czasu pomiaru w obrazowaniu 3D do zaledwie 3,6 s, H. Sato-Akaba, Y. Kuwahara, H. Fujii, H. Hirata, Anal. Chem. 81 (2009), 7501-7506. Czas ten uzyskano stosując wysoką częstotliwość rezonansową, a rejestrowany sygnał charakteryzował się wysokim współczynnikiem sygnału do szumu (S/N), przez co nie było konieczne akumulowanie sygnału. Chcąc obrazować większe żywe obiekty należałoby obniżyć częstotliwość rezonansową przynajmniej dwukrotnie, co skutkowałoby znacznym zmniejszeniem S/N. Powyższe zmiany wymusiłyby długotrwałe akumulowanie sygnału przez co całkowity czas pomiaru mógłby zwiększyć się do minimum 40 s. Uzyskane w ten sposób obrazy pokazują jedynie przestrzenne rozmieszczenie rodnika, nie dostarczając żadnych informacji o otoczeniu w jakim się on znajduje. Z uwagi na to, że metoda EPR jest znacznie czulsza na wykrycie zmian w lokalnym środowisku rodników, aniżeli metoda MRI (Magnetic Resonance Imaging), obrazowanie metodą EPR jest potencjalnie bardziej użyteczne niż obrazowanie techniką MRI. Aby było możliwe uzyskanie informacji na temat otoczenia, w którym znajduje się rodnik, należy dla każdej projekcji uzyskać informację nie tylko o przestrzennym, ale również o widmowym rozkładzie rodnika. W tym celu stosowana jest dodatkowa dla każdej projekcji osobno technika obrazowania przestrzenno-widmowa (spectral-spatial), która została opisana w S. S. Eaton, G. R. Eaton, Spectroscopy 1 (1986) 32-35; U. Ewert, T. Herriing, Chem. Phys. Lett. 129 (1986) 516-520; P. Kuppusamy, M. Chzhan, P. H. Weng, Magn. Res. Med. 35 (1996b) 323-328; P. C. Lauterbur, D. N. Levin, R. B. Marr, J. Magn. Res. 59 (1984) 536-541; M. M. Maltempo, J. Magn. Res. 69 (1986) 156-163. W praktyce oznacza to kilkukrotne wydłużenie czasu pomiaru przez wykonanie co najmniej kilku dodatkowych pomiarów dla każdej orientacji gradientu.
Sposobem pozwalającym na znaczne przyśpieszenie wykonywania pomiarów jest wykorzystanie metody szybkiego przemiatania pola magnetycznego RS (Rapid Scan), którą przedstawiono w J. P. Joshi, J. R. Ballard, J. A. Rinard, et al., J. Magn. Res. 175 (2005) 44-51; J. W. Stoner, D. Szymański,
S. S. Eaton, J. Magn. Res. 170 (2004) 127-135; M. Tsetlin, A. Dhami, S. S. Eaton, G. R. Eaton, J. Magn. Res. 184 (2007) 157-168; M. Tsetlin, T. Czechowski, S. S. Eaton, G. R. Eaton, J. Magn. Res. 194 (2008) 212-221; M. Tsetlin, T. Czechowski, R. W. Quine, S. S. Eaton, G. R. Eaton , J. Magn. Res.
PL 219 169 B1
196 (2009) 48-53; R. W. Quine, T. Czechowski, G. R. Eaton, Magn. Res. Eng. 35B (2009) 44-58.
W metodzie tej nie stosuje się drugiej modulacji sygnału EPR, a jedynie szybkie przemiatanie pola magnetycznego (o częstotliwości 1-20 kHz), przy czym można stosować przemiatanie sinusoidalne, bądź trójkątne. Brak drugiej modulacji powoduje, że nie ma potrzeby stosowania dodatkowej detekcji fazowej, w efekcie otrzymuje się widmo absorpcyjne, a nie jego pierwszą pochodną. Wynikiem tego jest skrócenie czasu pomiaru jednej projekcji nawet do 50 μs. W praktyce, ze względu na niski stosunek sygnału do szumu widmo należy akumulować. Mimo to omawiana technika RS z powodzeniem wypiera tradycyjnie stosowaną metodę fali ciągłej, ze względu na kilkukrotne skrócenie czasu pomiaru i uproszczoną konstrukcję spektrometru.
W ostatnim czasie wykorzystana została technika rotacyjnego gradientu do obrazowana z wykorzystaniem techniki RS opisana przez S. Subramanian, J. Kościelniak, N. Devasahayam, J. Magn. Res. 186 (2007) 212-219, która w znacznym stopniu skraca czas pomiaru. W metodzie tej wykorzystuje się rotacje gradientu w czasie przemiatania pola magnetycznego, przy czym częstotliwość rotacji gradientu powinna być przynajmniej cztery razy większa od częstotliwości przemiatania. W praktyce powoduje to ograniczenie częstotliwości przemiatania do 1 kHz.
Przydatność metod impulsowych, szeroko rozpowszechnionych w obrazowaniu NMR (Nuclear Magnetic Resonance) dla większości rodników ograniczona jest bardzo krótkim czasem relaksacji spin - spin T2, jak i spin - siatka Tt. Jedną z najczęściej stosowanych technik w diagnostyce impulsowej EPR jest metoda detekcji składowej poprzecznej magnetyzacji, którą stosuje się w celu pomiarów czasu relaksacji T2, jak i T· Jednakże, związane z krótkimi czasami relaksacji znaczne poszerzenie szerokości linii rezonansowych, powoduje nieprzydatność tych metod do obrazowania w technice EPR. Dodatkowym problemem jest skrócenie czasu relaksacji T2 wynikające z racji obecności gradientu pola, który przy znacznych gradientach powoduje zanik sygnału indukcji swobodnej (FID) zachodzącym w czasie martwym spektrometru. Efekt ten utrudnia, a wręcz uniemożliwia wykonanie pomiaru.
W ostatnim czasie zaproponowano metodę wyznaczania projekcji czasu relaksacji T1 [EP nr 10 000 861], polegającą na analizie stosunku amplitud rejestrowanych sygnałów EPR przy różnych kierunkach przemiatania. Stosując częstotliwości przemiatania rzędu 10 kHz, możliwe było skrócenie czasu pojedynczego pomiaru do 100 μs. Zaletą metody jest jednoczesne otrzymywanie informacji o rozkładzie stężenia rodnika, jak i tlenu, bez potrzeby wykonywania dodatkowych pomiarów, tak jak w przypadku metod przestrzenno widmowych. Wadą tej, jak i innych wcześniej opisanych metod obrazowania EPR opartych na metodzie fali ciągłej jest otrzymywanie wypadkowych wartości czasów relaksacji w poszczególnych projekcjach. Dodatkowym mankamentem jest poszerzeni linii EPR, które dla rodników znajdujących się w obszarach o różnym stężeniu tlenu może być znacząco różne. Te efekty znacznie wpływają na rozdzielczość rekonstruowanych obrazów, powodując ich rozmycie oraz problemy z określeniem drobnych zmian w rekonstruowanych obrazach.
Powyższych ograniczeń pozbawiona jest nowa metoda wyznaczania rozkładu różnych czasów relaksacji spin-siatka T1 wykorzystująca widma EPR w technice RS i proponowana w niniejszym rozwiązaniu.
Celem wynalazku jest sposób wyznaczania rozkładu poszczególnych czasów relaksacji spin-siatka T1 w obrazowaniu EPR.
Istotą wynalazku jest sposób wyznaczania obrazów elektronowych czasów relaksacji T1 w tomografii EPR, polegającej na pomiarze rozkładu czasów relaksacji „spin-siatka” spinów elektronowych podczas oddziaływania na próbkę wieloskładnikowym polem magnetycznym, zawierającym stałe zewnętrzne pole magnetyczne, pole gradientowe oraz pole skanujące, który polega na tym, że ustala się wypadkowy czas relaksacji T1 wyznaczany ze stosunku amplitud sygnałów zarejestrowanych dla różnych kierunków przemiatania, po czym określa się funkcję zmienności wypadkowego czasu relaksacji T1 dla co najmniej dwóch różnych częstotliwości przemiatania, następnie dopasowując funkcje określone dla poszczególnych czasów relaksacji do wypadkowej funkcji zmienności czasu relaksacji, ustala się projekcje dla poszczególnych czasów relaksacji dla każdego punktu zarejestrowanych widm, a następnie wykonując operację dekonwolucji projekcji rodników dla poszczególnych czasów relaksacji z kształtem korzystnie typu Lorentza lub/i Gaussa zależnym od danego czasu relaksacji, następnie po uzyskaniu projekcji stężenia rodników odpowiednio dla każdego z czasów relaksacji T1, rekonstruuje obrazy w 1D lub w 2D, lub w 3D.
Korzystnym jest, gdy funkcję zmienności dla poszczególnych czasów relaksacji T1 ustala się na podstawie symulacji równań Blocha.
PL 219 169 B1
Również korzystnym jest, gdy funkcję zmienności dla poszczególnych czasów relaksacji T1 ustala się na podstawie doświadczalnych pomiarów.
Dzięki zastosowaniu sposobu według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe: eliminację dotychczas stosowanych technik obrazowania EPR, opartych na czasochłonnym obrazowaniu przestrzenno-widmowym, rotującym gradiencie czy też metodzie RS. Sposób ten pozwala osobno wyznaczyć rozkłady dla poszczególnych czasów relaksacji T1, przez co możliwe jest obrazowanie nawet niewielkich zmian w stężeniu tlenu, parametru charakteryzującego metabolizm w badanym obiekcie biologicznym, w oparciu o fakt, że czasy relaksacji T1 i T2 zależą od stężenia tlenu w otoczeniu rodnika.
Wynalazek w przykładowym wykonaniu został zilustrowany na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia teoretyczny wykres zmian wyznaczanego czasu relaksacji T1 na podstawie stosunku amplitud widm uzyskanych z symulacji równań Blocha, dla rodnika o czasie relaksacji T1 = 3,5 μs, fig. 2 - teoretyczne wykresy zmian wyznaczanych czasów relaksacji T1 o wartości 3 μs, 5 μs, 7 μs oraz wykres ich wypadkowych zmian, dla gęstości rodników pokazanych na fig. 3.
W znany sposób z pomiaru stosunku amplitud dla widm zarejestrowanych przy przemiataniu w dół i w górę, w obecności gradientu, wyznacza się projekcję wypadkowego rozkładu czasu relaksacji T1. Dla każdego punktu projekcji wyznacza się wypadkową wartość czasu relaksacji, jednakże bez możliwości określenia rzeczywistego rozkładu czasów relaksacji oraz ich wagi. Do wyznaczenia powyższych parametrów stosuje się proponowany sposób wyznaczania elektronowych czasów relaksacji T1 w tomografii EPR, polegający na wyznaczeniu poszczególnych czasów relaksacji T1 z pomiaru stosunku amplitud dla widm zarejestrowanych w dół i w górę z wykorzystaniem przejść nagłych dla kilku różnych częstotliwości przemiatania pola magnetycznego. Po znalezieniu w znany sposób sygnału elektronowego rezonansu paramagnetycznego w obecności gradientu pola magnetycznego i określonej częstotliwości przemiatania, następuje pomiar stosunku amplitud dla widm zarejestrowanych przy przemiataniu w dół i w górę, a na jego podstawie wypadkowego czasu relaksacji T1. W następnym etapie procedura jest powtarzana dla innej wartości częstotliwości przemiatania. Okazuje się, że zwiększając częstotliwość przemiatania pola magnetycznego skracamy odstęp czasu pomiędzy rejestrowanymi sygnałami dla przemiatania w górę oraz w dół. Odstępstwo magnetyzacji od wartości równowagowej badanej próbki w chwili rejestracji sygnału, związane ściśle z czasem relaksacji T1. Im dłuższy czas relaksacji, tym trudniej nadążyć magnetyzacji za efektywnym polem magnetycznym dlatego w przypadku przejść nagłych, w celu poprawnego określenia czasu relaksacji okres przemiatania nie powinien być krótszy niż 16 T1.
W przypadku, gdy okres przemiatania jest krótszy od powyższego warunku, zmierzona wartość czasu relaksacji T1 jest krótsza od rzeczywistej. Powyższa dysproporcja zwiększa się wraz ze zwiększeniem częstotliwości przemiatania rys. 1. Otrzymana funkcja zmierzonego czasu relaksacji względem częstotliwości przemiatania okazuje się mieć inną postać dla różnych czasów relaksacji rys. 2. Powyższe funkcje można wyznaczyć wykorzystując symulacje oparte na równaniach Blocha, lub doświadczalnie dla znanych wartości czasów relaksacji. Znając funkcje dla poszczególnych czasów relaksacji T1.
Wyznaczając z widma zarejestrowanego w obecności gradientu pola wypadkowy czas relaksacji T1, a następnie powtarzając tą operację dla kilku różnych częstotliwości przemiatania, można wyznaczyć funkcję określającą zmianę wypadkowego czasu relaksacji. Znając postać tej wypadkowej funkcji oraz funkcji dla poszczególnych czasów relaksacji, można w znany sposób określić stężenia rodników o poszczególnych czasach relaksacji rys. 3. Powyższą operację wykonujemy dla każdego punktu projekcji zmierzonej w obecności gradientu pola magnetycznego, w którym zarejestrowano sygnał EPR. W następnej kolejności zmieniana jest orientacja gradientu i cała operacja jest powtarzana. Dzięki zastosowaniu powyższej metody otrzymuje się dla każdej orientacji gradientu nie tylko wypadkową projekcję, ale również projekcje rozkładu stężenia rodników dla określonych czasów relaksacji.
Wyznaczenie wartości stężeń rodników dla poszczególnych czasów relaksacji pozwala uzyskać nie tylko klasyczną postać projekcji, poprzez rejestrację sygnału w obecności gradientu, ale również osobne projekcje związane z rodnikami o określonych czasach relaksacji. Daje to możliwość uzyskiwania obrazów stężenia rodników, dzięki zastosowaniu operacji dekonwolucji projekcji z użyciem linii EPR, określonej dla rodnika o danym czasie relaksacji. Powyższa operacja pozwala uzyskiwać obrazy o rozdzielczości lepszej od tych otrzymywanych w sposób klasyczny. Dodatkowo , powyższa metoda umożliwia precyzyjniejszą lokalizację zmian nowotworowych w początkowych fazach rozwoju choroby,
PL 219 169 B1 gdy obszar zmian nowotworowych jest jeszcze niewielki. Związane jest to z możliwością odseparowania wpływu sygnału rejestrowanego od zdrowych tkanek.
Do zrekonstruowania obrazu 2D stężenia tlenu można wykonać przykładowo 18 projekcji, czyli widm zarejestrowanych przy stałej wartości gradientu, jednakże o różnej jego orientacji. Każda z projekcji musi być wyznaczona dla kilku różnych częstotliwości przemiatania. Konieczność rejestracji kilku projekcji dla tej samej orientacji gradientu wydłuża czas pomiaru, jednakże ze względu na fakt, że częstotliwości przemiatania znacząco wzrastają dla następnych projekcji, można oszacować, że czas pomiaru powinien być dłuższy 4-5 krotnie. Ostatecznie finalny czas pomiaru dla pojedynczej orientacji gradientu pola magnetycznego powinien mieścić się w granicach zaledwie 10 ms. Natomiast całkowity czas pomiaru wszystkich projekcji przy specjalistycznych cewkach gradientowych powinien wynieść tylko 0,2 s. Dla uzyskania pełnego obrazu 3D, czas ten mieści się w granicach 2 s.
Claims (3)
1. Sposób wyznaczania obrazów elektronowych czasów relaksacji T1 w tomografii EPR, polegającej na pomiarze rozkładu czasów relaksacji „spin-siatka” spinów elektronowych podczas oddziaływania na próbkę wieloskładnikowym polem magnetycznym, zawierającym stałe zewnętrzne pole magnetyczne, pole gradientowe oraz pole skanujące, znamienny tym, że ustala się wypadkowy czas relaksacji T1 wyznaczany ze stosunku amplitud sygnałów zarejestrowanych dla różnych kierunków przemiatania, po czym określa się funkcję zmienności wypadkowego czasu relaksacji T1 dla co najmniej dwóch różnych częstotliwości przemiatania, następnie dopasowując funkcje określone dla poszczególnych czasów relaksacji do wypadkowej funkcji zmienności czasu relaksacji, ustala się projekcje dla poszczególnych czasów relaksacji dla każdego punktu zarejestrowanych widm, a następnie wykonując operację dekonwolucji projekcji rodników dla poszczególnych czasów relaksacji z kształtem korzystnie typu Lorentza lub/i Gaussa zależnym od danego czasu relaksacji, następnie po uzyskaniu projekcji stężenia rodników odpowiednio dla każdego z czasów relaksacji T1, rekonstruuje obrazy w 1D lub w 2D, lub w 3D.
2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że funkcję zmienności dla poszczególnych czasów relaksacji T1 ustala się na podstawie symulacji równań Blocha.
3. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że funkcję zmienności dla poszczególnych czasów relaksacji T1 ustala się na podstawie doświadczalnych pomiarów.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL394332A PL219169B1 (pl) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Sposób wyznaczania elektronowych czasów relaksacji T₁ w tomografii EPR |
| US13/427,261 US9110146B2 (en) | 2011-03-24 | 2012-03-22 | Method to determine electron relaxation times, T1, in EPR tomography |
| EP12002053A EP2515102A1 (en) | 2011-03-24 | 2012-03-22 | Method to determine electron relaxation times, T1, in EPR tomography |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL394332A PL219169B1 (pl) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Sposób wyznaczania elektronowych czasów relaksacji T₁ w tomografii EPR |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL394332A1 PL394332A1 (pl) | 2012-10-08 |
| PL219169B1 true PL219169B1 (pl) | 2015-03-31 |
Family
ID=45999523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL394332A PL219169B1 (pl) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Sposób wyznaczania elektronowych czasów relaksacji T₁ w tomografii EPR |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9110146B2 (pl) |
| EP (1) | EP2515102A1 (pl) |
| PL (1) | PL219169B1 (pl) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10509091B2 (en) | 2012-03-07 | 2019-12-17 | Colorado Seminary, Which Owns And Operates The University Of Denver | EPR methods and systems |
| EP2875369B1 (en) | 2012-07-19 | 2023-10-25 | University of Denver | Crossed-loop resonators |
| US12000920B2 (en) | 2012-09-14 | 2024-06-04 | University Of Denver | Hall probe simulator circuit |
| GB201416287D0 (en) | 2014-09-15 | 2014-10-29 | Univ Leeds | Tomography apparatus, multi-phase flow monitoring system and corresponding methods |
| GB201416280D0 (en) * | 2014-09-15 | 2014-10-29 | Univ Leeds | Tomography apparatus and method |
| US10578703B2 (en) * | 2018-03-30 | 2020-03-03 | Colorado Seminary Which Owns And Operates The University Of Denver | Full cycle rapid scan EPR and deconvolution |
| PL3764116T3 (pl) | 2019-07-11 | 2022-09-26 | BRUKER FRANCE (Société par Actions Simplifiée) | Aparat EPR wyposażony w określone cewki RS i odpowiednie urządzenia cewkowe |
| JP7051043B6 (ja) * | 2019-11-29 | 2023-12-20 | 株式会社ReMI | 電子スピン情報に着目した画像化及び分析方法並びにプログラム及びシステム |
| EP3875980B1 (en) | 2020-03-03 | 2022-08-10 | Bruker France S.A.S. | Mechanical apparatus for fast epr coils switching between rapid scan and cw modes |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8269496B2 (en) * | 2006-06-30 | 2012-09-18 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services | Fast electron paramagnetic resonance imaging (EPRI) using CW EPR spectrometer with sinusoidal rapid-scan and digital signal processing |
| JP5576869B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2014-08-20 | アイメック | パルスｅｐｒ検出 |
| PL241624B1 (pl) | 2009-01-29 | 2022-11-07 | Tomasz Jan Czechowski | Układ do lokalizacji zmian nowotworowych i miażdżycowych metodą obrazowania EPRI |
| US9392957B1 (en) * | 2010-02-22 | 2016-07-19 | Howard J. Halpern | T1-sensitive inversion-recovery-imaging method and apparatus for EPRI |
| PL224915B1 (pl) | 2010-03-31 | 2017-02-28 | Mikołaj Baranowski | Sposób uzyskiwania obrazów elektronowych czasów relaksacji T₁ w tomografii EPR oraz układ do lokalizacji zmian nowotworowych metodą obrazowania EPRI |
-
2011
- 2011-03-24 PL PL394332A patent/PL219169B1/pl unknown
-
2012
- 2012-03-22 US US13/427,261 patent/US9110146B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-03-22 EP EP12002053A patent/EP2515102A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20120262176A1 (en) | 2012-10-18 |
| US9110146B2 (en) | 2015-08-18 |
| PL394332A1 (pl) | 2012-10-08 |
| EP2515102A1 (en) | 2012-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL219169B1 (pl) | Sposób wyznaczania elektronowych czasów relaksacji T₁ w tomografii EPR | |
| US6836115B2 (en) | Method for high resolution magnetic resonance analysis using magic angle technique | |
| Oh et al. | Measurement of in vivo multi-component T2 relaxation times for brain tissue using multi-slice T2 prep at 1.5 and 3 T | |
| Seifert et al. | Towards quantification of myelin by solid-state MRI of the lipid matrix protons | |
| Thrippleton et al. | A fast method for the measurement of diffusion coefficients: one‐dimensional DOSY | |
| US7215119B2 (en) | Method and MR apparatus for dynamic frequency detection in MR spectroscopy | |
| Klose | Measurement sequences for single voxel proton MR spectroscopy | |
| US6304084B1 (en) | Method of improved magnetic resonance spectroscopic localization using spectral-spatial pulses | |
| US9389193B1 (en) | Spatially resolved magnetic resonance spin-spin relaxation distribution measurement methods | |
| Tang et al. | Application of static microcoils and WURST pulses for solid-state ultra-wideline NMR spectroscopy of quadrupolar nuclei | |
| JP4599490B2 (ja) | Ｎｍｒスペクトロスコピーの方法及び構成 | |
| Koskela et al. | Quantitative two-dimensional HSQC experiment for high magnetic field NMR spectrometers | |
| Sheberstov et al. | Excitation of singlet–triplet coherences in pairs of nearly-equivalent spins | |
| US5229722A (en) | Nqr-imaging | |
| Węglarz et al. | ZTE imaging of tight sandstone rocks at 9.4 T—Comparison with standard NMR analysis at 0.05 T | |
| Lei et al. | Localized single-voxel magnetic resonance spectroscopy, water suppression, and novel approaches for ultrashort echo-time measurements | |
| Vashaee et al. | A comparison of magnetic resonance methods for spatially resolved T2 distribution measurements in porous media | |
| EP2378281A1 (en) | A method to measure electron relaxation times T1 in EPR tomography and a system for applying the method | |
| CA2425254C (en) | Nmr spectroscopy using a gradient field nmr tool | |
| US6891372B2 (en) | Imaging method | |
| Lin et al. | Accurate measurements of small J coupling constants under inhomogeneous fields via intermolecular multiple-quantum coherences | |
| PL241624B1 (pl) | Układ do lokalizacji zmian nowotworowych i miażdżycowych metodą obrazowania EPRI | |
| Rakvin et al. | Modulation sidebands spectra within inhomogeneous CW-EPR line detected by double modulation EPR spectroscopy | |
| US11733331B1 (en) | Homonuclear j-coupling spectroscopy using j-synchronized echo detection | |
| Wood et al. | Magnetization Transfer |