基于相位的刺激消耗 (pSTED) 磁性粒子成像
医学物理
2025-05-13 v1 光学
摘要
磁性粒子成像（MPI）是一种无离子辐射即可检测体内磁性纳米粒子的体内方法，用于细胞追踪、血管成像和分子靶点成像。当前的磁性粒子成像通过在梯度选择场下形成场免除线（FFL）实现。通过平移和旋转 FFL 配合激发场和驱动场，点源的谐波复合信号在 FFL 正交平面上形成洛伦兹形态的点扩散函数（PSF）。洛伦兹 PSF 由于非尖锐的朗万函数和较弱的选择场，具有有限尺寸和有限分辨率。本研究提出一种采用刺激消耗（STED）荧光显微镜原理构建环形焦斑的策略。梯度选择场对磁性粒子松弛时间的影响决定了谐波复合信号的非线性相位移，从而形成环形焦斑。通过减去环形焦斑，可将 STED 焦斑尺寸缩小至洛伦兹焦斑的 1/4，从突破朗万磁化分辨率限制。在人脑 FFL-based MPI 扫描仪中，环形焦斑可通过 STED 焦斑去卷积和滤波反投影算法用于超分辨率和超灵敏度图像重建。
引用
@article{arxiv.2505.06490,
title = {Phase-based stimulated emission depletion (pSTED) magnetic particle imaging},
author = {Guang Jia and Zhongwei Bian and Tianshu Li and Shi Bai and Yongchen Gou and Yiwen Li and Lixuan Zhao and Jia Luo and Mingli Peng and Weihua Li and Peng Gao and Tanping Li and Hui Hui and Jie Tian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.06490},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 3 figures