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切倫科夫效應生物成像技術的物理機制與改進機理研究

發(fā)布時間:2017-03-17 06:47

  本文關鍵詞:切倫科夫效應生物成像技術的物理機制與改進機理研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


【摘要】:分子影像技術是運用影像學手段顯示組織水平、細胞和亞細胞水平的特定分子,反映活體狀態(tài)下分子水平變化,對其生物學行為在影像方面進行定性和定量研究的科學。伴隨著新技術的不斷應用,分子影像技術已經(jīng)成為最具有發(fā)展?jié)摿Φ目茖W前沿領域;谇袀惪品蛐纳锍上窦夹g近年來逐漸成為了國內外研究人員關注的一個熱點。本論文主要采用蒙特卡羅計算方法,模擬放射性粒子和切倫科夫光光子在生物組織中的輸運過程,分析驗證了切倫科夫光生物成像技術的物理機制和可行性,并探討研究了量子點延長切倫科夫光波長改善生物成像效果的有效性及其物理機理。主要研究內容有:(1)采用蒙特卡羅計算方法,模擬18F、131I、32P三種放射性核素在生物組織內的切倫科夫光產生、輸運及成像過程,研究了切倫科夫光生物成像技術的物理機制和可行性,并探討了影響切倫科夫光生物成像質量的因素及其規(guī)律。(2)研究不同波長光學光子在生物組織中的運輸過程。研究結果表明,將切倫科夫光光子波長“紅移”至650nm以上的改進方法可有效增強切倫科夫光在生物組織中的穿透性,從而改善成像質量。并且通過實驗研究,分析驗證了CdTe量子點Stokes效應對改善131I切倫科夫光生物成像技術的有效性。(3)研究放射性核素產生的β粒子、γ光子、切倫科夫光子與量子點的相互作用機理。研究結果表明,在量子點濃度相同的條件下,量子點激發(fā)產生的光子數(shù)與放射性核素活度呈線性變化關系;在放射性核素活度相同的條件下,量子點激發(fā)產生的光子數(shù)與量子點濃度呈線性變化關系;量子點激發(fā)產生的光子數(shù)隨著放射性核素與量子點距離的變大呈指數(shù)減少趨勢;切倫科夫光對量子點的激發(fā)貢獻約占據(jù)總激發(fā)份額的20%,剩余的80%主要由β射線以及γ光子激發(fā)產生。
【關鍵詞】:蒙特卡羅方法 切倫科夫光 生物成像 放射性核素 量子點
【學位授予單位】:南京航空航天大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:R817.1

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本文編號:252419

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