學位論文
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Item 超導生物磁粒子造影系統最佳化特性研究(2022) 鄭元鈞; Jheng, Yuan-Jyun本研究於電磁波屏蔽室內建立一座超導量子干涉元件之磁性粒子造影系統，目前已得知磁性奈米粒子具有良好的生物相容性，且經由表面修飾後可具有與特定抗原專一性結合的特性，因此具有影像顯影及癌症標靶等應用潛力。在訊號偵測的部分，選擇三倍頻訊號用來避開生物反磁性訊號；在影像取得部分，此系統使用三維度步進馬達移動樣品進行掃描以獲得磁流體的磁訊號分布圖。為了將磁流體磁訊號與定位點磁訊號作出區別，另繞製線徑為 0.3 mm 、內徑為 10 mm 、共 10 匝的定位線圈共四顆當作定位點，同時給予定位線圈不同的頻率，藉由輸出頻率的差異，得以在後續將小鼠體內磁流體與定位點磁訊號明顯分開以利之後分析。本系統包含了激發線圈、接收線圈與超導量子干涉元件，藉由繞製多組接收線圈匝數與所串聯之反向線圈的匝數後，調整兩線圈之間距離至訊號測得最靈敏位置，即得以將系統背景雜訊降至最低，而經過後續研究數據得知本磁通轉換器最佳參數為接收線圈使用線徑為 0.2 mm 、內徑為 8 mm 、每層 20 匝共 140 匝，反向線圈使用線徑為 0.2 mm 、內徑為 8 mm 、每層 40 匝共 170 匝，此參數不但雜訊強度較低，且電壓磁場轉換比效率也相對較高。透過後續掃描磁流體之序列稀釋、排列不同圖案和在小鼠體內施打不同濃度之磁流體的影像也證實了此項研究結果。因此現階段系統比過去擁有更高靈敏度功能性檢測的優勢，未來更可被用於腫瘤(癌)細胞影像顯影及追蹤等，以證明磁性奈米粒子於生物相關醫學成像應用的可行性。Item 高溫超導量子干涉元件之磁粒子諧波檢測與生物磁造影系統之開發與應用研究(2021) 劉景銘; Liu,Ching-Ming本研究利用High-Tc SQUID於屏蔽屋內建立一高溫超導量子干涉元件之磁粒子造影系統，已知磁流體具有高生物相容性，可應用於影像顯影及癌症標靶治療等，本研究開發高溫超導量子干涉元件之磁粒子造影系統，透過激發線圈給予磁場激發磁流體後，偵測磁流體的交流磁化訊號。在訊號分析的部分，擷取三倍頻訊號以提高訊雜比，並利用強度及相位資料分析進一步提升靈敏度。在影像方面，本系統以三維步進馬達來移動樣品進行掃描以取得磁流體磁訊號分布圖，並透過磁源反演算整合出高靈敏與高空間解析度之影像。該系統包含超導量子干涉元件、激發線圈與接收線圈，調整至訊號檢測最靈敏之狀態後，搭配反向串聯的梯度接收線圈降低背景雜訊。此系統架設於屏蔽屋內，透過計算相位資料調整樣品訊號強度後根據磁通耦合現象並選擇三倍頻，可避免生物體反磁性訊號、激發線圈的基頻訊號和減少其他頻段之干擾，因此該系統具有超高靈敏度的功能性檢測優勢。此整合影像技術未來可用於腫瘤細胞追蹤及影像顯影等，以驗證磁性粒子於生物醫學成像應用之可行性。Item 多通道陣列式磁粒子造影系統開發與特性 研究應用於生物影像(2018) 童元甫; Tong, Yuan-Fu在本研究中，架設多通道陣列式磁粒子造影系統 (MagneticParticleImaging,MPI)，透過使用梯度線圈作為擷取線 圈，能夠快速動態成像，具有極低之系統背景值，在交流磁 場下，量測磁性奈米粒子之訊號，應用最小範數估計演算法 及非負線性最小平方演算法重建影像分佈。系統所量測最 小樣品含鐵量為 0.691675 mg，系統最大可量測區域為直徑 15 cm，建立移動樣品方法，架設自動控制移動平台，使本 系統有最佳影像解析度為 10 mm，開發局限座標法，進行 影像分析，使影像更加貼近於實際樣品，實現磁粒子造影的 功能性影像與磁振造影的結構性影像之整合的醫學影像。