[发明专利]非侵入式活体电子自旋共振方法和系统

摘要

本公开提供了一种通过非侵入式高压放电装置在活体或非活体生物样本内安全地产生不成对电子的方法，从而在不灌注或植入外源性顺磁物质的条件下，能够应用电子自旋共振（ESR）技术检测活体或非活体生物样本的组织结构和生理活动，并进一步地获取神经介质活动、生物分子代谢、受体及化学成份信息，从而构成非侵入式活体电子自旋共振波谱仪、三维成像仪和大脑‑计算机接口(Electron Spin Resonance Spectrometer&Imaging‑Brain Computer Interface，ESRI‑BCI)系统。

主权项

1.一种非侵入式活体电子自旋共振（Electron Spin Resonance，ESR）方法，其特征在于，通过非侵入式高压放电在活体或非活体生物样本内安全地产生不成对电子，在不灌注或植入外源性顺磁物质（exogenous paramagnetic species）的条件下，应用ESR技术检测活体或非活体生物样本的组织结构和生理活动，并进一步地获取神经介质活动、生物分子代谢、受体及化学成份信息，其包括：/n高压电源（101）、非侵入式放电单元（102）、射频无线电（RF）源（103）、射频共振器组件（104）、射频开关或耦合组件（105）、射频接收和数据采样组件（106）、静态均匀磁场组件（107）、可选的三维梯度磁场组件（108），其中所述射频共振器组件（104）容纳所述活体或非活体生物样本（110）且置于所述静态均匀磁场组件（107）和可选的三维梯度磁场组件（108）所产生的静态均匀磁场和可选的梯度磁场内，并通过所述射频开关或耦合组件（105）与所述RF源（103）连接，以设定的无线电频率产生共振；以及/n电子自旋共振波谱仪、三维成像仪和大脑-计算机接口（Electron Spin ResonanceSpectrometer & Imaging - Brain Computer Interface，ESRI-BCI）（109），其通过与所述高压电源（101）、RF源（103）、射频开关或耦合组件（105）、射频共振器组件（104）、静态均匀磁场组件（107）及可选的三维梯度磁场组件（108）进行可操作通信，接收且处理来自所述射频接收和数据采样组件（106）的数据以测量并可视化ESR共振数据，进一步地，还可以解析处理来自所述ESR共振数据的大脑神经活动信号使之成为计算机系统能够接受的数据流；/n所述外源性顺磁物质（exogenous paramagnetic species）包括自旋标记（spinlabel）、自旋探针（spin probe）、纳米顺磁探针（nanoparticulate paramagnetic spinprobe）、顺磁性造影剂（paramagnetic contrast agent）。/n