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大量研究表明,少量磁性纳米颗粒(Magnetic nanoparticles, MNPs)可以明显增强组织的磁共振信号,以传统加权成像的方式显示。基于定量化磁共振(Magnetic Resonance Imaging, MRI)技术,本研究量化了MNPs的在体分布,从宏观层次上揭示了MNPs的在体输运特性,进而提高了肿瘤磁性靶向治疗的有效性。T2-mapping成像是一种基于T2加权(T2-W)成像的定量化MRI,本文通过降低噪声和优化初始回波,回波数目,TR和回波间隔这一系列参数提高了T2-mapping成像的稳定性和临床可用性。另外,本文引入了T2-mapping成像修正方法,修正了灵活选择序列和参数带来的误差。T2-mapping成像的最大缺点是其缺乏对组织成分的特异性识别,然而,多组分T2分析可以弥补这一缺陷。多组分T2分析的一个重要应用是髓鞘化水成像,本研究提出并从多个角度比较了两种算法,验证了利用6个T2-W回波进行髓鞘化水成像的可行性。在保证图像质量的前提下,6个回波将扫描时间缩短了72%。通过比较大量T2-W和T2-mapping图像,本文发现T2-mapping成像在脑和关节软骨组织的早期诊断上表现出了优势。另外,本文比较了T2-W, T2-mapping和髓鞘化水成像,证明髓鞘化水成像更容易检测出脑组织多种水成分的改变。基于定量化MRI技术,本文研究了MNPs的在体输运规律。MNPs经由静脉注射进入体内后跟随血液循环被动靶向输运,通过动态分析不同时刻不同组织的T2-mapping图像,本文发现了MNPs在肝组织的代谢最快,15mins可令肝组织T2降低22.6%,施加外部磁铁(梯度磁场)无法在一定时间内通过对MNPs的定向吸引令其对特定组织(MNPs不代谢或者代谢慢的组织)产生明显的主动靶向性。