化学交换饱和转移磁共振成像（Chemical Exchange Saturation Transfer Magnetic Resonance Imaging,CEST-MRI）可以通过水信号的减少来间接实现对特定分子的灵敏检测,成为近年备受关注的一种分子影像技术。然而,活体成像中水信号的降低不光由CEST信号引起,还包含水的直接饱和（Direct water Saturation,DS）、半固体磁化转移对比（Magnetization Transfer Contrast,MTC）以及核奥氏效应（Nuclear Overhauser Enhancement,NOE）。因此,如何去除干扰信号,精确定量CEST-MRI面临着巨大的挑战。CEST-MRI采集中通常将饱和脉冲扫描一定频率范围,得到水信号或图像随饱和脉冲变化的谱线即Z谱来作为CEST的谱特征。本文从Z谱线型出发,结合不同提取方法对CEST-MRI定量进行探讨和研究。主要工作总结如下:1.针对洛伦兹线型作为参考谱拟合时不适合较大饱和脉冲强度(B1sat)和较大MT成份组织的情况,提出了逐点像素优化伪佛克脱线型（Voxel-wise Optimization Pseudo Voigt Profile,VOPVP）算法。VOPVP使用伪佛克脱线型,即高斯和洛伦兹线型的加权混合来拟合参考Z谱,并使用不同B1sat的5池布洛赫离线仿真来计算补偿系数并存储。仿真实验证明VOPVP比洛伦兹差（Lorentzian Difference,LD）更接近解析解金标准,有效改善了LD拟合时高估CEST和NOE效应的问题。进一步地,在小鼠脑肿瘤的活体成像实验中,在不同的B1sat测量条件下,VOPVP方法比LD、MTRasym等方法显示了肿瘤区域更高的对比噪声比。因此VOPVP有潜力成为一种鲁棒性强且更为精准的基于拟合参考谱的量化方法。2.针对缺血脑卒中损伤pH降低使酰胺质子的CEST峰更不明显的问题,提出了一种VOPVP和Z谱倒数结合的量化方法。该方法在工作总结1拟合参考谱的基础上,进一步适用Z谱倒数差代替直接Z谱差来提高信号对比:MTRRexVOP VP=1/Zexp-1/ZrefVOPVP。仿真使用不同交换率的酰胺质子（3.5 ppm）模拟正常和损伤组织的p H变化,结果表明比MTRasym和VOPVP等方法检测到更大的差异。大鼠脑缺血模型中,验证所提方法比传统方法在脑卒中的检测效果更灵敏,且在不同的B1sat和多时间点追踪中均显示了更高的对比噪声比。3.为了进一步实现对多CEST信号来源的定量提取,提出将5池洛伦兹拟合与Z谱倒数结合的定量分析方法。方法将脑组织参数的5池（包含水池、amide池（3.5 ppm）、amine（2.2 ppm）和NOE（-3.5 ppm））洛伦兹仿真作为拟合的初始值进行多池参数拟合,并用Z谱倒数差作为CEST定量谱。仿真实验表明新方法比饱和转移差和5池洛伦兹拟合等方法检测到更大的差异,并可以对不同池的线高和线宽进行估计。动物实验表明新方法在多种采集条件下可使损伤纹状体与对侧正常纹状体之间达到了较高的对比噪声比。综上,本论文基于Z谱线型的几种CEST量化方法,经仿真和小动物实验验证具有较高的鲁棒性、较高的准确度和灵敏度,有潜力用于预临床与临床研究中。