2-4超聲成像
此外,超聲分子影像學是近幾年超聲醫學在分子影像學方面的研究熱點。它是利用超聲微泡造影劑介導來發現疾病早期在細胞和分子水平的變化,有利于人們更早、更準確地診斷疾病。通過此種方式也可以在患病早期進行基因治療、藥物治療等,以期在根本上治愈疾病。
2-5CT成像
CT成像是利用組織的密度不同造成對X射線透過率的不同而對人體成像的臨床檢測技術。近來,由于具有更高的分辨率與靈敏度的微CT的出現,使這項傳統的技術也進入分子成像領域。主要是應用在腫瘤學,骨科方面的研究。
3. 成像元素
要使活體中特定的分子成像,熒光成像和核素成像、超聲成像除了要有上述高分辨率、敏感、快速的成像技術,還要滿足如下幾個基本條件:
(1)具有高親和力的分子探針。分子探針和經典的造影劑的原理類似,它的一端聯有能夠和生物體內特異靶點結合的分子結構(如肽類、酶的底物、配體等),另一端是報告分子(可以是報告基因,也可以是熒光染料,或者放射性標記物),分子探針產生的信號則由圖像采集系統收集、處理。
(2)分子探針能夠克服各種生理屏障,包括血管壁、細胞間隙、細胞膜、血腦屏障等,這是分子成像的一大難點。
(3)生物信號放大系統。由于分子探針在體內的濃度非常低,所以需要通過化學或生物的方法使信號放大。這可以通過提高靶點結構的濃度等方法實現。
值得一提的是,熒光成像技術由于背景噪音大,特異性差等因素外,熒光探針本身也需要進一步改進與提高,需要改進探針的通透性,提高活性和特異性,降低毒性和副作用等。目前這些改進都有專門的公司和機構在研究中。
4.分子成像技術/設備性能比較
不同類型的分子成像技術/設備有其各自的特點和應用領域,研究人員必須詳細了解這一點,才能選擇購買正確的設備。
4-1不同分子成像技術/設備的應用領域
*核素成像設備(PET和SPECT)和光學成像設備特別適合研究分子(molecular)、代謝(metabolism)和生理學(physiology)事件(功能成像);
*超聲成像設備和CT設備則適合于解剖學(anatomy)成像(結構成像);
*混合成像(PET/CT、SPECT/CT)則能夠結合功能成像和結構成像兩方面的優點。
4-2分子成像設備性能比較
成像設備 | 成像輻射光譜 | 空間分辨率 | 深度 | 時間分辨率 | 靈敏性 |
PET | 高能量γ射線 | 1-2mm | 無限制 | 10秒-分鐘 | 10-11-10-12mol/L |
SPECT | 低能量γ射線 | 1-2mm | 無限制 | 分鐘 | 10-10-10-11mol/L |
生物體之發光成像 | 可見光 | 3-5mm | 1-50px | 秒-分鐘 | 可能10-15-10-17mol/L |
熒光成像 | 可見光、近紅外光 | 2-3mm | 小于25px | 秒-分鐘 | 可能10-9-10-12mol/L |
MRI | radiowave | 25-100um | 無限制 | 分鐘-小時 | 10-3-10-5mol/L |
CT | x射線 | 50-200um | 無限制 | 分鐘 | 未測量 |
超聲 | 高頻率聲波 | 50-500um | mm-cm | 秒-分鐘 | 未測量 |
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