学文网分子影像学篇1
1.1量子点量子点（quantumdots，QD）具有独特的光学特性，具有可调的荧光发射波长，荧光发射范围可覆盖波长300~2400nm的波段，而且可以实现一元激发，多元发射，光化学稳定性好，荧光寿命较长，此外QD具有尺寸较小，体内循环时间长，对肿瘤具有很好的被动靶向效果等优越性质，使得QD作为荧光纳米探针最先被用于活体荧光成像的研究中[5]。但是QD纳米颗粒的荧光显像目前还仅限于小动物研究阶段，要用于人体内分子成像研究还需要解决一些技术问题，如荧光信号穿透性差，QD运输效率较低，因此需要开发颗粒更小、多模态的荧光QD，以利于其临床转化。
1.2超顺磁性氧化铁纳米颗粒超顺磁性氧化铁纳米颗粒（superparamagneticironoxidenanoparticles，SPIONs）是应用较广的磁性MRI探针，也是MRI分子影像学发展的新方向。SPIONs在生物体内主要分布于网状内皮细胞丰富的组织和器官，如肝、脾、淋巴结和骨髓等，有助于提高以上部位肿瘤与正常组织的MRI成像对比度，同时由于其高效、安全等特点，具有较强的临床转化潜力，可用于各种肿瘤及其他疾病的检测。但由于SPIONs本身没有特异性，因此有必要在SPIONs表面修饰靶向小分子、多肽或抗体等，从而达到靶向分子显影的目的。
1.3纳米金颗粒纳米金颗粒（goldnanoparticles，AuNPs）具有形态及尺寸可控、表面化学性质温和以及生物相容性好等特点，加上其独特的等离子表面吸收和光散射等物理特性在分子成像方面引起广泛关注。与传统的CT对比剂比较，AuNPs具有以下优点：①较高的原子序数、电子密度以及X线吸收系数，理论上能够提供更加优越的CT对比性能；②无细胞毒性；③表面容易被靶向蛋白、特异性生物标志物等修饰，从而设计一系列能够被不同成像设备显像的分子探针；④正常人或动物体内几乎不含金元素，且金元素容易通过电感耦合等离子体质谱这一常用的元素分析法进行定量和表征，从而更好地与影像学结果进行验证。这些特点使AuNPs日益成为最具潜能的CT分子成像对比剂[6]。
2多模态分子影像的意义
分子影像技术包括放射性核素显像，如正电子发射断层扫描（positronemissiontomography，PET）和单光子发射计算机断层扫描（singlephotonemissioncomputedtomography，SPECT）、MRI、磁共振频谱成像（magneticresonanceimaging，MRS）、光学成像（opticalimaging，OI）和超声等。每种显像方法都有各自的优点和缺陷，如PET和SPECT具有高敏感性和可定量分析的优点，但空间分辨率较差；MRI的空间分辨率高，尤其是软组织分辨率好，但敏感性相对减低；OI可以敏感、实时观察活体内的细胞和分子功能，但其采用的近红外光组织穿透性较差，适用于小动物或浅表器官的显像，难以向临床转化[7]。多模态显像是通过对多种成像技术的联合应用实现优势互补，同时提供高特异性的功能成像信息和高灵敏度、高对比度的解剖成像信息，能够为早期诊断肿瘤提供更加精确、全面的信息。多模态显像是目前分子影像学的研究热点，其中PET/CT和SPECT/CT已经广泛用于临床，PET/MRI也已经面世。多模态分子影像成像的发展对分子探针的设计制备提出了更高的要求，需要构建多靶点、多功能分子探针，以实现多个靶点的同时识别及多种成像技术的联合应用，从而提高肿瘤影像诊断的准确度和灵敏度[8]。多模态分子探针的基本要求包括：①与靶分子具有高度的特异性与亲和力；②具有良好的通透性，能够穿过生物屏障，如血管、细胞膜等，高效、高浓度到达靶细胞；③具有良好的生物相容性，不会引起机体明显的免***反应，在活体内保持相对稳定，在血液循环中有适当的清除期；④能与多种影像信号分子耦联，并在一定程度上将需要探测的信号进行放大便于成像。
3放射性核素标记纳米探针在多模态显像中的应用
用于多模态肿瘤显像的放射性核素标记纳米探针由3个主要部分组成：纳米颗粒核心，放射性核素及生物靶向分子。其中放射性核素可以直接标记在纳米颗粒的表面，也可以通过链接物间接标记在纳米颗粒上。链接物可以是一个羟链、一段多肽或一个聚乙二醇单位。纳米颗粒还可以通过螯合剂，如1,4,7-三氮环壬烷-1,4,7-三乙酸（1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triaceticacid，NOTA)、1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四羧酸（1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraaceticacid，DOTA）、二乙撑三胺五乙酸（diethylenetriaminepentaaceticacid，DTPA）等与64Cu、89Zr、111In等放射性核素进行标记[9-10]。纳米颗粒由于其独特的优势已广泛用于肿瘤的分子影像学研究，随着各种融合影像设备的发展，多模态纳米探针近年来也得到突飞猛进的发展。
3.1PET/近红外荧光显像（near-infraredfluorescence，NIRF）与SPECT/NIRF双模态显像NIRF可以在活体内实时、无创地监测疾病的分子变化水平[11]。NIRF的优点包括空间分辨率高、敏感性高、对活体生物没有电离辐射。但是由于NIRF采用的近红外光组织穿透性差，难以用于临床，PET和SPECT可以提供组织穿透性强和可定量分析的***像，因此将PET或SPECT与NIRF显像融合可以弥补各自的缺陷。Cai等[12]将能够靶向结合肿瘤细胞及新生血管表皮整合素αVβ3的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（arginine-glycine-asparticacid，RGD）多肽与螯合剂DOTA连接在QD表面，并用正电子核素64Cu标记DOTA-QD-RGD，然后用PET/NIRF显像对荷人胶质瘤U87MG裸鼠进行显像和定量分析。结果显示，在注射显像剂后1~25h，U87MG肿瘤对64Cu-DOTA-QD-RGD都有良好的摄取，PET和NIRF显像的定量研究也显示出良好的线性相关。在随后的另一项研究中，Chen等[13]用靶向肿瘤新生血管的血管内皮生长因子（vascularendothelialgrowthfactor，VEGF）取代RGD肽，构建了另一种双模态纳米探针64Cu-DOTA-QD-VEGF，PET和NIRF显像都显示出U87MG肿瘤对64Cu-DOTA-QD-VEGF的摄取明显高于对64Cu-DOTA-QD的摄取。在另一项研究中，Zhang等[14]用聚乙二醇包裹的交联聚合物胶团（corecross-linkedpolymericmicelles，CCPM）与111In标记的膜联蛋白A5（annexinA5）结合，合成SPECT/NIRFIRF双模态纳米显像剂111In-DTPA-A5-CCPM。活体显像显示在化疗诱导凋亡的荷瘤动物组中，肿瘤对显像剂的摄取明显高于未经***的对照组。此外肿瘤对111In-DTPA-A5-CCPM的摄取也显著高于111In-DTPA-CCPM。放射自显影和免***组化证实了111In-DTPA-A5-CCPM的摄取与肿瘤切片中半胱天冬酶-3（caspase-3）分布的位置一致。Liang等[15]用链霉亲和素纳米颗粒为载体合成SPECT/NIRF双模态探针，这个新型纳米探针由3个生物素化的部分组成，包括靶向肿瘤细胞的抗人表皮生长因子受体-2（humanepithelialgrowthfactorreceptor2，HER2）的抗体赫赛汀（Herceptin），用于111In放射性标记的螯合剂DOTA以及用于NIRF显像的荧光基团Cy5.5，通过链霉亲和素载体将这3部分组装在一起。SPECT和NIRF显像结果均显示111In-DOTA/Cy5.5/Herceptin纳米颗粒具有良好的生物体内分布，肿瘤/正常组织比值很高，在注射后40h，肿瘤的放射性摄取达到21ID%/g，明显高于肝脏、心脏、肾脏、脾脏和肌肉等正常组织。因此推测链霉亲和素作为构建肿瘤多模态显像探针的载体具有巨大的潜力。
3.2PET/MRI与SPECT/MRI双模态显像MRI的时间分辨率和空间分辨率很高，尤其是软组织分辨率高，因此在神经、骨骼、肌肉以及其他系统肿瘤的诊断方面具有优势，然而MRI的敏感性比放射性核素显像的敏感性低，因此近年来，PET或SPECT与MRI融合显像也得到越来越多的关注。有研究者将RGD肽和DOTA螯合剂联接在氧化铁（ironoxide，IO）纳米颗粒上，然后用64Cu进行标记，将新合成的纳米探针64Cu-DOTA-IO-c（RGDyK）用于荷U87MG裸鼠的PET/MRI显像，结果发现在尾静脉注射显像剂后1~21h，肿瘤对64Cu-DOTA-IO-c（RGDyK）的摄取都明显高于未联接RGD肽的64Cu-DOTA-IO；将RGD肽与64Cu-DOTA-IO-c（RGDyK）同时注射于动物体内，发现肿瘤的放射性摄取显著减低，提示64Cu-DOTA-IO-c（RGDyK）是特异性结合于肿瘤细胞的。同时T2WI显示，在注射显像剂后4h，肿瘤部位的信号明显减低，肿瘤的病理切片也显示MRI上的低信号部位有铁染色，进一步证实了MRI与PET显像结果的一致性[16]。在另一项研究中，Kim等[17]用一种肿瘤靶向分子齐墩果酸（oleanolicacid，OA）与螯合剂NOTA、氧化铁纳米颗粒（IONP）联接，并用68Ga进行标记，制成PET/MRI双模态分子探针68Ga-NOTA-OA-IONA。体外实验显示结肠癌HT29细胞能特异性摄取68Ga-NOTA-OA-IONA，同时68Ga-NOTA-OA-IONA对HT29还有一定的抑制作用。随后对荷结肠癌HT29裸鼠模型进行活体内PET和MRI显像，结果进一步证实肿瘤部位能够摄取显像剂68Ga-NOTA-OA-IONA，并且PET与MRI显像结果一致。Misri等[18]将111In标记的抗间皮素抗体（111In-mAbMB）与SPIONs结合起来，形成SPECT/MRI的双模态纳米探针。生物分布实验结果提示，内皮素阳性的A431K5肿瘤能够特异性摄取111In-mAbMB-SPIONs；MRI显像与生物分布实验结果一致，注射显像剂后肿瘤部位的信号发生了明显变化。4.3PET/MRI/NIRF与SPECT/MRI/NIRF多模态显像Xie等[19]用多巴胺修饰氧化铁纳米颗粒表面，并与人血清白蛋白相联接，然后分别用放射性核素64Cu和荧光染料Cy5.5进行标记，从而形成一种新型PET/MRI/NIFR多模态分子探针，并且用荷U87MG瘤裸鼠模型进行PET/MRI/NIFR多模态显像。NIRF显像结果显示，在注射显像剂后1h就可以清楚看到肿瘤显影，并且肿瘤的荧光强度随时间延长而增高。1h的肿瘤/肌肉比值为1.98±0.20，4h升至2.52±0.27，18h继续升高至3.08±0.28。PET显像也显示在注射后不同时间点肿瘤的摄取逐步上升；与NIRF相比，根据PET***像定量分析计算的肿瘤/肌肉比值更高，这主要是因为PET***像上的本底更低。MRI***像显示在注射显像剂后18h，肿瘤部位的信号明显下降，而且MRI显示肿瘤部位的显像剂分布不均匀。此外，在肝脏中也发现大量的显像剂聚集。Hwang等[20]报道了用钴-铁素体纳米颗粒联接AS1411适配子制备多模态纳米探针MFR-AS1411，其中AS1411能靶向定位于肿瘤细胞膜表面高度表达的核仁蛋白，用红色荧光染料罗丹明包裹该纳米颗粒，并通过螯合剂与放射性核素67Ga标记。该纳米颗粒在核仁蛋白表达阳性的C6细胞中表现出特异性的荧光信号，随着MFR-AS1411纳米颗粒浓度的增加，细胞中罗丹明荧光强度及67Ga放射性活度都随之增高。活体SPECT显像提示注射显像剂后，肿瘤部位出现特异性的摄取。活体MRI显像及离体光学显像的结果与SPECT显像结果匹配良好，在注射纳米探针前后分别对荷瘤鼠进行MRI扫描，显示肿瘤部位的信号显著增高。
4展望
以放射性核素标记纳米颗粒为基础的多模态分子新探针和多模态影像技术的开发不断提高了对肿瘤发生、发展机制研究的水平，推动了肿瘤诊断和***的发展，具有广阔的临床应用前景。但是目前多模态纳米分子探针还存在以下一些问题亟待解决：①纳米颗粒在肝脏、脾脏等网状内皮系统（reticuloendothelialsystem，RES）中的摄取是影响活体显像效果的主要因素，纳米颗粒的理化特征如尺寸、极性、弹性及表面电荷都会影响其在活体内的生物分布和清除。直径<6nm的球形纳米颗粒容易通过肾脏系统排出，直径4~8nm的纳米颗粒会很快被RES摄取，并通过肝胆系统排泄[21]。因此，相对较小的纳米颗粒在RES中的摄取更低，可以获得更高质量的***像。②放射性核素，特别是一些金属离子，可能会与纳米颗粒表面修饰的螯合剂或者聚合物脱离，从而导致正常器官对游离放射性核素的摄取，降低肿瘤的特异性摄取。因此在设计放射性标记多模态纳米探针时，需要考虑其在活体内的稳定性[22-23]。③为了提高分子探针在肿瘤组织中的特异性结合能力，需要谨慎地选择靶向肿瘤的成分，如多肽、抗体等。④在设计放射性核素标记多模态分子探针时，还需要认真考虑纳米探针的生物安全性，在纳米探针用于人体临床研究之前，需要深入研究其潜在毒性，一些无机的含有重金属如钆、镉的纳米颗粒已经被证实有一定的毒性，另外，一些以碳为基础的纳米颗粒也显示出一定的生物毒性[24,25]。总体而言，具有生物相容性的有机纳米材料比重金属、无机的纳米材料更适合用于人体研究。综上所述，过去十几年纳米技术和分子影像学的高速发展，为放射性核素标记多模态纳米探针的研发带来了巨大的机遇和挑战。尽管目前多模态纳米探针的设计还存在一些问题，可能还需要较长的时间才能用于临床实践，相信随着科学技术的不断进步，这些问题最终将得到解决，多模态分子影像将会为肿瘤的早期诊断和***提供巨大帮助。
分子影像学篇2
关键词 分子影像学 教学体系 复合型人才
中***分类号：G424 文献标识码：A
On Molecular Imaging Teaching System Construction
CHEN Duofang
（School of Life Science and Technology， Xidian University， Xi'an， Shaanxi 710071）
Abstract Molecular imaging is an emerging interdisciplinary， has become one of the most important techniques of modern life sciences， medical imaging represents the direction of future development. In this paper， molecular imaging features， combined with research in Life Science and Technology in the field of molecular imaging as well as the basis for cooperation with our university hospital， a study in teaching content， teaching models and evaluation methods， the life science and information science and clinical cross， build molecular imaging teaching system， laying the foundation for training medical complex polytechnic molecular imaging professionals.
Key words molecular imaging; teaching system; complex talent
0 引言
分子影像学（molecular imaging）是运用影像技术显示组织、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在进行定性和定量研究的科学。①分子影像学是将分子生物学技术和现代医学影像学相结合的产物，最早由美国哈佛大学Weissleder等学者于1999年提出，经过10余年的飞速发展，取得一系列成就，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，受到世界各国的高度重视。①②随着分子影像学技术研究工作在我国的迅速开展，具有分子影像技术背景的人才更显缺乏。医药企业、医疗设备企业、生命科学研究机构等单位对分子影像专业人才需求日趋增加，尚没有专门学科进行分子影像学人才培养。我校生命科学技术学院依托生物医学工程与生物技术专业，定位为研究型学院，分子影像为主要研究方向之一。经过几年的发展，学院在分子影像研究领域取得一定进展。学院教工由来自不同专业背景，包括生物、信息、计算机和医学等学科的人员构成，但由于当前研究成员各自的专业背景单一，成员之间尚未有机融合和深度交叉，很大程度上限制了在分子影像领域取得重大突破。而目前国内，分子影像学教材较少，分子影像学课程主要面向研究生开设，极少高校面向本科生开设分子影像学课程。③④⑤本文探讨如何借助我校信息学科与计算机学科的优势，结合我校在分子影像学的研究成果以及与医院的合作基础，将生命科学与信息学科和临床医学交叉，开展针对本科生的分子影像学教学工作，建立分子影像学教学体系，为培养理工医复合型分子影像学人才奠定基础。
1 分子影像学教学体系构建
分子影像学起源于现代医学影像学，在现代医学影像学基础上融入分子生物学，其教学体系不同于传统的工学学科和生物学学科体系。我们将从分子影像学教学内容，分子影像学教学模式和分子影像学考评方式进行分子影像学教学体系构建，目的在于建立包括基础理论―验证实验―应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的综合型分子影像学教学体系，为培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才打下坚实基础。
1.1 分子影像学教学内容
分子影像学属于前沿科学，知识更新日新月异，相关资料主要来自世界各国研究小组的公开文献，缺乏全面、系统的参考教材;而且分子影像学属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科，需要掌握各种影像原理与理论，熟悉核酸、蛋白质等大分子的形态、结构与操作，并应用影像技术进行分子生物学相关研究，课程内容繁杂，信息量庞大。分子影像学是分子生物学与先进医学影像技术结合的产物，属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科。分子影像学内容覆盖面广、跨度大，教学内容包括：分子生物学中核酸等大分子的功能、形态结构特征并在分子水平上阐明细胞活动的规律;超声成像、CT成像、MRI成像、核素成像等临床中成熟的医学影像技术，以及光学分子断层成像、光声断层成像等新兴的医学影像技术;分子影像技术在肿瘤、神经系统、心脑血管研究以及新药研发等领域的应用。学生不仅需要掌握基本理论知识，了解最新研究进展，更要学会利用影像技术进行基础研究以及临床应用。考虑到分子影像学信息量大，教学内容以生命学院优势研究方向即光学分子影像及其在肿瘤细胞学中的应用为主线，其余内容为辅助展开。教学过程中，力争做到重点突出、内容全面和有的放矢。
1.2 分子影像学教学模式
分子影像学涉及多个学科，涵盖现代影像成像理论，分子生物学与细胞生物学以及分子影像技术在基础和临床实验研究中的应用。为了系统地学习掌握分子影像学知识，成为合格的分子影像专业人才，学生不仅需要了解分子生物学相关知识，而且需要知道靶向分子在临床中的应用前景;不仅需要了解分子结构修饰、分子标记等专业知识，而且也需要知道生物信息、医学影像等相关知识。传统的单一学科的教学模式难以满足上述需求，需要探讨新的有效的教学模式。对于多学科交叉产生的分子影像学，采用传统的单一学科教学模式难以满足要求。我院分子影像学教师来自不同专业背景，采用不同的教学模式进行协同合作教学。借助我校生命科学技术学院在分子影像学领域的研究成果以及与医院的合作基础，可以将生命科学与信息学科和临床医学进行深度交叉，开展目标明确和特色鲜明的分子影像学教学工作。对于分子生物学部分，由生命学院生物技术专业教师任教，主要采取课堂讲授以及实验演示教学方式，指导学生掌握生物基本操作技能，包括：核酸凝胶电泳、PCR、DNA测序、RNA提取与纯化、基因敲除、基因克隆等技术。对于医学影像部分，由生命学院信息专业教师任教，主要采取课堂讲授、理论推导和计算机模拟仿真等教学手段，使学生掌握医学影像的基本物理原理以及数学理论。对于应用部分，由外聘的第四***医大学第一附属医院教师承担，引导学生使用分子影像技术进行肿瘤早期诊断、心脑血管疾病诊断以及新药研发等应用研究。上述教职人员由生命科学技术学院自然基金委重大项目参与人员构成，经过前期合作研究，已进行一定程度的多学科交叉，可进行协同教学工作。
1.3 分子影像学考评方式
传统教学考评中，多注重考核学生掌握知识的多少，而不是学习知识能力的大小;注重考核学生技能掌握的多少，而不是学习技能能力的高低。这种考核体系只能反映一定时间内的学习结果，不能反映学生学习新知识、新技能的本领，难以适应分子影像快速发展的需要，这不仅使教师的教学方法陷于陈旧古板，而且使一些再学习能力、发展潜力大、动手能力强的学生长期得不到有效锻炼和培养。因此，如何将传统的考核知识与技能与考核学生掌握新知识、新技能的本领相结合，是我们需要关注的问题。分子影像学涵盖学科领域广，知识更新速度快，学生学习任务重，我们需要站在发展的角度，从学校培养学生的近期和远期效果建立合理的考评方式。对于学生学习考核，我们采用知识与能力兼顾的评价标准。该评价标准主要包括四大模块：基本理论知识、实验操作技能、进展跟踪和科研创新能力。对于基本理论知识考核，采用试卷笔答形式;对于实验操作技能，考核学生对刻度吸量管、分光光度计、离心机、电泳仪等常规仪器的操作，此外还考核学生对microCT、光学分子断层成像等学院研制的医疗影像设备的操作，以实验报告形式答题;对于进展跟踪考核，则要求学生根据教师给定的主题词，进行文献查阅及总结，以文献综述形式答题;对于科研创新，则根据教师课题或学生自主选题进行相关科研活动，以小论文或专利形式答题。总之，将采用形式多样的考评方式，对学生的综合能力进行测评。
2 总结
分子影像学是一门新兴的交叉学科，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，代表了未来医学影像发展的方向。我校生命科学技术学院为国内最早进行分子影像学研究的单位之一，学院教师来自不同的专业背景，包括信息、生物和数学等专业，在多学科交叉方面已经积累了一定的经验。基于学院在分子影像领域的研究基础，结合我校信息学科优势，融合生命科学相关专业，本文提出建立包括基础理论――验证实验――应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的创新型分子影像学教学体系。通过建立该体系，我们将使不同学科背景教师协同工作，讲授成熟的基础成像理论、分子生物学基础知识;实时跟踪分子影像学研究动向，向学生传递最新进展;指导学生进行验证实验，引导学生得出结论，从实验中引申理论知识;此外，基于理论知识以及实验操作训练，锻炼学生使用分子影像设备进行生命科学领域相关研究的科研能力。通过分子影像学综合体系的构建与实施，最终培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才。
基金项目名称：1. 西安电子科技大学新实验开发项目（项目编号：SY1359）
2. 西安电子科技大学本科教育质量提升计划教改项目
注释
① 申宝忠.分子影像学（第二版）[M].人民卫生出版社，2010.
② 申宝忠，王维.分子影像学2011年度进展报告[J].中国继续医学教育，2011（8）：132-157.
③ 朱宏，董鹏，李耀武.分子影像学教学中的哲学思考[J].中国科教创新导刊，2010（2）：82-84.
④ 姜寒玉，司怀***，魏小红，王丽，文义凯.分子生物学教学方法初探[J].教育教学论坛，2012（31）：96-97.
分子影像学篇3
【关键词】 脑萎缩；MR功能成像；分子影像学；ALzheimer病
文章编号：1004-7484（2013）-12-7778-02
目前我国的人口在逐渐老龄化，所以老年痴呆的患者也呈上升趋势。老年痴呆中出现最多的为阿尔茨海默病（AD），临床上因老年痴呆病情的复杂性而无法检查其特异性，且诊断的准确性不高[1]。阿尔茨海默病（Alzheimer disease，AD）是老年性痴呆中最常见的一种进展性脑变性疾病，随着医学诊断学的技术不断提高，尤其是影像学的发展，为痴呆的正确分型提供了一种有效的诊断方法。本文分析了MR功能成像及分子影像学对ALzheimer病的临床诊断价值。以下是我的报道：
1 资料与方法
1.1 基本资料 研究对象为我院收治的160例Alzheimer病患者，选择时间段为2007年5月至2013年6月。其中男性患者64例，女性患者96例，患者的年龄为50-82岁，平均年龄为65.3±2.3。160例Alzheimer病患者为实验组，对照组为160例临床排除老年痴呆诊断的病例，其中男性患者80例，女性患者80例，患者的年龄为51-83岁，平均年龄为64.4±3.2。所有患者进行MR检查。比较两组患者的性别和年龄等资料，差异显著，具有统计学意义（P>0.05），具有一定的可比性。
1.2 方法 所有患者进行颅脑MR扫描，使用的是Philips1.5T磁共振机[2]。扫描的部位为垂直于海马的斜***位T1FLAIR、T2WI及DWI，矢状位T1WI、***位T2WI、横断面T1WI和T2WI。对两组患者的扫面***像及结果进行分析和比较。MR成像的结果有4名经验丰富的放射科医生进行共同评价，最后统一意见做出诊断。
1.3 统计学方法 对所有的数据都采用SPSS15.0软件进行统计和分析。计量资料采用X2检验。差异显著，具有统计学意义（P
2 结 果
实验组患者160例（100.0%）均有不同程度或多处的脑萎缩出现，而对照组患者有118例（73.8%）出现脑萎缩。两组患者的海马结构、海马旁结构及胼胝体的萎缩情况相比，实验组明显高于对照组，P
3 讨 论
老年痴呆疾病为一种脑退行性疾病，60%-70%为阿尔茨海默病（AD）[3]，其主要特征为进行性痴呆。分子影像学指的是活体状态在细胞和分子水平应用影像学方法对生物过程进行定性和定量研究。分子影像学的成像技术主要有3种：核医学、磁共振（MR）、光学成像。MR分子影像学的优势在于它的高分辨率，同时可获得解剖及生理信息分子水平的MR成像是建立在上述传统成像技术基础上，以特殊分子作为成像依据，其根本宗旨是将非特异性物理成像转为特异性分子成像，因而其评价疾病的指标更完善，更具特异性。MR分子影像学成像，可在活体完整的微循环下研究病理机制，在基因***后表型改变前，评价基因***的早期效能，并可提供三维信息，较传统的组织学检查更立体、快速[4]。
ALzheimer病的影像学诊断依据是海马结构、海马旁结构及胼胝体的萎缩。通过MR检查对海马面积和海马内侧面积进行测定，发现海马结构明显萎缩，能够显示相关性的记忆损害，进行定量MRI测定还能区分是否为ALzheimer病，海马体积的测量可以发现海马萎缩的存在，诊断出ALzheimer病。通过海马旁体积的测量，可以发现海马旁体积和颞叶内侧体积明显缩小，从而提高ALzheimer病的诊断率。胼胝体的局部萎缩与Alzheimer病的认知功能损害密切相关，以嘴部和压部最为明显，血管性痴呆则以膝部的萎缩较为明显。
参考文献
[1] 陈浙丽，兰光华，关铁峰.预测阿尔茨海默病进展因素的2年随访研究[J].中国社区医师（医学专业），2011，05：56-57.
[2] 王晶.我国阿尔茨海默病的流行现状及预防措施[J].亚太传统医药，2011，02：157-158.
[3] 韩旭，梁宇，周刚.海马与阿尔茨海默病[J].中国医疗前沿，2011，06：21-22.
分子影像学篇4
关键词：分子生物学；分子影像学；医师；学习
中***分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0186-02
分子生物学的诞生拓展了人们对于疾病的认识，分子生物学的研究内容涉及到生命的本质，它的出现对生命科学有着巨大的冲击，尤其是对医学有着重要的影响[1，2]。现代医学条件下，从分子水平认识疾病并寻找对策已成为医学发展的重要途径之一。分子生物学的方法和技术被广泛的应用于影像医学的基础和临床研究中，与之交叉产生的新兴学科――分子影像学，已然成为影像医学的前沿与热点[3，4]，学习和利用分子生物学的知识对于广大医生，特别是影像科医生来说有重要的意义，有助于我们了解行业研究的前沿和热点，提高科学研究和临床诊疗水平。然而广大医生，特别是影像科医师在实际工作中常常面临知识缺乏或老化的问题，原来掌握的理论和技能在疾病诊断、发病机制的研究、疗效的跟踪和评估等方面越来越受到制约。因此，随着分子影像学的出现和医学分子生物学的交叉与发展，今后的影像临床和科研中要求影像医师能够掌握与其工作相关的理论知识和技能，从而有效地为临床工作及科学研究服务。
一、分子生物学在影像医学发展中的意义
近20年来，分子生物学在理论和应用上都取得了重要进展，其理论与技术已渗透到生命科学的诸多领域，而影像医学与其结合产生的新型学科――分子影像学更是走在影像医学发展的最前沿。分子影像学的出现和发展将从根本上改变未来的医学模式，引领整个医学影像学发展的方向[5]。与传统的影像诊断学不同，分子影像学借助于分子探针应用医学影像成像设备非侵入性地对活体的生理病理过程进行观察，其优点是在器官或组织结构的形态变化之前，从分子水平进行定量或定性的可视化观察[6]。例如通过标记肿瘤产生过程的关键分子然后进行影像学检查，既可以显示出肿瘤发生发展过程中的解剖改变，也可以追踪观察疾病发生、发展过程中的病理生理变化，有助于疾病的早期明确诊断和发生机制等的研究。在药物开发和作用机制研究中，通过标记药物本身或者其作用靶点可以直接显示药物在体内的变化或靶点的改变，从而为药物的筛选和作用机制的研究提供直观的实验依据。分子影像学技术不仅为生命科学相关的基础研究提供了重要方法，而且也在临床研究和转化医学等领域中发挥重要的作用[7]。在未来的个体化医学模式中，分子成像技术可能会同时融合疾病的分子诊断和***跟踪系统，在早期诊断疾病的同时进行***并跟踪其***后的变化，从而实现疾病诊疗的一体化。
二、影像医师学习分子生物学知识的必要性
分子影像学是分子生物学和医学影像技术相结合的产物，分子影像学利用现有的一些医学影像技术，如核医学、核磁共振和光学成像方法等，通过特异性的分子探针的设计和应用，能够对人体内部的生理或病理过程中在分子水平上发生的变化进行在体成像，安全无创，可重复行强，在疾病的诊断、***以及疗效评价、发病机制等的方面发挥着不可估量的作用。分子影像学是一门新的交叉学科，作为影像医师要想掌握并应用好，除了原有的影像学知识外，还要学习和掌握分子探针的制备原理和技术、信号通道及相关机制、肿瘤靶点的筛选和定位等相关知识和技术，而这些都属于分子生物学的范畴。分子影像学使影像检查从原来单纯观察解剖结构转向功能性分析，从主观诊断转向客观的定量分析，因此影像医生必然要整合分子生物学、细胞生物学或合成化学等方面的知识，在研发分子探针、筛选基因靶点等方面不断努力，借助于先进的影像学成像手段早期、直观的显示疾病的发生发展、***效果及转归等，实现分子影像学的长远发展。而且随着相关技术的兴起，分子影像学越来越注重对个体化表型差异的分析，这也为实现个性化医疗，即精准医疗，提供了重要的条件。未来，分子影像学将推进个体化***的发展进程，例如许多肿瘤的诊断靶点，也可作为***靶点，通过筛选关键靶点，定制对应的特异性分子探针，应用分子影像的个体化分析为病人“量身定做”最佳***方案，并能予以跟踪、评价，从而实现诊断***的一体化。总之，掌握分子生物学知识对提高影像科医师综合诊疗水平具有极大的指导意义。目前我国普通高等医学院校都已开设了分子生物学课程及其相关的实验教学，也有相应的规划教材和实验教材，因此毕业于医学院的影像医师大多具备了一定的医学分子生物学知识基础，但分子生物学的理论和技术不断地更新，这就迫使影像医师仍需要不断地学习，以便了解分子生物学的最新进展。而对于没有学校学习基础的高年资医师而言，分子生物学是个崭新的领域，需在重新学习[8]。
三、影像医师加强分子生物学知识学习的途径
影像医师应认识到加强分子生物学知识学习的重要性，并积极主动地加强分子生物学知识的学习。除了医院、学科或科室有组织的进行学习外，更重要的方法还是自主学习，通过有效地继续教育获取必要的理论及技能。在继续教育的过程中，影像医师应根据自身的需要选择学习的深度和广度。如实际工作中需要对疾病的发病机制、药物作用机制、疗效评估等研究较多，还必须全面地学习医学分子生物学的最新理论和相关技术，才能更好服务于实际工作中。影像医师获取分子生物学知识的途径有很多：
1.全面系统的学习基础知识。影像医师应根据自身的基础选择相应的教科书或参考资料，可以优先选择国家规划教材，以便由浅入深的掌握分子生物学的理论，明晰各种常用名词、术语，了解分子生物学涉及的研究领域。近年来大学的网络公开课程建设日趋完善，还可以通过慕课等进行***的视听学习[9]，有助于知识的理解与掌握。在有一定基础的前提下，再通过专业杂志和文献，了解最新的进展和研究动态。
2.明确方向，学习相关的专业技术。分子影像学的研究涉及到多个学科的知识，因此在学习中，影像医师应明确自身的研究方向，有针对性的学习。应用互联网学习操作简单、便捷，易于被广大医生接受，而且其内容全面、检索便捷等优势也已在医学继续教育中发挥着不可替代的重要作用。可以通过维普、知网、同方等专业网站，有针对性的筛选文献和资源进行学习。另外和可以进入到分子生物学的网站、论坛等进行浏览、搜索等，既能紧跟前沿动态，还可以与他人互动交流、进行讨论。
3.注重学术交流与合作研究。参加专题学术讲座或会议，尤其是部级或国际性学术交流活动是十分必要的。通过学术交流，可以较快的了解分子生物学在影像医学中的应用和最新动态，而且在交流过程中，可以与同行及专家进行直接的沟通，交流并获得必要的指导和帮助[10]。在科学技术飞速发展的今天，单单依靠影像科医师无法发展分子影像学，唯有与分子生物学等交叉学科的专家精诚合作，才能更好的推动分子影像学的发展和临床应用。哈佛大学分子影像中心Weissleder教授曾指出影像医师应该切实肩负起开展分子影像研究工作的任务，要与基础学科相互沟通，发挥各自的优势，协同合作。因此加强合作与交流能够更好地解决分子影像学发展中所涉及的问题，有效的促进影像医师分子生物学的学习和研究。
总之，分子生物学是目前公认的最具活力的医学带头学科。分子影像学的出现是分子生物学的理论和技术推动影像医学发展的直接表现。作为新时代的影像医师，必须重视分子影像学的研究，学习和应用好与之相关的分子生物学等基础知识和技术，才能适应现代医学发展的需要，更好的服务于科研与临床医疗工作。
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分子影像学篇5
关键词：西医影像学；未来医学；重要作用
【中***分类号】R49【文献标识码】B【文章编号】1674-7526（2012）06-0370-01
随着1895年伦琴发现率了X射线，影像学经历了超过100年的发展，形成强大的医疗诊断成像系统，这包括传统的X射线、计算机断层扫描（CT），磁共振成像（MRI），超声，核素扫描等。诊断成像逐渐通过组织和器官的解剖成像，分子和代谢显像发展。过去，西医影像学主要靠物理学、计算机学等手段，以细胞组织病理学为基础，而近年来，逐渐向分子影像学发展[1]。在未来的西医影像学的发展中，分子影像学将成为以后一段时间的发展趋势，更多的医务研究工作者对此研究，更多的应用于临床，对现代、未来的医学发展都将产生重要的作用。
1核磁共振成像的重要作用
核磁共振成像技术中，了解质子弛豫时间包括T1和T2，以及T1和T2各自所代表的临床意义。通过对比实际所测得的T1值和正常组织器官的T1值，就能判断出此组织器官是否出在病理条件下，通常情况下，处在病理条件下，T1值会延长，为鉴别同一组织器官的疾病，也可根据T1的延长时间判断，如肝肿瘤常在280～450ms，肝硬变常在180～300ms。核磁共振成像技术还可用于化疗、放疗等[2]。在不同的情况下，采用不同的成像原理，形成的成像效果也不一样。
2计算机断层扫描的重要作用
现代计算机扫描技术逐渐向高空间分辨率发展，全身断层扫描时间将进一步缩短，其对中枢神经系统疾病的诊断价值高，应用较为广泛，对颅内肿瘤、脑梗塞、脑出血等诊断效果较为可靠，也开始应用于心脏的超高速扫描。螺旋CT扫描，还能获得比较精细清晰的血管重建***像[3]。扫描更加能够清晰地看出其存在的现象以及病理等，能够更加准确的发现其中的病灶等等。
3超声的重要作用
超声的未来技术发展主要向自体内回声脉冲和换能器两方面改进，在改进中，希望可以得到较为清楚的***像，超声仍可用于鉴别病变组织的物理特性，可用于妇产科、泌尿、心血管等系统的诊断，近些年，随着多普勒系统的不断开发发展，对疾病的诊断准确率也是不断提高，未来将更好地在医学发展中发挥更大作用，造福人类[4]。从另外一个层面上认为，超声是新型技术，对于未来医学在病理***都非常有作用。
4分子影像学的重要作用
近年来分子影像学快速发展，是西医影像学中的一个重要分支，它是依靠分子生物学确认的分子成像的目标，依靠放射和生化合成分子探针，依靠药理技术来优化探针，以获得最佳的定位率，并通过影像学成像技术来观察其分布情况，具有灵敏度高、特异性高、***像分辨率也高的特点，通过分子水平对人体组织器官进一步观察，诊断更加准确[4]。
综上所述，无论是传统的一些影像学还是新型的分子影像学，都是为了适应现代西医影像学的快速发展，其中还包括X线、数字减影、血管造影等等，即可以作为一种医疗辅助手段应用于***和诊断，也可以仅需创新研究，为未来医学发展开辟新道路。为了要更适应现代、未来医学的发展，要坚持站在现代医学影像技术知识和快速发展的高度，深刻认识医学，先进生物技术与医学相结合，为西医影像学的发展提供保障；另外要培养现代西医影像学发展所需的医学工程技术人员，更加重视促进发展的基本学科，提高成像技术的专业训练水平，创新人才培养。传统的西医影像可提供疾病的一些共性规律，无法得到个性化信息，因而利用分子影像学可探测早期分子的该病，对患者进行早期***，一些有效的干预***，往往可以阻止或延缓疾病的发生。随着分子成像技术的发展，与西医影像学相结合，可在诊断疾病的同时进行***，又可加快一些药的研制，通过西医影像学的研究方法，建立高通量的分析影像系统，有助于药物的筛选。因而西医影像学，特别是其中分子影像学的应用前景相当广阔，在未来医学发展中将起着重要的作用，有着巨大的潜力。因此，成像对于西医而言，还是非常重要的，大力发展医学上的成像技术，对于未来医学也非常有意义。
参考文献
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分子影像学篇6
【关键词】医学影像技术
医学影像技术主要是应用工程学的概念及方法,并基于工程学原理发展起来的一种技术,其实医学影像技术还是医学物理的重要组成部分,它是用物理学的概念和方法及物理原理发展起来的先进技术手段。医学影像信息包括传统X线、CT、MRI、超声、同位素、电子内窥镜和手术摄影等影像信息。它们是窥测人体内部各组织,脏器的形态,功能及诊断疾病的重要方法。随着医疗卫生事业的发展,以胶片为主要方式的显示、存储、传递X-ray摄像技术已不能满足临床诊断和***发展的需求,医疗设备的数字化要求日益强烈,全数字化放射学、***像导引和远程放射医学将是放射医学影像发展的必然趋势。
1 传统摄影技术在摸索中进行
1.1 计算机X线摄影
X射线是发展最早的***像装置。它在医学上的应用使医生能观察到人体内部结构,这为医生进行疾病诊断提供了重要的信息。在1895年后的几十年中,X射线摄影技术有不少的发展,包括使用影像增强管、增感屏、旋转阳极X射线管及断层摄影等。但是,由于这种常规X射线成像技术是将三维人体结构显示在二维平面上,加之其对软组织的诊断能力差,使整个成像系统的性能受到限制。从50年代开始,医学成像技术进入一个***性的发展时期,新的成像系统相继出现。70年代早期,由于计算机断层技术的出现使飞速发展的医学成像技术达到了一个高峰。到整个80年代,除了X射线以外,超声、磁共振、单光子、正电子等的断层成像技术和系统大量出现。这些方法各有所长,互相补充,能为医生做出确切诊断,提供愈来愈详细和精确的信息。在医院全部***像中X射线***像占80%,是目前医院***像的主要来源。在本世纪50年代以前,X射线机的结构简单,***像分辨率也较低。在50年代以后, 分辨率与清晰度得到了改善,而病人受照射剂量却减小了。时至今日,各种专用X射线机不断出现,X光电视设备正在逐步代替常规的X射线透视设备,它既减轻了医务人员的劳动强度,降低了病人的X线剂量;又为数字***像处理技术的应用创造了条件。随着计算机的发展数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影现阶段,用于数字摄影的探测系统有以下几种: (1)存储荧光体增感屏[计算机X射线摄影系统(computer Radiography.CR)]。
(2)硒鼓探测器。(3)以电荷耦合技术(charge Coupled Derices.CCD)为基础的探测器 。(4)平板探测器(Flat panel Detector)a:直接转换(非晶体硒)b:非直接转换(闪烁晶体)。这些系统实现了自动化、遥控化和明室化,减少了操作者的辐射损伤。
1.2 X-CT
CT的问世被公认为伦琴发现X射线以来的重大突破,因为他标志了医学影像设备与计算机相结合的里程碑。这种技术有两种模式,一种是所谓“先到断层成像”(FAT),另一种模式是“光子迁移成像”(PMI)。
1.3 磁共振成像
核磁共振成像,现称为磁共振成像。它无放射线损害,无骨性伪影,能多方面、多参数成像,有高度的软组织分辨能力,不需使用对比剂即可显示血管结构等独特的优点。
1.4 数字减影血管造影
它是利用计算机系统将造影部位注射造影剂的透视影像转换成数字形式贮存于记忆盘中,称作蒙片。然后将注入造影剂后的造影区的透视影像也转换成数字,并减去蒙片的数字,将剩余数字再转换成***像,即成为除去了注射造影剂前透视***像上所见的骨骼和软组织影像,剩下的只是清晰的纯血管造影像。
2 数字化摄影技术
数字X射线摄影的成像技术包括成像板技术、平行板检测技术和采用电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术。成像板技术是代替传统的胶片增感屏来照相,然后记录于胶片的一种方法。平行板检测技术又可分为直接和间接两种结构类型。直接FPT结构主要是由非品硒和薄膜半导体阵列构成的平板检测器。间接FPT结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非品硅层在加TFT阵列构成的平板检测器。电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术结构上包括可见光转换屏,光学系统和CCD或CMOS。
3 成像的快捷阅读
由于成像方法的改进,除了在成像质量方面有明显提高外,***像数量也急剧增加。例如随着多层CT的问世,每次CT检查的***像可多达千幅以上,因此,无法想象用传统方法能读取这些***像中蕴含的动态信息。这时在显示器上进行的“软阅读”正在逐渐显示出其无可比拟的优越性。软拷贝阅读是指在工作站***像显示屏上观察影像,就X线摄影而言这种阅读方式能充分利用数字影像大得多的动态范围,获取丰富的诊断信息。
4 PACS的广阔发展空间
随着计算机和网络技术的飞速发展,现有医学影像设备延续了几十年的数据采集和成像方式,已经远远无法满足现代医学的发展和临床医生的需求。PACS系统应运而生。PACS系统是***像的存储、传输和通讯系统,主要应用于医学影像***像和病人信息的实时采集、处理、存储、传输,并且可以与医院的医院信息管理系统放射信息管理系统等系统相连,实现整个医院的无胶片化、无纸化和资源共享,还可以利用网络技术实现远程会诊,或国际间的信息交流。PACS系统的产生标志着网络影像学和无胶片时代的到来。完整的PACS系统应包含影像采集系统,数据的存储、管理,数据传输系统,影像的分析和处理系统。数据采集系统是整个PACS系统的核心,是决定系统质量的关键部分,可将各种不同成像系统生成的***象采入计算机网络。由于医学***像的数据量非常大,数据存储方法的选择至关重要。光盘塔、磁带库、磁盘陈列等都是目前较好的存储方法。数据传输主要用于院内的急救、会诊,还有可以通过互联网、微波等技术,以数据的远距离传输,实现远程诊断。影像的分析和处理系统是临床医生、放射科医生直接使用的工具,它的功能和质量对于医生利用临床影像资源的效率起了决定作用。综上所述,PACS技术可分为三个阶段,(1)用户查找数据库;(2)数据查找设备;(3)***像信息与文本信息主动寻找用户。
5 技术----分子影像
随着医学影像技术的飞速发展,在今天已具有显微分辨能力,其可视范围已扩展至细胞、分子水平,从而改变了传统医学影像学只能显示解剖学及病理学改变的形态显像能力。由于与分子生物学等基础学科相互交叉融合,奠定了分子影像学的物质基础。Weissleder氏于1999年提出了分子影像学的概念:活体状态下在细胞及分子水平应用影像学对生物过程进行定性和定量研究。
分子成像的出现,为新的医学影像时代到来带来曙光。基因表达、***则为彻底治愈某些疾病提供可能,因此目前全世界都在致力于研究、开创分子影像与基因***,这就是21世纪的影像学。 新的医学影像的观察要超出目前的解剖学、病理学概念,要深入到组织的分子、原子中去。其关键是借助神奇的探针--即分子探针。到目前为止,分子影像学的成像技术主要包括MRI、核医学及光学成像技术。一些有识之士认为;由于诊治兼备的介入放射学已深入至分子生物学的层面,因此,分子影像学应包括分子水平的介入放射学研究。
6 学科的交叉结合
交叉学科、边缘学科是当今科学发展的趋势。影像技术学最邻近的学科应为影像诊断学。前者致力于解决信息的获取、存储、传输、管理及研发新的技术方法;后者则将信息与知识、经验结合,着重于信息的内容,根据影像做出正常解剖结构的辨认及病变的诊断。两者相辅相成,互为依托。所以,影像技术学的发展离不开影像诊断学更密切地沟通与结合将为提高、拓展原有成像方式及开辟新的成像方式做出有益的贡献。医用影像诊断装置用于详细地观察人体内部各器官的结构,找出病灶的位置毫克大小,有的还可以进行器
官功能的判断 。还有医用影像诊断装备情况,已成了衡量医院现代化水平的标志。
7 浅谈医学影像技术的下一个热点
医疗保健事业在经济上的窘迫使得90年代以来,成为一个没有大规模推广一种新的影像技术的、相对沉寂的时期,延续了一些现有影像技术的发展,使得他们中至今还没有一种影像技术能对影像学产生巨大的影响。随着科技的发展,最近逐渐发展起来的一批有希望的影像技术。如:磁共振谱(MRS),正电子发射成像(PET)单光子发射成像(SPECT),阻抗成像(EIT)和光学成像(OCT或NRI)。他们有可能很快成为大规模应用的影像技术,将为脑、肺、***房及其他部位的成像提供新的信息。
7.1 磁源成像
人体体内细胞膜内外的离子运动可形成生物电流。这种生物电流可产生磁现象,检测心脏或脑的生物电流产生的磁场可以得到心磁***或脑磁***。这类磁现象可反映出电子活动发生的深度,携带有人体组织和器官的大量信息。
7.2 PET和SPECT
单光子发射成像(SPECT)和正电子成像(PET)是核医学的两种CT技术。由于它们都是接受病人体内发射的射线成像,故统称为发射型计算机断层成像(ECT)。ECT依据核医学的放射性示踪原理进行体内诊断,要在人体中使用放射性核素。ECT存在的主要问题是空间分辨率低。最近的技术发展可能促进推广ECT的应用。
7.3 阻抗成像(EIT)
EIT是通过对人体加电压,测量在电极间流动的电流,得到组织电导率变化的***像。 目的在于形成对体内某点阻抗的估计。这种技术的优点是,所采用的电流对人体是无害的,因而对成像对象无任何限制。这种技术的时间分辨率很好,因而可连续监测实际的应用,已实现以视频帧速的医用EIT的实验样机。
7.4 光学成像(OTC或NIR)
近期的一些实质性的进展表明,光学成像有可能在最近几年内发展成为一种能真正用于临床的影像设备。它的优点是:光波长的辐射是非离子化的,因而对人体是无伤害的,可重复曝光;它们可区分那些在光波长下具有不同吸收与散射,但不能由其它技术识别的软组织;天然色团所特有的吸收使得能够获得功能信息。它正在开辟它的临床领域。
7.5 MRS
MRS是一种无创研究人体组织生理化的极有用的工具。它所得到的生化信息可与人体组织代谢相关联,并表明它正常组织的方式有差别。目前MRS还没有常规用于临床,但已有大量技术正在进行正式适用。
分子影像学篇7
关键词：医学影像学；现状；未来；综述
【中***分类号】R473【文献标识码】A【文章编号】1672-3783(2012)04-0140-01
随着医学影像学飞速发展，它在临床医学中的地位不断提高，由X线、超声、放射性核素显像、CT、数字减影血管造成影及介入装置、磁共振成像所组成的医学影像学家族已经成为临床主要的诊断和鉴别诊断方法、医院现在化的重要标志、科学研究的主要手段及医院重要的经济收入来源。现将医学影像学的发展与展望综述如下。
1 医学影像学技术发展的历史回顾
1895年11月8日德国物理学家伦琴发现了一种新型射线(a kind of new rays)。并于11月22日为夫人拍摄了一张手部x线照片，也是人类第一张x线影像。随后，x线被广泛的应用于对疾病的诊断和***，形成了放射诊断学和放射***学。x线还用于疾病的预防、康复和预后随访。在医学之外，还用于x线衍射分析和工业探伤等多种用途。因此，x线的发现对人类作了重大贡献。1971年亨氏菲尔德发明了CT，将传统的X线的直接成像转变为间接成像，从而奠定了现在影像学的基础，随后出现的MRI、正电子发射型体层摄影术等影像学技术，以及近期出现的分子成像和光成像，使医学影像学在显示形态学状态之外，还能完成组织器官功能检查，并最终在分子和细胞水平显示组织、器官的化学成分和代谢变化。
2 医学影像学现状
曾经在我国长期使用用的x线透视检查的应用逐年减少， 大型医院或者发达地区的中小医院已逐步取消透视， 而代之 以x线摄影检查, 且以DR检查占主导地位。传统 X线造影检查被多排螺旋CT和磁共振成像所取代 首先是 X线脊髓造影检查被 MRI所取代；其次是多排螺旋CT和MRI结合光学内镜逐步取代 X线消化道造影、经静脉肾盂造影和胆道造影等检查；然后是 DSA的诊断性血管造影检查逐步被CT血管成像和MR血管成像所取代。 伴随设备的逐步普及，CT已经成为临床（尤其急诊）最重要的影像检查方法。MRI具有无创伤、 无射线辐射危 害，成像参数多、获得的信息量大，软组织对比度最佳等显著优点,是最活跃的影像学研究手段，已经成为很多重要疾病的确证诊断方法。超声以其设备普及、价格低廉、无创伤、无射线辐射危害、可在病床旁边实施和便于复查等优点， 成为目前临床应用最主要的影像学筛选检查技术。以早年的CT为起点，CT、MRI等设备开始提供横断层面影像。同时，得益于计算机技术的进步，今天已经可以在较短时间内把上述的信息“重组”（reformation）为三维的、分别显示兴趣结构的、带有仿真色彩的，甚至以内窥镜的信息模式显示的“直观信息”。举例说，一个重度创伤的病人可能会有骨折、颅脑损伤、内脏损伤、血管损伤及其他并发症。今天，只需用CT从头到脚在数十秒钟内完成采集，病人即可回病房作急症处理，而放射科医师可使用一次采集的信息分别显示出骨骼、颅脑、内脏、血管等结构与病变，并给急症医师提供“直观的”兴趣结构的三维的、彩色仿真的诊断信息。这样的信息已经超越了大体解剖学的可视能力，达到了即使在手术刀或解剖刀下都不可能完全洞察的水平。
3 医学影像学技术的发展趋势
各种医学影像学设备向小 型化、专门化、高分辨力和超快速化方向发展,MRI和CT的全器官灌注成像得到临床普及应用。虽然目前MSCT主要生产厂家的设计理念和主攻方向不一致，导致彼此设备的差异巨大，但是可以预测，在不远的将来，CT机的构造（包括发生器、X线球管的结构和数量、探测器种类和排数等） 将发生实质性变改， 也许球管和探测器的旋转速度更快，使MSCT的时间分辨力突破50 ms大关，使心脏得到真正的“冻结”,而探测器材质的改进能显著提高MSCT的空间分辨力。 各种介入***成为常规有效的***方法。集诊断与***一体化的医学影像学设备也在不断成熟和普及， 使疾病的诊断更加及时、 准确，***效果更佳。应用计算机仿真技术设计外科手术方案、 由影像导航 系统直接引导外科手术入路、确定手术切除范围，并在术中直接应用MRI对病灶切除范围进行现场评价会逐渐普及应用。在影像学网络化的基础上，医学***像处理将成为常规，而服务器软件取代工作站，实现多点同时后处理，并使***像后处理的自动化程度进一步提高。 伴随远程影像学的普及和宽频带网络的应用，医学影像学***像的远程传输更为快捷，***像更加清楚，影像学科医生可以在家里或者在出差旅途中完成诊断报告。
分子成像是医学影像学的热点研究方向之一，伴随分子成像的研究进展，会有多种组织、器官特异性对比剂问世，这些新型对比剂能显示特定基因表达、 特定代谢过程、特殊生理功能，其毒副作用更小、对比增强效果更佳、诊断的特异性更强，真正实现疾病早期诊断。开发疗效监测对比剂（或称分子探针），以在最短时间得到***的反馈信息， 在分子水平上进行疾病的靶向***。除PET外， 其他医学影像学技术也能直接用于药物的研发和监测疗效，在活体早期、连续观察药物或基因*** 的机制和效果，以利于药物筛选和新药开发。此外，分子成像方法和***像后处理技术将得到持续改进，并开发出用于分子成像的影像学新技术。 医学影像学技术的进展还将导致影像学科内部人员构成发生变化，物理师、数学家、生物医学工程师、计算机专家和循证医学专家占影像科室人员的比例越来越高，针对某种重大疾病可以组建包含内、外科和影像学医生的新型科室。医学影像学检查不仅在诊断与***的环节发挥作用，而且可以在疾病预防、健康体检、重大疾病筛查、健康管理、早期诊断、病情严重程度评估、***方法选择、疗效评价、康复等环节发挥越来越大的作用，医学影像学科的地位必将不断提高。参考文献
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分子影像学篇8
【文献标识码】A
【文章编号】2095-6851（2014）04-0526-02
传统的血管造影作为金标准可以观察管腔狭窄程度，但不能评价管壁，不能较好的显示非钙化斑块的稳定性，而许多急性***动脉事件是由斑块的成分决定的，并非单纯取决于管腔的狭窄程度。因此需要其它影像学方法观察***动脉管壁和斑块的类型，包括有创检查，如血管内超（IVUS），光学相干断层成像（OCT），还包括无创性的检查方法，如多层螺旋CT（MSCT）和磁共振成像（MRI）。
先前研究中，大多通过病理检测内膜剥离术或尸解标本中斑块内新生血管，评估斑块的稳定性，因此在临床应用中受到一定限制。而人们新生血管在动脉粥样硬化中重要作用的认识促进相关影像学的发展，理想状态的一种显像技术应是无创的，可重复性较高，适用于各部位（包括浅表血管、心脏、腹部血管等），时间、空间及对比分辨率应相对较高。但现有技术（主要包括MRI，CT，PET，超声）均各有所长；迄今为止，还有某一技术完全满足上述条件。
（二）超声 超声是一无创的、空间及时间分辨力均较高的影像学技术，已广泛应用各部位动脉粥样硬的检查。常规超声可通过对斑块回声及形态等方面的简单分类方法来发现潜在不稳定斑块，但常规超声对溃疡斑和斑块内出血的检测并不可靠，其敏感性分别约17%-43.5%和44%-100%，而且该技术对操作者的主观性依赖较强；对深部血管（例如主动脉或***动脉壁）显像质量欠佳；并不能直接探测斑块内的新生血管。
2 CTCT是用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器（analog/digital converter）转为数字，输入计算机处理。***像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体，称之为体素（voxel）。扫描所得信息经计算而获得每个体素的X线衰减系数或吸收系数，再排列成矩阵，即数字矩阵（digital matrix），数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。经数字/模拟转换器（digital/analog converter）把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块，即像素（pixel），并按矩阵排列，即构成CT***像。所以，CT***像是重建***像。每个体素的X线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。
3 MRI MRI应用于***动脉成像已有l0多年的历史，主要的技术障碍是呼吸和心脏的运动伪影，空间分辨力不高及在管腔、管壁及周围组织需要形成较高的对比。 目前使用的是呼吸导航（Navigator）技术，允许自由呼吸的条件下采集数据，加上3 D实时的定位扫描，不仅允许更准确的抑制呼吸运动伪影，而且大大提高了空间分辨力。克服心脏运动伪影的方法是在舒张中期（心脏运动幅度最小的时期）采集信号。为了确定特定患者的触发延迟和采集窗，正确的探测R波非常重要，此可通过ECG门控解决 。空间分辨力的提高，必然会导致扫描时间的延长。提高空间分辨力的主要方法是缩小成像的FOV，所面临的问题是出现卷褶伪影。目前，在活体***动脉MRI成像的平面内最高的空间分辨力为0.46mm×0.46mm，离体***动脉MRI最大的空间分辨力是0.1mm×0.1mm。***动脉成像大多采用12准备脂肪抑制分段K空间3D梯度回波成像（SSFP），即白血技术，使***动脉表现为高信号。但是，高信号并不代表真正的管腔，而是代表血流状态。对于血流信号中断或减弱的患者，可能是***动脉狭窄造成的，也可能是血流动力学的紊乱造成的，对于这部分患者，增强MRA有助于区分真正的管腔狭窄和血流动力学的异常。
4 放射性核素显像 放射性核素显像能探测出器官组织的早期和细微病变，它通过应用放射性核素相关标记化合物（即示踪剂）和体内示踪技术，可在很短的时间内准确、灵敏地对放射性分布变化进行定量分析；而局部组织摄取示踪剂的量和速度与其血流量、功能状态、代谢率或受体密度等密切相关。因此该技术可对组织器官的功能状况进行显像；但因其具有放射性，价格较昂贵，空间分辨率相对较低，在临床应用中受到一定限制。近年来正电子发射型计算机断层扫描显（Positron Emission Tomography ，PET）已用于肿瘤内血流情况的评估。 PET/CT 是把PET 与CT 两种影像诊断技术有机结合在一起。它不仅能诊断出器官组织的早期和细微病变，且可诊断出病变区的精确解剖位置和形状，是目前最佳的肿瘤酶成像分子影像技术。
5 分子显像分子影像学 是分子生物学技术和现代医学影像学相结合的产物，其应用的靶向探针可与组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子特异性结合，从而运用影像学手段反映活体状态下分子水平变化，对组织生物学行为进行定性和定量研究，因此它在临床诊断、***以及药物开发等诸多方面均有重要意义。分子影像技术的关键因素主要包括高特异性靶向分子探针的选择及高灵敏度、高分辨率***像探测系统的应用， 提示该技术也可应用于斑块新生血管检测方面。基本上，新生血管分子显像的靶向目标为内皮细胞高水平表达的病理性分子。 但是目前分子影像学尚处于起步阶段，还未成熟，且大部分研究均以动物实验为主，其在人体应用的可行性、敏感性、准确性等有于进一步验证； 因而目前分子显像研究中亦有必要寻找出一种更安全高效、小型化、穿透力强、稳定性佳的新型靶向探针。