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靶向性磁共振造影剂在肿瘤分子影像学中的应用
分子影像学即应用影像学的方法直接或间接地监测和记录一些与生物化学、生物学、诊断学和治疗学相关的分子或细胞的分布与变化情况的科学.利用分子影像技术检测细胞表面受体的上调水平,能有效地监测疾病的进展并进行分期[1].在分子影像学的初阶段,常用具有放射性的抗体和短肽等分子探针,采用核医学成像技术如单光子发射计算机断层摄影术(SPECT)、正电子发射断层摄影术(PET)等进行成像.而MR分子成像技术具有分辨力高、可获得三维解剖结构和生理信息等优点,这些也正是核医学和光学成像技术的缺点.但MR的敏感性较低,常需要借助信号扩增系统提高其敏感性.
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鲜红斑痣光学测评技术的研究进展
鲜红斑痣(PWS)在病理学上主要表现为先天性的真皮浅层毛细血管网的扩张畸形.血管靶向光动力疗法(V-PDT)是治疗PWS的一种有效方法,在临床应用中,为了不断提高疗效,需要准确判定PWS患者病变靶组织特性(如病变血管深度、管径和血流等),以便为不同患者制定个体化V-PDT治疗方案.近年来,大量研究组致力于开发用于评估PWS病变靶组织结构和功能特性的无创光学测评技术,笔者将在文中综述目前仍处于基础研究阶段以及已经应用于临床评估PWS的光学测评技术,主要包括:光学相干层析成像技术、光声成像技术、反射式共聚焦显微镜、激光多普勒血流成像技术、激光散斑成像技术和空间频域成像技术.
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分子影像学的研究和进展
过去的10多年分子生物学有了很大的发展,也对各个医学学科产生了重大影响.基因治疗的需要使得一些基因学家思考如何在活体(in vivo)监控外源性基因的表达.他们开始求助于影像学设备,如正电子发射体层成像(positron emission tomography, PET)[1]、MRI[2,3]和光学成像技术[4,5]等.将分子生物学的技术和现代医学影像学相结合产生了分子影像学这门新的边缘学科.过去的几年间,分子影像学有了较大的发展,利用PET、MRI和光学成像技术已可以在动物模型中发现转基因的表达[1]、胚胎的发育[3]、追踪单个细胞的运动[2],以及发现微小的肿瘤[4,5]等.我国学者也向这一领域做了积极的尝试[6].笔者就近年来分子影像学的研究和进展综述如下.
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心血管系统的分子影像学
过去的20年间分子生物学与细胞生物学技术的飞速发展对整个生物医学产生了重大影响,其影响也渗透到医学影像学中,加之转基因动物的大量涌现,在活体研究小动物疾病的分子事件日益成为许多学科包括药理学科在内的迫切要求.分子影像学就在这种形式下应运而生,它将分子生物学技术和现代医学影像学密切结合,在分子或细胞水平上研究活体生命或疾病过程的特定分子事件.过去的几年间,分子影像学有了长足发展,利用正电子发射断层成像(positron emission tomography,PET)、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)和光学成像技术已可在动物模型中发现转基因的表达、胚胎发育、追踪单个细胞的运动、检出微小肿瘤及疾病特定的分子过程,如凋亡或血管生成等[1,2].心血管系统的分子影像学也取得了很大进展,尤其是分子影像学探针的开发与应用体现出有用的价值,不同的靶向探针已开发用于不同的分子事件如纤维蛋白、凝血因子13、凋亡、血管生成等的成像[3-7].本文讲述心血管系统分子影像学的基本原则及其应用前景.
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光学成像技术在子宫内膜异位症动物模型中应用
子宫内膜异位症(EMs)动物模型是研究人EMs的病因、发病机制和治疗方法的有效工具.在应用EMs动物模型的过程中,光学成像技术主要采用荧光与生物发光两种技术,可达到无创伤动态监测异位病灶形成和发展的目的.对目前运用绿色荧光蛋白(GFP)和羧基荧光素二乙酸盐琥珀酰亚胺酯(CFsE)等荧光标记技术和荧光素酶生物发光技术建立EMs动物模型,动态无损伤量化观察异位病灶的大小和生长情况的优缺点做文献综述.
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深入开展实验影像学研究
实验影像学是利用影像技术以实验动物来探讨正常和病理机体形态和功能变化的科学。随着高分辨力MRI和光学成像技术的进步及功能影像学和分子影像学的发展,现代影像技术不仅能在组织和细胞水平上清晰地显示机体的形态结构,而且还能在分子水平上观察活体组织的功能和代谢活动。因此,利用影像技术可探讨生命活动的内在规律、疾病的病理生理过程、药物的体内代谢和疾病的治疗效果评价等。利用实验动物,还可将影像技术与死后组织的细胞和分子生物学研究相结合,在一个更高的层次上把对生命现象和疾病的研究引向深入,进行难以在人体内开展的各种研究工作。所以,开展实验影像学研究甚为必要,已引起国内外学者的浓厚兴趣。本期刊出5篇实验影像学方面的研究论文,以期推动此项工作在国内的开展。现仅就影像技术的优势和开展实验影像学研究应注意的几个问题发表一管之见,以冀起到抛砖引玉和推波助澜的作用。
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光学成像技术在乳腺病变诊断中的应用及进展
光学成像技术是近年来发展的一种新的功能成像技术.该技术通过对组织血红蛋白浓度及血氧饱和度的测量,反映肿块内部代谢状况,从而为乳腺病变的诊断和鉴别诊断提供重要信息,具有很高的临床应用价值.本文就光学成像技术的发展及其在乳腺病变诊断中的应用与新研究进展进行综述.
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光学相干断层扫描在消化系统中的应用进展
光学相干断层扫描(optical coherence tomography,OCT)为近年来发展较快的一种新型、高清晰的光学成像技术,成像原理与超声相似,不同之处在于将声波转换为光波,采用波长为750~1300 nm的低能量红外光,通过测量经各组织层折射后的反射光性质和回波延迟时间形成图像[1-2]。OCT具有高分辨率、横断面及层析成像特点,轴 向 分辨率 为10μm,为超声内镜的10~25倍,扫描深度2~3 mm,虽不及超声内镜,但成像范围亦可覆盖黏膜层及黏膜下层[3]。2011年,Liu 等[4]报道了微辨率 OCT(micro-optical coherence tomo-graphy,μOCT)在冠状动脉疾病中的应用,μOCT 分辨率为2μm ×2μm ×1μm(x 轴×y 轴×z 轴),可于冠脉内清晰显示细胞及亚细胞结构,为目前分辨率高的 OCT。此外, OCT 成像还具有非侵入、免标记、即时成像以及能够活体组织和器官检测的特点[5]。1997年,OCT 技术首次应用于消化道疾病的诊断[6-7],目前该技术在消化系统中的研究进展较快,主要包括食管、胃肠道及胰胆管检查,为早期癌变及其他相关疾病的诊断提供证据。
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光学分子影像的进展与挑战
分子影像是医学影像技术与现代分子生物学结合而产生的一门综合交叉学科,能在分子水平上反映生物体的生理病理变化,对疾病的早期诊断、早期治疗和药物研发具有十分重要的意义[1-4].基于光学成像技术、信息处理技术、分子生物学等学科而产生的光学分子影像,已经成为分子影像领域的研究热点之一[5-8],国内清华大学、华中科技大学、天津大学、华南师范大学等单位也进行了深入研究[9-12].作为一种典型的光学分子影像模态,与其他在体成像技术相比,生物发光断层成像具有灵敏度高、特异性好、结果直观、测量快速、费用低廉等诸多优势,已经发展成为一种理想的活体小动物成像方法,可用于肿瘤发生发展机制研究和新型药物的研发,具有广阔的发展前景[13-17].
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以氯离子通道蝎毒素为靶分子的分子影像研究进展
分子影像学是利用影像学手段研究在体条件下细胞内的正常或病理状态分子过程,在分子或细胞水平反映生物体生理、病理变化,为疾病过程在体监测、基因治疗在体示踪、药物在体疗效评测和功能分子在体活动规律研究提供新的技术,具有无创、实时、在体、特异、精细显像等优点[1].主要实现手段是核医学技术、MRI、超声及光学成像技术.其成像原理是借助分子探针,通过靶向结合或酶激活的原理及适当的扩增策略放大信号后,高分辨力的成像系统就可以检测到相应的信号改变,从而间接反映分子或基因的信息.对于分子影像学,重要的是采用合适的探针和成像系统.
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阿尔茨海默病病理机制的研究概况
阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease,AD)是一种以进行性痴呆为主的中枢神经系统的退行性疾病,以近记忆减退为早期及突出表现的进行性全面认知障碍,包括记忆、认知、语言、定向力、推理、判断等多种功能障碍及不同程度的人格和行为障碍,进而影响日常生活能力、工作能力和社交能力.