多模式动物活体成像系统技术分类

多模式动物活体成像系统主要分为五大类: 

➢ 光学成像(0ptical Imaging with visible light and F1uorescence)  

荧光成像(F1uorescence) 

生物发光成像(Bioluminescence ) 

➢核素成像 Posi tron-Emission 

Tomography 简称PET 正电子发射或衍射断层扫描 。

Single-Photon-Emission Computed Tomography 简称SPECT 单光子发射或者衍射 

➢磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging ，MRI) 

包括功能性核磁共振(Functional MRI, fMRI)，心血管核磁共振 (Cardio- vascular MRI，cMRI)，等等 

➢超声成像(Ultrasound) 

➢CT成像 。

光学成像 

➢ 活体动物体内光学成像(Optical in vivo Imaging)主要 采用生物发光( bioluminescence )两种技术与荧光 (fluorescence)。 

➢生物发光是用荧光素酶(Luciferase )基因标记细胞或DNA, 而荧光技术则采用焚光报告基团(GFP、RFP, Cyt及dyes 等)进行标记。 

➢利用一套非常灵敏的光学检测仪器，让研究人员能够真接监 控活体生物体内的细胞活动和基因行为。通过这个系统，可 以观测活体动物体内肿瘤的生长及转移、感染性疾病发展过 程、特定基因的表达等生物学过程。传统的动物实验方法需 要在不同的时简点宰杀实验动物以获得数据，得到多个时间 点的实验结果。相比之下，可见光体内成像通过对同一一组实 验对象在不同时间点进行记录，跟踪同观察目标(标记细 胞及基因)的移动及变化，所得的数据更加真实可信。另外， 这一技术对肿瘤微小转移灶的检测灵敏度极高，不涉及放射 性物质和方法,非常安全。因其操作板箕简单、所得结巢直 观、灵敏度高等特点在刚刚发展起来的几年时间内,已广森 泛应用于生命科学、医学研究及药物开发等方面。

核素成像 

核素成像技术用于发现易于为核素标记的既定. 靶目标底物的存在，或用于追踪小量标记基因 药物和进行许多药物抵抗或病毒载体的传送。 包括微PET、微SPECT. 

➢ 其中，微PET (正电子发射断层扫描仪Positron Emission Tomography)在目前的分子影像 学研究中占据着极其重要的地位。最 先开始的分子 影像学研究就是用PET完成的，如今，用微PET 进行的单纯胞疹病毒胸苷激酶的分子影像学技术已 应用于临床试验中。  

➢微PET技术是将正电子同位素标记的化合物注入生物体 内作为探针，当这些化合物参与生物体内的代谢过程时， PET按照同位素放射性分布的绝 对量进行连续性扫播， 根据动力学原理和图像数据，对活体组织中的生理生化 代谢过程作出定量分析，如血流量、能量代谢、蛋百质 合成、脂肪酸代谢神经递质合成速度、受体密度及其 与配体结合的选择性和动力学等。PET通常使用的探 针是用11C，14N, 150 及18F等生物组织中含量 最多元素的放射性核素标记的化合物，它们具有与体内 分子类似(包括细胞代谢)的特点。 

在药理学研究中，则可以用正电子同位素直接标记药物， 观察其在活体中的分布和代谢，或测量生理性刺激及病 理学过程中药物分布与代谢的变化，从而对药物剂量、 作用部位、可能发生的毒副作用等做出前瞻性判断。还 可以判断其代谢反应的类型及产物，观察药物与其他药 物的相互作用、药物与营养物质的相互作用、药物与受 体的作用、药物与酶的相互作用等。  

 磁共振成像 

➢磁共振(MRI)分子影像学的优势在于它的高分辨率(已达 到μm级)，同时可获得解剖及生理信息。这些正是核医学、 光学成像的弱点。但是MRI分子影像学也有其弱点，它的敏 感性较低(微克分子水平) ,与核医学成像技术的纳克分子 水平箱比，低几个数量级。’ 

➢传统的MRI是以物理、生理特性作为成像对比的依据。分子 水平的MRI成像是建立在E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。MRI分子影像学成像，可在活体完整的微循环下研究病 理机制，在基因治 疗后表型改变前，评价基因治 疗的早期效 能，并可提供三维信息，较传统的组织学检查更立体、快速。 概括起来，MRI在分子影像学的应角主要包括基因表达与基 因治 疗成像、分子水平定量评价肿瘤血管生成、显微成像、 活体细胞及分字永平评价功能性改变等方面。 

超声成像 

➢超声分子影像学是近几年超声医学在分子 影像学方面的研究热点。它是利用超声微 泡造影剂介导来发现疾病早期在细胞和分 子水平的变化，有利于人们更早、更准确 地诊断疾病。通过此种方式也可以在患病 早期进行基因治 疗、药物治 疗等，以期在 根本_上治愈疾病 。

CT成像 

➢CT成像是利用组织的密度不同造成对X射 线透过率的不同而对人体成像的临床检测 技术。 

➢近来，由于具有更高的分辨率与灵敏度的 微CT的出现，使这项传统的技术也进入分 子成像领域。主要是应用在肿瘤学，骨科 方面的研究 。