Micro-PET/CT设备简介
一、Micro-PET/CT的用途Micro PET/CT是当今全球医药领域及生物工程方面的领先技术,通过对小型啮齿动物(小鼠或大鼠)进行活体状况下的功能及解剖成像,获得该动物身体状况及药物在小动物体内分布情况的各种数据。能对肿瘤、神经、心血管等疾病以及遗传基因研究,药物临床前筛选等提供先进的技术支持。
随着基因组学的发展,小动物在现代分子生物学实验中日趋重要。高分辨率小动物PET出现,成为分子显像的重要工具。基因表达、基因治疗及药物研究需要活体内分子显像。小动物PET可以进行肿瘤代谢显像、受体显像、基因表达显像等,是一种活体的功能显像。
二、Micro-PET/CT的特性
与其他分子显像方法相比具有以下优点:1.可动态地获得秒数量级的动力学资料,能够对生理和药理过程进行快速显像。2.具有很高的灵敏度。3.是一种相对无创伤性方法,示踪量的PET显像剂不会产生明显的药理毒副作用。4.小动物PET扫描仪体积小、结构紧凑、空间分辨率高。5.使用啮齿类动物PET可大幅度减少实验费用。
三、Micro-PET/CT的放射性核素
Micro-PET/CT是根据临床正电子发射/计算机辅助断层扫描成像技术原理设计,成像时所需的射线来自注射入动物体内的放射性核素。可用的放射性核素有18F、11C、13N、15O、68Ga、82Rb等,常用的主要是18F和11C
。
四、Micro-PET/CT的应用领域
Micro-PET/CT在肿瘤、神经科学研究、心脏病学、临床前药物研究及遗传
基因研究领域中应用广泛。
1、在肿瘤研究中的应用
恶性肿瘤及其转移灶具有细胞生长速度快、新陈代谢旺盛、增殖能力强等特点,其摄取的脱氧葡萄糖达正常细胞的二至十倍。另外,恶性肿瘤组织在蛋白质、DNA合成明显增加,特别是有些恶性肿瘤,如乳腺癌、前列腺癌、神经内分泌肿瘤等,肿瘤细胞存在某些受体(如雌激素、雄性激素、生长抑素受体等)或抗体高表达现象。利用恶性肿瘤这些病理生理改变,采用正电子核素标记葡萄糖、氨基酸、核苷酸、配体拮抗剂或抗体及乏氧等为显像剂,在肿瘤早期,癌细胞在人体内尚未形成明显肿瘤时,就能从分子水平了解肿瘤发生、发展的动态过程。将肿瘤早期诊断推进到分子影像的新时代是目前肿瘤研究中急待开展的新课题。
PET动态定量分析能全面的提供肿瘤葡萄糖代谢信息,如:根据动态显像对肿瘤葡萄糖代谢率精确计算及获取肿瘤葡萄糖摄取常数(Ki)等。K常数与肿瘤葡萄糖代谢相关基因的表达紧密相关,通过动态显像不仅可得到相关基因表达的变化,从而可实现肿瘤的早期诊断,而且也可以根据Ki更早期的监测肿瘤对化疗药物的反应性。因此搭建一个肿瘤动态定量分析平台,实现肿瘤早期诊断,建立抗肿瘤药物敏感监测手段,灵敏监测靶向药物的作用靶点及疗效,预测抗肿瘤药物的敏感与耐药,揭示药物作用靶点、机制已经成为发展的必然趋势。
2、在神经科学研究中的应用
脑代谢显像利用18F-FDG可测定脑组织葡萄糖代谢率。可诊断多种因脑发育过程及病理生理改变而导致葡萄糖利用异常的疾病,例如早老性痴呆症、帕金森氏病、癫痫。脑氨基酸代谢显像主要反映脑内蛋白质合成代谢水平,目前临床最常用的11C-MET易穿透血脑屏障进人脑组织,注药后一定时间进行脑代谢显像就可获得氨基酸在脑内分布的断层影像,利用生理数学模型即可获得脑内氨基酸摄取和蛋白质合成动力学功能代谢参数。脑受体显像主要分为:①多巴胺受体显像,与震颤性麻痹、精神分裂症、迟发性运动障碍、躁郁性精神病、亨廷顿氏舞蹈症等疾病有关。②乙酞胆碱受体显像,与早老性痴呆、重症肌无力等疾病有关。③5一羟色胺受体显像,与精神分裂症、精神发育迟缓、帕金森氏病等疾病有关。脑受体显像可诊断有关疾病的受体障碍,观察治疗效果,指导和改进治疗方案,提高疗效并降低副反应。除上述各方面外,还可用于戒毒、药物戒瘾性和依赖性等研究。
3、在心脏病学研究中的应用
PET可以进行心肌灌注、代谢、神经受体以及基因等显像,从而有效地反应心脏生理和病理变化,对冠心病的诊断、冠状动脉病变程度和范围的评价、心肌存活的评估、预后判断和疗效评估的价值已得到公认。18F-FDG心肌PET显像是评价心肌存活的“金标准”,与心肌灌注成像结合应用,根据代谢-灌注是否匹配可以有效判断心肌细胞有无活性,CT冠脉成像可以直接显示冠脉的解剖结构,PET/CT的出现将功能与解剖成像有机融合,实现了“一步到位”的成像,可以通过一次检查可以完成诊断、风险分析及指导正确选择治疗方案等多方面的作用。
4、在临床前药物研究中的应用
通过对于药物作用下动物模型中各种功能信息的变化、包括肿瘤部分的代谢特性、神经递质的分布和变化、以及心血管灌注特性等等,从而动态地观察药物作用的效果等等。
通过对药物标记核素,还可以观察其在动物体内的分布和代谢情况,得到较为详尽的药代动力学信息。
5、在遗传基因研究中的应用
Micro-PET/CT显像在基因治疗中,也可发挥重要的作用,不仅可以对基因载体体内分布成像,还可以对基因表达位置、丰度及表达时间进行持续定量监测。外源基因的表达多是通过体外的实验来检测,但体外方法在临床试验中不能无创、动态地获知转基因表达的部位、幅度和时间,所以其结果可能与基因在体内实际作用出现偏差。采用Micro-PET/CT等分子影像学成像系统,通过设计一系列特异性探针,可望实时显示该基因在体内的作用过程。在基因治疗方面,也同样可在体内观察基因载体在体内转基因表达的有效性,判断体内转基因情况是否足够产生临床疗效等 分子成像和功能成像时发展最快的医学影像技术。 谢谢,群主分享感谢 谢谢,群主分享感谢
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