Micro-PET

Micro-PET【Micro-PET】Micro-PET是小型化、高分辨的PET系统,它在医学和生物学研究方面有重要的套用 。
基本介绍中文名:正电子发射断层成像
外文名:PET, positron emission tomography
Micro-PET简介正电子发射断层成像(PET, positron emission tomography)系统是当前最先进的医疗成像设备之一 。与传统的X射线断层成像(X-CT)和磁共振成像(MRI)不同,PET成像需要向人体注射放射性核素,核素衰变产生正电子,正电子与身体中负电子湮灭产生能量相等、方向相反的γ光子对 。这些光子对被探测器记录,通过它们可以重构出器官的同位素浓度分布,进而产生具有医学诊断意义的图像 。Micro-PET是小型化、高分辨的PET系统,它在医学和生物学研究方面有重要的套用 。它可以通过扫描小动物,进行活体成像,获得该动物代谢状况及药物在体内摄取情况 。能够早期发现肿瘤、心脑血管和神经疾病,进行遗传基因和药物动力学研究,具有无创诊断的特点,正日益受到人们的青睐 。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 。高解析度小动物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 。Micro-PET的优势与大型全身PET相比, Micro-PET具有以下优点:1. 由于成像视野较小,可以快速成像,动态反应生理代谢功能 。2. 高灵敏度,能够早期发现活体功能性变化 。3. 图像解析度高,可以达到1mm 。4. 无创伤,毒副作用小,PET显像剂对人体造成的危害很小 。5. 动物实验能够减少实验费用,避免人体伤害,获得更详尽的生理和药理信息 。套用领域Micro-PET能够鉴别心肌是否存活、準确定位癫痫病灶、正确划出放射治疗的靶区、早期发现肿瘤及心、脑疾病,达到早期发现病情,儘早治疗的目的 。这些优点使其临床套用得到极大扩展,临床需求非常巨大,它的主要功能如下:1) 肿瘤早期诊断:功能代谢成像是早期诊断肿瘤的最灵敏的方法之一,PET能在形态学改变之前发现病变,比其它影像设备更早发现肿瘤 。2) 鉴别肿瘤的性质:恶性肿瘤及其转移灶的细胞生长速度快、新陈代谢旺盛、增殖能力强,它比正常组织具有更高的葡萄糖摄取率 。而检查使用的放射性示蹤剂为F标记葡萄糖,其代谢途径与活体葡萄糖类似,因此有利于良恶性肿瘤的鉴别诊断,其诊断準确率可达95%-100% 。3) 治疗效果评估和预后判断:肿瘤经过有效的治疗后,原有的高糖酵解特性会下降 。治疗后及时对病灶进行PET功能代谢显像,可以了解其治疗效果及判断预后情况,帮助医生及时调整治疗方案,达到有效的治疗目的 。4) 冠心病的诊断:冠心病心肌缺血的典型PET影像表现为负荷显像出现心肌节段性放射性稀疏或缺损,而静息显像正常或稀疏缺损区缩小、程度降低 。PET显像在诊断和评价冠心病方面具有独特的套用价值 。5) 评价心肌存活性:心肌缺血、缺氧时,心肌葡萄糖酵解显着增加,脂肪酸有氧代谢被抑制;而坏死心肌则停止了所有的代谢活动 。如果心肌还存在代谢,则提示有存活心肌存在 。通过PET影像能够判断心肌梗塞后心肌是否存活,这对进一步治疗十分关键 。6) 在临床前药物研究中的套用: 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 。7) 在遗传基因研究中的套用: Micro-PET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 。採用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 。