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分子影像学与核医学分子影像学（molecular imaging）是指在活体状态下，应用影像学方法对人或动物体内的细胞和分子水平的生物学过程进行成像，并进行定性和定量研究的一门学科。1999年Weissleder提出分子影像学概念，认为实现分子成像必须满足4个基本条件：高度特异性和亲和力的分子探针；探针能突破生物屏障进入靶器官和细胞内；适度（化学或生物性）扩增的方法；敏感、快速、清晰的成像技术。 核医学（nuclear medicine）是利用成像设备对放射性核素产生的粒子进行灵敏与实时的检测，对人体正常与异常、生理与病理变化进行动态与静态、全身与断层成像的影像技术。 一、成像原理 分子成像原理根据分子探针类型不同而不同，可分为直接成像、间接成像和替代物成像。 1．直接成像 直接成像是指分子成像探针与成像靶点直接反应，因此图像揭示的探针位置和浓度直接与探针和靶点（如抗原决定簇和酶）的相互作用有关。如将这些分子探针的抗体或肽用放射性核素标记，则可以进行放射性核素成像；如连接于微泡或脂质体，则可以进行超声成像；如连于磁性物质则可以进行MRI成像等。 2．间接成像 间接成像相对复杂，必须具备报告基因（reporter gene）和报告探针（reporter probe)两要素。报告基因是指能间接反映基因转录水平编码的某种酶或蛋白质的基因，其表达产物易被报告探针检测，且易与内源性背景蛋白相区别。报告探针能与报告基因的表达产物特异性结合并被成像设备检测。所以，间接成像是基于报告探针与相应靶分子（报告基因产物）相互作而间接对感兴趣目标（如目的基因）进行成像，直观地"报告"细胞内与基因表达有关的信号级联，如绿色荧光蛋白(green fluorescent protein）成像就属于典型的间接成像。 3．替代物成像 替代物成像是利用"替代标记物"探针来反映内源性分子或基因生物过程的下游结果。放射性示踪剂F﹣氟代脱氧葡萄糖（18F-fluorodeoxyglucose,13F-FDG）成像就是替代物成像的代表。18F-FDG是葡萄糖的类似物，经与葡萄糖相同的摄取路径进入细胞内，但不能被进一步代谢，而滞留在细胞内。18F-FDG目前已广泛用于临床各系统疾病诊断，但替代物成像的特异性有限。 核医学成像基本原理是放射性粒子在穿透一定厚度的吸收物质时，可与吸收物质发生相互作用，包括光电效应、康普顿散射及电子对效应，成像设备对相互作用后产生的电离对和荧光等信号进行探测和计数，并重建形成图像。 二、检查技术 SPECT 心肌灌注显像是一种常用的心血管疾病诊断技术，其常用显像剂为锡标记甲氧基异丁基异晴（99mTc-MIBI)。由于心肌缺血在静息状态下常难以检出，因此采用负荷试验诱导心肌缺血，判断患者有无心肌缺血。缺血区域出现局部放射性减低，并根据减低的区域和程度间接提示病变血管。常用的负荷试验方法包括运动和药物两种，一般先做负荷心肌灌注显像，如正常则提示无明确心肌缺血，如有放射稀疏或缺损区，再做静息显像，将两次结果对比，确定异常部位有无放射性填充，以此诊断心肌缺血。该技术也常用于冠心病患者的疗效评价和随访、预后评价等。 PET心肌代谢显像常用的显像剂是18F﹣氟代脱氧葡萄糖（18F-FDG)，其完整的化学名称为2﹣氟﹣2﹣脱氧﹣D﹣葡萄糖。PET临床应用的最大价值在于判断心肌的存活性。 三、正常影像 1、心肌灌注显像 （一）断层图像 静息状态下左心室显影清楚，侧壁心肌最厚，表现为显像剂的明显聚集，心尖部心肌较薄，分布略稀疏，室间隔膜部因是纤维组织，呈稀疏、缺损区，其余各心肌壁分布均匀。右心室及心房心室壁较薄，血流量相对较低，显影不清，负荷试验后可轻度显影。心肌灌注断层影像分为： ①短轴断层影像（short axis slices)：是垂直于心脏长轴从心尖向心底的依次断层影像，若第一帧图像为心尖，最后一帧则为心底部，影像呈环状，可显示左室前壁、下壁、后壁、前间壁、后间壁、前侧壁和后侧壁； ②水平长轴断层（horizontal long axis slices)：是平行于心脏长轴由膈面向上的断层影像，呈倒立马蹄形，可显示间壁、侧壁和心尖； ③垂直长轴断层（vertical long axis slices)：是垂直于上述两个层面由室间隔向左侧壁的依次断层影像，呈横向马蹄形，可显示前壁、下壁、后壁和心尖部。正常心肌在静息和负荷状态下显像剂分布均匀。 （二）靶心图（polar bull's eye plot) 应用专用软件将短轴断层影像自心尖部展开所形成的二维同心圆图像，并以不同颜色显示左心室各壁显像剂分布的相对百分计数值即为靶心图，也称原始靶心图。 2、心肌代谢显像 正常时，葡萄糖负荷心肌18F-FDG影像与心肌血流灌注影像表现基本相同，均呈现显像剂的均匀分布。心肌代谢显像需要与心肌灌注显像对比分析，根据血流与代谢显像是否匹配（match）判断心肌活性。 |
