多模态分子影像纳米探针介导的癌症可视化光热治疗

<正>癌症对人类健康和生命都存在巨大的威胁,探索更为有效的癌症治疗方法具有重大意义。近年来医学成像引导下的癌症可视化光热治疗技术逐渐兴起,用于此项技术的多功能诊疗一体化分子影像探针也在不断进化和完善。文章简述了几种具有代表性的用于癌症可视化光热治疗的多模态分子影像纳米探针,期待此项技术在不久的将来有机会应用于临床,为癌症的治疗提供更好的选择。     

基于近红外荧光制剂的多模态多功能分子影像技术在肿瘤模型中的应用

多模态融合的分子影像技术整合了多种分子影像技术的优势,已成为当前分子影像领域研究的热点和发展趋势。新近报道的七甲川菁(heptamethine cyanine)染料是一类具有肿瘤靶向性的近红外荧光(nearinfrared fluorescence,NIRF)制剂。该染料独特的光学特征使其在肿瘤分子影像、靶向治疗和药物传递系统方面具有广阔的应用前景。纳米材料包裹该类染料可用于NIRF/MRI双模成像,标记核素后可实现NIRF/PET双模成像,共轭结合化疗药物后,可实现抗肿瘤药物的靶向传递,多个七甲川菁染料的复合物已被用作多模态成像,成为光热、光动力学和组合治疗肿瘤的新策略。     

前言

自1999年美国哈佛大学Weissleder教授提出分子影像概念以来,分子影像技术迅速发展.这一技术可从分子和细胞水平在体观察和评价体内的生物变化过程,具有无创、实时、动态、特异、活体(in vivo)成像等特点,在疾病(特别是肿瘤)的早期诊断、分期、预后评价及治疗方案的选择和疗效评价等方面发挥着重要和不可替代的作用...     

缺血性心肌病的多模态心血管影像学方法进展

近年来,超声(ultrasound, US)、CT冠状动脉造影(CT coronary angiography, CCTA)、血管内超声(intravenous ultrasound,IVUS)、光学相干断层成像(optical coherence tomography, OCT)、多层螺旋CT成像(multi-slice computed tomography, MSCT)、单光子发射计算机断层成像(single-photon emission computed tomography, SPECT)、正电子发射计算机断层成像(positron emission computed tomography, PET)及心脏磁共振(cardiac magnetic resonance, CMR)等多种心血管成像技术能够提供与冠脉病变及心肌形态和功能相关的解剖学、血流动力学、细胞生物学及病理生理学等方面的重要信息,在缺血性心肌病的临床诊疗及预后评估中发挥着日益重要的作用。然而,如何恰当选择的多模态心血管影像技术是临床医师面临的一大难题。因此,本文在归纳总结主要心血管成像技术临床应用进展的基础上,对多模态心血管影像学在缺血性心肌病相关的冠脉解剖与斑块成像、心肌功能、心肌灌注及心肌活性显像中的临床应用价值进行综述。旨在帮助临床医师客观认识各种成像技术的优势与不足,从而制定最优化的选择方案。     

医学影像技术在心脑血管疾病诊断和预防中的应用

<正>文章阐述了多模态医学影像技术在心脑血管疾病诊断和预防中的应用,有创的医学影像技术(包括血管造影、血管内超声、光学相干断层扫描、光声成像等)和无创的医学影像技术(包括超声、MRI、CT、分子影像技术等)可用于展示动脉粥样硬化和斑块的内部结构特征和功能,及其发展过程。未来。医学影像技术的挑战在于发展具有高敏感度的高分辨率成像技术,客观准确地评估易损斑块的形态结构和成分以及病理生物标记物。     

功能与分子影像在头颈部肿瘤放射治疗计划和疗效评价中的应用

目前临床普遍采用功能与分子影像检测手段能来评价头颈部肿瘤的放射治疗计划和疗效,可指导个体化治疗从而提高疗效。文章概述了功能与分子影像技术CT,MRI,PET-CT,超声检测技术在头颈部肿瘤放射治疗计划制定和疗效评价中的应用进展。结果显示,不同分子影像检测方法如在检查时机的选择、诊断和鉴别诊断的价值、观察放射治疗后肿瘤的残存和复发、预测放射治疗效果、指导后续治疗等方面均可起到重要作用。采用图像融合技术进行联合应用,如PET-CT和MRI-CT等,可提高检测的准确率。临床医生需在常规影像学手段的基础上,根据头颈部肿瘤患者病情和治疗方法的不同选用正确的功能和分子影像检测手段,更好地指导制定放射治疗计划及综合评价放射治疗后的疗效。     

植物氮素吸收与转运的研究进展

氮素是植物生长发育所必须的基本营养元素,在植物生长发育和形态建成中起着重要作用.土壤中植物所利用的主要氮素形式是铵态氮和硝态氮,在进化过程中植物形成不同的吸收和转运铵态氮和硝态氮的分子机制.该文对植物吸收与转运氮素的生理学特征、分子机制及涉及的相关基因等研究进行概括性综述,为研究水稻中氮素吸收、转运相关基因提供理论基础...     

超声分子成像的研究进展

超声成像无创、无放射性、低成本、实时成像的优点,使其成为目前世界上应用最广的成像手段之一。特别是超声造影剂引入之后,超声成像的图像分辨率和灵敏度得到了大大提高,使超声成像在临床上得到了进一步应用。近年来,随着分子生物学和超声成像技术的不断发展,人们提出了＂超声分子成像＂的概念。它是一项结合了分子靶向造影剂和超声影像技术的能在分子水平下观察病理变化的新兴技术,目前这一技术还处于研究初期阶段。但大量临床前的研究成果已表明超声分子成像在诊断血管生成、炎症和血栓三种疾病具有很大应用前景。本文主要综述了目前常用超声造影剂的种类以及超声分子成像技术的研究现状,并对该技术进行了讨论和展望。     

超声分子成像的研究进展

超声成像无创、无放射性、低成本、实时成像的优点,使其成为目前世界上应用最广的成像手段之一。特别是超声造影剂引入之后,超声成像的图像分辨率和灵敏度得到了大大提高,使超声成像在临床上得到了进一步应用。近年来,随着分子生物学和超声成像技术的不断发展,人们提出了"超声分子成像"的概念。它是一项结合了分子靶向造影剂和超声影像技术的能在分子水平下观察病理变化的新兴技术,目前这一技术还处于研究初期阶段。但大量临床前的研究成果已表明超声分子成像在诊断血管生成、炎症和血栓三种疾病具有很大应用前景。本文主要综述了目前常用超声造影剂的种类以及超声分子成像技术的研究现状,并对该技术进行了讨论和展望。     

多核磁共振19F-MRI在分子影像学中的应用

随着杂核氟、钠、磷等探针和成像技术的发展以及磁共振成像设备和序列的优化,多核磁共振迅速崛起,尤其是其在分子影像方面的研究与应用使包括心血管、肿瘤等众多疾病从传统的形态学影像诊断模式转向早期分子影像精准诊治模式。其中,19F-MRI多核磁共振分子成像近年来备受瞩目。虽然19F-MRI的成像敏感度是1H-MRI的82%,但人体只有牙齿中含有少量的氟,因此无背底噪声的干扰。19F-MRI应用氟类探针,19F自然丰度100%,且无放射性。本文简述了多核磁共振在分子影像学中的应用,并重点介绍19F-MRI分子影像及其应用探针在精准诊治方面的应用。     

纳米金在分子影像学中的应用进展

分子影像学的出现将传统的以解剖结构为成像基础的医学影像学带入到以图像阐释细胞/分子结构和功能以及病理改变的新时代。伴随着"后基因组"时代的到来以及"个体化医疗"的兴起,分子影像学对医学领域带来了里程碑式的革命并日益发挥重要作用。在分子影像领域,寻找最佳的分子影像探针/对比剂以及成像方法,以获取更多的细胞或者分子的功能及病理改变的信息日益成为热门的研究领域。纳米金籍其自身的优点在分子影像学的发展中展示出日益广阔的前景。本文就分子影像学的相关技术及纳米金在分子影像学中的应用进展作一简要综述。     

纳米金在分子影像学中的应用进展

分子影像学的出现将传统的以解剖结构为成像基础的医学影像学带入到以图像阐释细胞／分子结构和功能以及病理改变的新时代。伴随着“后基因组”时代的到来以及“个体化医疗”的兴起,分子影像学对医学领域带来了里程碑式的革命并日益发挥重要作用。在分子影像领域,寻找最佳的分子影像探针／对比剂以及成像方法,以获取更多的细胞或者分子的功能及病理改变的信息日益成为热门的研究领域。纳米金籍其自身的优点在分子影像学的发展中展示出日益广阔的前景。本文就分子影像学的相关技术及纳米金在分子影像学中的应用进展作一简要综述。     

用于肺水肿量化的掩码图像-语言蒸馏模型

肺水肿量化是治疗急性充血性心力衰竭(congestive heart failure, CHF)的关键。用于视觉和语言预训练的多模态掩码自编码器已被证实可有效融合胸片和肺水肿放射学报告的多模态信息以提升肺水肿量化精度。但现有的方法是随机地对图像和文本进行掩码操作,这一不稳定的操作容易导致模型忽略图像病灶和文本关键词,并阻碍多模态信息的融合与对齐,最终影响量化精度。针对上述问题,本研究设计了一种掩码图像-语言蒸馏模型,首次将自蒸馏引入到医学图像-语言预训练任务中,使得模型获得更为稳定可靠的医学图像和语言表示;并对跨模态注意力融合机制进行优化,使得模型更好地融合与对齐多模态信息。相比于101层残差神经网络(residual network 101, ResNet101)、视觉Transformer (vision transformer, ViT)-B/16、联合胸片和肺水肿放射学报告建模(joint modeling of chest radiographs and radiology reports for pulmonary edema assessment, JMC3R)和用于视觉...     

分子影像技术在转化医学中的应用

基础医学、药物研发和临床医学是三个不同的的领域,因此这些领域的很多生命科学研究成果经常无法及时应用于临床实践。转化医学是以疾病为中心,加速将基础研究的成果用于,临床诊断和治疗中,旨在有效的将三个领域有机结合在一起。分子影像学（molecularimaging,MI）可在活体上、在细胞和分子水平对生物学过程成像并进行定性和定量研究,为转化医学的实现提供了保证。分子影像技术采用无创的医学影像技术使活体状态下组织细胞中的特殊分子生物学特性得以直观揭示,主要用于对疾病早期诊断、疾病分期（分层）、疗效监测、指导疾病的个体化治疗以及新药的研发等领域。本文主要介绍分子影像的技术特点、其在转化医学中发挥的作用以及其在个体化治疗中临床意义进行综述。     

分子影像技术在转化医学中的应用*

摘要：基础医学、药物研发和临床医学是三个不同的的领域,因此这些领域的很多生命科学研究成果经常无法及时应用于临床实 践。转化医学是以疾病为中心,加速将基础研究的成果用于临床诊断和治疗中,旨在有效的将三个领域有机结合在一起。分子影 像学(molecular imaging, MI) 可在活体上、在细胞和分子水平对生物学过程成像并进行定性和定量研究,为转化医学的实现提供 了保证。分子影像技术采用无创的医学影像技术使活体状态下组织细胞中的特殊分子生物学特性得以直观揭示,主要用于对疾 病早期诊断、疾病分期（分层）、疗效监测、指导疾病的个体化治疗以及新药的研发等领域。本文主要介绍分子影像的技术特点、其 在转化医学中发挥的作用以及其在个体化治疗中临床意义进行综述。     

超声分子成像：机遇与挑战

随着分子生物学、蛋白组学、基因组学、计算机工程学等学科的不断进步,交叉融合,分子成像逐渐登上历史的舞台,成为研究热点。而超声分子成像随之迅猛发展,近年来超声微泡制备技术的成熟和超声造影检查技术的不断进步,超声造影不再局限获取组织的血流灌注信息,而是逐渐成为特异性的超声分子成像。目前使用超声对比剂研究分子成像和靶向治疗仍处于初级阶段。但是,各种分子成像技术的不断革新和发展,超声分子成像面临着重大的挑战,而在挑战背后同样面临着难逢的机遇。超声医学和分子生物学的迅猛发展,超声分子成像必将成为诊断和治疗疾病的新的手段和方法。超声造影剂仍有许多未能解决的问题,像如何延长微泡的半衰期、如何增强微泡的敏感性和特异性,如何增强目的基因的表达,如何处理组织损伤和高频超声之间的关系等问题,但是如果能解决这些问题,超声造影在现代医学的诊断和治疗中将起到重要的作用。现将超声分子成像综述如下。     

肺癌的综合影像诊断进展

肺癌的患病率及死亡率呈逐年增长趋势,影像学对肺癌的诊断及疗效监测至关重要。随着影像学的飞速发展和分子影像的崛起,临床用于肺癌诊断的成像方式日趋丰富,其中功能成像及分子成像的重要性日益增加。本文就各种成像方式关于肺癌检测、筛查、分期及疗效监测的进展进行综述。     

多模态磁共振成像结合前列腺健康指数对前列腺癌Gleason分级的鉴别诊断价值

摘要 目的：探讨多模态磁共振成像（MRI）结合前列腺健康指数（PHI）对前列腺癌（PCa）Gleason分级的鉴别诊断价值。方法：选择2020年5月-2023年1月在我院经手术或穿刺活检证实为PCa的150例患者作为研究对象,根据患者病理结果并参照2019年国际泌尿病理学会（ISUP）PCa分级共识会议,将纳入研究病例分为低级别PCa组81例（Gleason 评分≤3+4）和高级别PCa组69例（Gleason 评分≥4+3）。另选取同时期内经病理学证实为前列腺良性增生的80例患者作为对照组。所有患者均完善多模态MRI、前列腺特异性抗原（PSA）等检查,并计算出前列腺健康指数（PHI）。采用Spearman秩相关分析多模态MRI参数和PHI水平与PCa患者Gleason分级的相关性。采用ROC曲线分析多模态MRI参数及PHI水平鉴别PCa患者Gleason分级的诊断效能。结果：对照组、低级别PCa组和高级别PCa组的ADC值和Tmax逐渐减小,而SImax和Rmax逐渐升高,差异均有统计学意义（P＜0.05）。对照组、低级别PCa组和高级别PCa组PHI水平逐渐升高,差异有统计学意义（P＜0.05）。多模态MRI参数ADC值和Tmax与PCa患者Gleason分级呈负相关（r＝0.536、0.540,均P＜0.001）;多模态MRI参数SImax和Rmax与PCa患者Gleason分级呈正相关（r＝0.495、0.507,均P＜0.001）。PHI水平与PCa患者Gleason分级呈正相关（r＝0.514,P＜0.001）。以PCa患者Gleason分级作为状态变量,将多模态MRI参数和PHI水平联合分别作为检验变量,进行ROC曲线分析;结果显示,多模态MRI参数（ADC值、Tmax、SImax、Rmax）和PHI水平联合鉴别低级别PCa组和高级别PCa组的AUC为0.875（95%CI：0.775-0.976,P＜0.001）,敏感度和特异度分别为81.0%和83.7%,优于多模态MRI参数或PHI水平的单独应用。结论：多模态MRI参数联合PHI水平可作为区分低级别和高级别PCa的重要诊断依据,在术前Gleason分级的临床应用中具有一定参考价值。     

分子成像及其应用

分子成像是近来新出现并迅速发展的一个生物医学领域,用它来显示和测定活体内生物过程在细胞和分子水平上的特征,可为深入揭示生理和病理过程的机制,以及对疾病及其治疗进行实时、动态、细致、无创、靶向性的探测和跟踪提供有效手段。预计在不远的将来,分子成像技术的迅速发展可能会带来临床医疗的重大变革。本文就分子成像及其应用作一综述。     

双光子激发荧光各向异性度的成像

荧光各向异性度 (fluorescence anisotropy) 测量可以获得荧光分子的转动速度信息,进而了解分子质量、结构、以及与周边环境的相互作用情况 . 围绕一台双光子激发扫描荧光成像系统,通过改变外光路和图像记录与处理程序,从而实现了双光子激发荧光各向异性度成像,并针对一些典型样品和体系,展示了该方法的应用 . 实验中观察了 FITC 荧光分子、 FITC 结合的 CD44 抗体分子及与肿瘤细胞表面受体结合的 FITC-CD44 抗体分子 . 测量结果表明,不同分子质量、不同微观环境状态下的荧光分子,其各向异性度大小不同,在各向异性度图中能够被明显区分 . 荧光各向异性度成像能够定量测量样品微区的各向异性度值,并以二维图像的形式直观表达,是各向异性度测量与成像技术的良好结合 .