ERP简介医学影像与分子影像学
分子影像学类型
分子影像学类型
分子影像学是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。
其主要的成像方法包括四大类：
1. 光学成像：包括生物发光成像和荧光成像。
2. 放射性核素成像：包括单光子发射型计算机断层成像（SPECT）和正电子发射型计算机断层显像（PET）。
3. 磁共振成像（MRI）。
4. 超声分子影像。
每种成像方式各有优缺点，单一的显像方法往往存在局限，难以同时满足对灵敏度、特异性、靶向性等的要求。
结合多种显像方式的多模态成像技术是目前研究的热点，其结合多种成像方式的优点，实现优势互补，提供了更精确全面的分子影像学信息。
以上内容仅供参考，建议查阅分子影像学专业书籍或咨询该领域专家以获取更准确和全面的信息。
分子影像学 学科
分子影像学学科
分子影像学：
1、定义：
分子影像学是一门交叉学科，其目的在于研究和发展用于检测、定位
和显示生物分子的技术。
该领域的学习跨越生物、化学和工程领域，
同时具有理论和应用双重研究特点。
它的研究原理和技术，充分利用
各种物理、化学和生物学手段来收集、处理和分析信息，以发现、描绘、再现和表征化合物和其他生物分子。
2、发展：
分子影像学始于20世纪70年代，最早是用来研究细胞内元素分布的。
随着技术的发展，现在它被广泛用于研究和观察非常微小的细胞结构
和分子，比如核酸、蛋白质和激素等，以了解它们在生物体内的作用
机制及细胞过程。
通过分子影像学，现在可以直接观察和定位分子在
细胞内的空间位置，从而深入到细胞学研究的新领域，建立一个探索
未知领域的新技术。
3、应用：
分子影像学在研究发育生物学、神经解剖学、淋巴管发育、活性氧物
质等领域中发挥着重要作用。
它还能够帮助观察普遍存在于细胞内但
十分微小的微生物。
此外，分子影像学研究也可以用于药物研发，了
解药物如何影响细胞内激素、蛋白质和酶的变化，以及它们的最终结果，这些研究将有助于改善药物的效率，减少药物带来的副作用。
4、未来：
分子影像学是不断发展的学科，整个领域的发展体现在技术的改进、新的成像技术、数据分析方法的优化、成像技术数据和模式的应用等方面。
未来，分子影像学可以为药物研发、发现和开发提供有价值的见解，为生物学领域的进一步发展提供新的途径，并引发新的研究课题。
它具有极大的潜在市场前景，发展的空间是无限的。
医学影像学中的分子成像技术
医学影像学中的分子成像技术医学影像学一直是医学研究的重要领域之一，随着科技的不断发展，各种高新技术的出现不断增强着医学影像学的研究和临床应用能力。
分子成像技术是医学影像学中的一种新兴技术，具有实时、高灵敏度、高分辨率等优点，被认为是医学影像学领域重要的发展趋势。
一、什么是分子成像技术分子成像技术是一种基于小分子信号的生物诊断技术。
相比传统的医学影像技术，分子成像技术着眼于分子水平的诊断，通过检测分子水平的生物学行为来诊断疾病。
分子成像技术的主要原理是基于分子中的特定基团，在给定的条件下对样本进行数据采集，通过数据分析、数据建模等手段得到分子成像结果。
二、分子成像技术的分类目前，分子成像技术主要包括以下几种：1.荧光成像技术荧光成像技术是一种基于生物标志物的荧光信号进行成像的技术。
该技术主要基于目标细胞特有的表面结构和生化功能，通过特定的荧光探针、标记分子等技术手段对其进行标记，然后通过高灵敏度的荧光成像设备观察目标细胞的荧光变化，从而实现治疗、药物递送、细胞信号传递等方面的研究。
2.放射性核素成像技术放射性核素成像技术是一种利用同位素标记物实现目标分子成像的技术。
该技术基于同位素的辐射衰变过程，通过测量放射性核素在样本中的分布和浓度变化，实现对目标分子的可视化成像。
3.磁共振成像技术磁共振成像技术采用高强度磁场和无线电波的共同作用，利用水分子和脂质分子中的磁性原子（如氢、氧）产生的磁共振信号进行成像。
该技术主要依靠磁共振信号的不同强度和分布，实现对样本的可视化成像。
三、分子成像技术在医学领域的应用分子成像技术是医学影像学领域中开展生物医学研究和诊断的重要手段之一。
目前，分子成像技术在医学领域的应用主要有以下几个方面：1.癌症诊断分子成像技术在癌症诊断方面具有重要意义。
分子成像技术可以通过检测分子水平的变化来判断肿瘤的恶性和预测肿瘤的生长和扩散方向，从而实现精准诊断和治疗。
2.生物分子治疗监测分子成像技术可以通过特定的标记探针实现生物分子治疗监测。
分子影像技术
分子影像技术
分子影像技术是一种基于分子的解析技术，已经在医学，生物学，药学研究领域得到广泛应用。
该技术可以用来直接观察和模拟蛋白质，糖蛋白，多肽和各种激素，以及它们不透明的结构，而且还可以提供研究材料的化学受体信息，并为其他生物学研究打开新的空间。
分子影像技术可以直接观察分子水平的细节，以及它们在空间上的变化和变形，用来识别和分析细胞表面的信号，有助于锁定和测量分子间的相互作用。
也可以实现微观图像分析和分子标记，构建细胞功能，并可应用于许多研究领域，比如分子，生物，植物，动物，微生物等。
分子影像技术可以帮助科学家以及医学诊断和治疗，找到疾病的特异机制，以及利用它们研究药物的新的疗效。
使用这种技术，可以更好地识别和检测疾病，并有可能开发药物更有效地治疗病症。
此外，分子影像技术也可以改变我们对生命过程的理解。
它可以用来推断生物系统的复杂性和其功能的智能打开，并促使开发更多更好的微环境仿真和机器学习系统。
总之，分子影像技术已经成为当前生命科学研究中不可或缺的技术，在医学领域以及生物科学中都发挥着重要作用。
它为我们提供了更好更精准的解决方案，从而可以更好地应用到实践中，给人们带来更多的利益和帮助。
分子影像学综述
分子影像学综述
分子影像学是一种在生物体内探测生物分子过程的技术，包括核素、磁共振和光学影像等几种方法。
分子影像学能够在人体内非侵入性地直接对生物系统内各种分子过程进行实时观测和动态研究，是现代医学和生物学领域研究最前沿的技术之一。
分子影像学主要应用于分子诊断、分子病理学、分子药理学、药物分子动力学及药物代谢动力学研究等领域。
其中核素影像以其高灵敏度、高特异性和三维成像的特点，广泛应用于肿瘤、心血管、神经系统疾病等领域；磁共振成像由于具有高空间分辨率、精准的解剖结构定位和对不同的物理化学性质有较好的对比度，已成为分子影像学领域的重要手段；光学影像由于其特殊的光学和生物学特性，使得光学成像在分子影像学领域中有着独特的应用前景。
在未来，分子影像学还将有许多新的应用，例如基于光学影像技术，可以用于研究生物分子内部的微观结构和动态变化；基于核素影像技术，可以探测疾病前期的分子变化；基于磁共振影像技术，可以开展新型分子探测剂的筛选，从而展开全新的药物研发。
核医学与分子影像学的应用
核医学与分子影像学的应用核医学与分子影像学是一种医学技术，通过使用放射性同位素标记的化合物来可视化和评估生物内部的活动和状况。
这种技术在现代医学领域中已经被广泛应用，一些疾病的检查和治疗过程中都会用到这种技术。
什么是核医学？核医学是使用放射性同位素来诊断疾病和治疗疾病的医学分支。
它是一种无创、安全、无痛的诊断和治疗方法。
它主要涉及核素的制备、标记、核素显像、核素疗法等。
影像学是人类的一项技术，旨在通过可视化来研究人体内部的各个部分。
相比于传统的影像学技术，核医学能够提供更加精准和详尽的信息，帮助医生找到疾病出现的原因和病变的位置。
应用领域核医学是一种多领域的诊断和治疗方法，主要应用于三个领域：1. 癌症诊断和治疗核医学在癌症的诊断和治疗中发挥着重要作用。
核医学通过注射相应的核素，结合核磁共振成像技术来获得高清的癌症影像，这不仅有助于医生判断癌症扩散的程度，更能帮助医生制定更科学、更精准的治疗计划，提高患者的治疗效果。
另外，核医学还可以用于放射性治疗，通过使用一定的放射性同位素来杀死癌细胞，为患者提供更高效、更安全的治疗方案。
2. 心血管疾病诊断核医学也被广泛用于诊断和治疗心血管疾病。
核医学可以通过注射核素，观察核素在心血管系统中的运动轨迹及其分布情况，以进一步确定心血管系统的健康状况，分析心血管疾病的原因。
此外，核医学还能帮助医生查找阻塞性心血管疾病的病变部位，更准确地诊断心血管疾病，制定有效的治疗方案。
3. 神经学领域核医学在神经学领域中也发挥着重要的作用。
严重的神经退行性疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病，可以通过核医学来诊断和治疗。
核医学可以通过注射相应核素，形成影像，来检测脑部细胞的变化和损失。
这种技术可以早期、准确地发现神经疾病的迹象，及时进行治疗。
总之，核医学和分子影像学的应用对于现代医学领域有着无可替代的作用。
它可以帮助医生更加准确地判断疾病位置、精准制定治疗方案，大大提高了患者的治疗效果。
分子功能影像学
分子功能影像学
分子功能影像学（Molecular Functional Imaging）是一门综合了分子生物学和医学影像学的交叉学科领域，旨在研究和探索分子水平的生物过程和功能，并将其应用于疾病的诊断、治疗和预防。
分子功能影像学利用各种先进的医学影像技术，如正电子发射断层扫描（PET）、单光子发射计算机断层扫描（SPECT）、磁共振成像（MRI）和核磁共振波谱成像（MRSI），结合适当的分子探针和靶向剂，可以非侵入性地观察和评估生物体内分子水平的生物学活性和功能。
分子功能影像学的主要目标是提供活体动态的生物学信息，帮助了解疾病的发生机制、分子病理学、生物标记物的检测以及药物的疗效评估。
以下是分子功能影像学的几个常见应用领域：
1.肿瘤学：分子功能影像学可用于观察肿瘤的代谢活性、细
胞增殖和血管生成等分子功能特征，对肿瘤的早期诊断、
分期、治疗评估和预后判断具有重要意义。
2.神经科学：通过观察动态神经递质的分子水平变化，分子
功能影像学有助于研究脑功能和神经系统疾病，如阿尔茨
海默病、帕金森病等。
3.心血管疾病：分子功能影像学可以评估心肌代谢、心血管
功能和血管病变等分子特征，对心血管疾病的诊断和治疗
监测具有重要意义。
4.免疫学：通过观察免疫分子的生物学活性和分布情况，分
子功能影像学有助于研究免疫相关疾病的发展和治疗。
总之，分子功能影像学作为一门新兴领域，结合了分子生物学和医学影像学的优势，可为疾病的诊断、治疗和预防提供重要信息和指导。
它有望进一步推动精准医学的发展，为个性化的医疗方案提供支持。
分子影像技术
意义
分子影像技术与经典的医学影像技术相比，具有“看得早”的特点，经典的影像诊断（X线、CT、MRI、超声 等）主要显示的是一些分子改变的终效应，即器官发生了器质性变化之后才能进行观察，仅能用于具有解剖学改 变的疾病检测。而分子影像技术能够探查疾病过程中细胞和分子水平的异常，在尚无解剖改变的疾病前检出异常， 为探索疾病的发生、发展和转归，评价药物的疗效中，起到连接分子生物学与临床医学之间的桥梁作用。
分子影像涉及的专业领域包括分子生物学、生物医学影像、临床医学、药物化学、生物化学、药学、信息技 术、光电子技术、影像物理学等多学科综合交叉，这也是国际著名大学和科研院所近二十年来争相发展的重要标 志性学科。
分子影像学会
世界分子影像学会是国际分子影像领域唯一的全球性学术组织，也是全球五大洲分子影像学会的总会，每年 主办分子影像领域规模最大、水平最高、影响力最广泛的学术会议——世界分子影像大会，并出版分子影像领域 重要学术期刊《分子影像与生物学》。
产品比较
国外产品状况
国内产品状况
分子影像产品的研究与发展，是伴随着分子影像成像理论和成像算法的发展而逐步发展的。在荧光标记的分 子成像方面，世界上仅有少数实验室研制成功可以对小动物进行跟踪性在体荧光断层分子影像的系统。
近年来，国外某些公司改进了现有的体外荧光成像技术，发展出适用于动物体内的成像系统。荧光发光是通 过激发光激发荧光基团到达高能量状态，而后产生发射光。常用的有绿色荧光蛋白(GFP)、红色荧光蛋白(DsRed) 及其他荧光报告基团，标记方法与体外荧光成像相似。荧光成像具有费用低廉和操作简单等优点。同生物发光在 动物体内的穿透性相似，红光的穿透性在体内比蓝绿光的穿透性要好得多，近红外荧光为观测生理指标的最佳选 择。现有技术采用不同的原理，尽量降低背景信号，获取机体中荧光的准确信息。
分子影像学名词解释
分子影像学名词解释分子影像学是一门研究生物分子在活体内的位置、分布、代谢和相互作用的学科。
它利用各种影像技术，如核磁共振成像、正电子发射断层扫描、单光子发射计算机断层扫描等，对生物体内的分子进行非侵入性的可视化和定量分析。
在分子影像学中，有一些重要的名词需要解释和理解。
1. 核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）：核磁共振成像是一种基于核磁共振原理的影像技术，通过对生物组织中的水分子进行成像，可以产生高对比度的图像，显示出组织的解剖结构以及一些功能信息。
2. 正电子发射断层扫描（Positron Emission Tomography, PET）：正电子发射断层扫描是一种核医学技术，通过注射携带放射性标记的分子（如葡萄糖或药物），测量其在人体内的分布以及其代谢过程，从而反映出生物体的生理和代谢活动。
3. 单光子发射计算机断层扫描（Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT）：单光子发射计算机断层扫描也是一种核医学影像技术，通过注射放射性同位素标记的药物，测量其在体内的分布情况，然后通过计算机重建成三维图像，用于研究生物体的疾病诊断。
4. 分子探针（Molecular Probes）：分子探针是一种用于标记或检测特定分子的化合物。
它可以与目标分子发生特异性的相互作用，从而实现对目标分子的可视化和定量分析。
5. 代谢活性（Metabolic Activity）：代谢活性指生物体内的化学反应和能量转换过程。
在分子影像学中，通过测量代谢活性可以了解生物体的生理状态和功能活动。
通过分子影像学的研究，我们可以更深入地了解生物体内分子的结构、功能和相互作用，为疾病的早期诊断、治疗效果评估以及药物研发提供重要的信息和工具。
这些技术的不断发展和创新将进一步推动分子影像学在医学和生命科学领域的应用。
《分子影像介绍》课件
1 2 3
转化医学研究
加强转化医学研究，将实验室研究成果转化为临 床实用的分子影像技术，提高疾病的诊断和治疗 水平。
培训与教育
开展针对临床医生和研究人员的分子影像培训和 教育活动，提高他们对分子影像技术的认识和应 用能力。
制定行业标准与规范
制定分子影像技术的行业标准和规范，促进技术 的标准化和规范化发展，推动其在临床的广泛应 用。
详细描述
正电子发射断层扫描通过引入标记的短寿命放射性核素，检测其在体内的分布， 从而反映器官或组织的代谢活性。该技术对于肿瘤、心血管疾病等疾病的早期诊 断具有重要价值。
单光子发射计算机断层扫描
总结词
一种利用放射性核素标记的药物进行成像的技术。
详细描述
单光子发射计算机断层扫描通过注射放射性核素标记的药物，利用探测器检测药物在体内的分布和代谢，从而反 映器官或组织的生理和病理状态。该技术广泛应用于心血管、肿瘤等疾病诊断。
《分子影像介绍》ppt课件
目录
• 分子影像概述 • 分子影像技术原理 • 分子影像在医学中的应用 • 分子影像的未来发展 • 结论
01
分子影像概述
定义与特点
定义
无创性
高分辨率
高灵敏度
分子影像是一种无创、无痛、 无损的医学影像技术，通过高 分辨率和高灵敏度的成像设备 ，对活体组织中的分子进行成 像，以揭示生理和病理过程。
利用新材料、纳米技术等手段，开发 具有更高灵敏度和特异性的新型分子 探针，提高影像诊断的准确性。
将不同模态的分子影像进行融合，如 光学、核医学、MRI等，以提供更全 面、精准的疾病诊断信息。
影像设备升级与智能化
推动分子影像设备的技术革新，提高 设备的空间分辨率、时间分辨率和灵 敏度，同时实现智能化、自动化操作 。
医学中的分子影像技术
医学中的分子影像技术指的是将分子水平的信息转化为影像来展现疾病的发生机制和治疗效果等信息的技术。
该技术通过可视化疾病的分子标记物，为医生提供了更为精确、准确的疾病诊断和治疗策略选取等帮助。
本文将围绕着分子影像技术的原理、应用场景及未来发展等方面加以分析探讨。
一、分子影像技术的原理分子影像技术的核心是显像探针，它是一种可以在体内标记特定分子的物质。
常用的显像探针有:1.单光子发射计算机断层成像(SPECT)显像探针：该探针通常由放射性物质和一种受体配体组成。
和受体相结合后通过放射性信号使得受体受到探针的辐射，显像出来的影像可以清晰的反映出受体的分布、浓度、特异性和生物学程度。
2.正电子发射计算机断层成像(PET)显像探针：该探针同样是由放射性物质和特定配体组成。
它可以通过检查检测特定的细胞分子如葡萄糖、氧气或其他化合物的摄取或代谢，来辅助诊断心脑血管疾病、肿瘤等。
3.磁共振影像(MRI)显像探针：该探针通常是一种具有磁性的物质，通过对物质分子中的核和电子施加磁场和电磁波来显像。
比如Gadolinium-DTPA是一种可以改变局部磁场的物质，在磁场中通过磁共振可以显像出它的分布情况。
通过将这些显像探针与分子结合起来，就能够实现对分子的定位、分布、代谢以及与其它分子的作用等分子水平的测量。
二、分子影像技术的应用场景分子影像技术的应用场景非常广泛，在诊断患者疾病时常常用到。
常见的应用有：1.癌症诊疗：分子影像技术可以通过检测癌细胞表面的特定受体或蛋白质的分布来定位和量化肿瘤，有助于早期发现和诊断肿瘤，并为治疗提供指导。
2.脑部神经元损伤：分子影像技术可用于检测脑部神经元的损伤程度。
如目前应用较多的意识障碍病人的维护药物，就是通过检测脑部神经元的代谢情况来辅助诊断的。
3.胶质瘤的检测：在胶质瘤的治疗中，分子影像技术可以通过检测肿瘤细胞发生的变化，以找到可以减去或摆脱的疾病因素4.研究新的治疗药物：通过分子影像技术可以研究新药的在体内动态和静态的特性及其对具体受体的反应，以更好地测试新药物的有效性和安全性。
分子影像学在医学影像中的应用进展
分子影像学在医学影像中的应用进展摘要】随着分子生物学和计算机应用技术的发展,分子影像学技术已成为医学影像学以及相关临床和基础研究的一个新趋势。
随着人类基因组测序的完成和后基因组时代的到来，从核酸—蛋白质、蛋白质—蛋白质分子间的相互作用关系分析疾病的发病机理、疾病早期的生物学特征，为疾病发生的早期检测、预警、诊断和疗效评估提供新的方法与手段。
它的研究成果将为肿瘤和其他疾病的发病机理、临床诊断、病情监测和疗效评估的研究提供有效的新方法和新手段。
【关键词】分子影像学分子生物学人类基因【中图分类号】R319 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2012）01-0064-02近年来,分子影像学的出现与迅速进展,是现代医学影像学发展的里程碑式的事件[1-3].作为一种技术手段,分子影像学在生物体完好无损的环境下,在分子或细胞水平对生物过程进行可视化、定性、定量研究,所获得的数据,与常规研究手段所得到的数据比较,更加接近机体的真实情况[2]。
对病理过程的分子影像学研究,有望在早期疾病诊断和发现，从分子水平评价治疗效果等方面发挥重要作用。
分子影像学能够帮助我们在分子水平真正早期发现病变,及时干预,而不是在患者出现临床症状与体征之后。
传统医学影像诊断显示的是生物组织细胞病变的解剖变化，而分子影像学则着眼于生物组织细胞或分子水平的生理和病理变化，它不仅可以提高临床诊治疾病的水平，更重要的是有望在分子细胞水平发现疾病，真正达到早期诊断。
1 分子影像学成像原理及核心分子影像学融合了分子生物化学、数据处理、纳米技术、图像处理等技术，因其具高特异性、高灵敏度和图像的高分辨率，因此今后能够真正为临床诊断提供定性定位、定量的资料。
由此可见，分子影像学不再是一个单一的技术变革，而是各种技术的一次整合。
分子影像技术有三个关键因素，第一是高特异性分子探针，第二是合适的信号放大技术，第三是能灵敏地获得高分辨率图像的探测系统。
分子影像学在生物医学领域中的应用
分子影像学在生物医学领域中的应用随着生物学、医学技术的不断发展，分子影像学作为一种新的生物医学技术逐渐崭露头角。
分子影像学，顾名思义，是将分子层面的信息转化为图像，以了解分子在活体内的行为和变化。
它的应用范围非常广泛，包括了生物医学研究、药物研发、临床诊断、疾病监测等多个方面。
本篇文章将会详细阐述分子影像学在生物医学领域中的应用。
一、分子影像学技术1.放射性示踪剂技术放射性示踪剂技术是分子影像学的重要组成部分，是指将放射性同位素标记在某一特定的分子上，通过放射性同位素的放射性衰变为其所在的器官组织累积一定量的同位素，然后通过扫描设备获取该器官组织的图像，从而了解该特定分子在体内的分布和代谢情况。
2.光学影像技术光学影像技术是指通过特定的荧光染料或荧光靶向剂，将生物分子或细胞表面标记成荧光发射状态，然后通过光学显微镜或其他光学设备来获得分子定位与数量分布等信息。
3.磁共振成像技术磁共振成像技术是一种非侵入性的成像技术，通过高强度的磁场和射频脉冲产生磁共振信号，从而生成高分辨率图像，它具有较好的空间分辨率和对软组织的分辨率较高的优点。
磁共振技术对于神经系统、心血管和肿瘤的影像检测十分重要。
二、分子影像学在药物研发中的应用1.药物代谢研究药物代谢是药物治疗效果的重要因素，它对药物的疗效和安全性都有着重要的影响。
分子影像学技术可以实时监测药物代谢过程，研究药物在生物体内的分布和代谢途径。
例如，在药物研发中，可以通过放射性示踪剂技术来监控药物代谢途径和药物在生物体内的行为，从而得到药物的代谢动力学参数和药物在体内的生物学命运。
这对于后续药物的研究和开发具有重要的意义。
2.药物疗效评估药物治疗效果是临床医学的核心问题，分子影像学技术通过观察生物体内分子层面的变化，可以直接评估药物对于目标分子直接影响的程度及其所产生的生物学效应。
例如，可以通过离体标记药物及其靶标分子，从而探测药物对其所在器官组织的疗效。
三、分子影像学在临床医学中的应用1.癌症诊断癌症是当今世界上一种严重的绝症，早期发现和定位癌细胞是癌症治疗的关键。
医学影像常用名词解释影像学名词解释
医学影像常用名词解释影像学名词解释MRA：磁共振血管成像，是使血管成像的MRI技术，一般无需注射对比剂即可使血管显影安全无创，可用多角度观察，但目前MRA显示小血管和小病变仍不够满意，还不能完全代替DSA.EPI:回波平面成像，目前成像速度最快的技术，可在30ms内采集一幅完整的图像。
EPI技术可与所有常规成像的序列进行组合。
MRS:磁共振波谱，是利用MR中的化学位移现象来确定分子组成及空间分布的一种检查方法，是一种无创性的研究活体器官组织代谢、生物变化及化合物定量分析的新技术。
CT：Computed Tomography 利用X线束对人体某选定部位逐层扫描，通过测定透过X线剂量，经数字化处理得出该扫描层面组织各个单位容积的吸收系数，然后重建图像的一种成像技术。
MR水成像：是采用长TR，很长TE获得重度T2加权，从而使体内静态或缓慢流动的液体呈现高信号，而实质 __和快速流动的液体如动脉血呈低信号的技术。
通过MIP重建，可得到类似对水器官进行直接造影的图像。
窗宽（window width）：指图像上16个灰阶所包括的CT值范围，在此CT值范围内的组织均以不同的模拟灰度显示，CT值高于此范围的组织均显示为白色，而CT值低于此范围的组织均显示为黑色。
窗位（window level）：又称窗中心，一般应选择观察组织的CT 值位中心。
窗位的高低影像图像的亮度，提高窗位图像变黑，降低则变白。
伪影（artifact）：在扫描和处理过程中，由于某种或某几种原因而出现的人体本身并部存在而图像中却显示出来的各种不同类型的影像。
主要包括运动伪影、高密度伪影、机器故障伪影等。
体素（voxel）：CT图像是假定将人体某一部位有一定厚度的层面分成按矩阵排列的若干个小立方体，即基本单元，以一个CT值综合代表每个单元内的物质密度，这些小单元即称为体素。
HRCT：高分辨率CT扫描，采用薄层扫描，高空间分辨率算法重建及特殊的过滤处理，可取得有良好空间分辨率的CT图像，对显示小病灶及细微结构优于常规CT扫描。
基础篇核医疗分子影像讲义
第五章
核医学分子影像
作者 ： 田梅
单位 ： 浙江大学医学院附属第二医院
第一节 分子影像与核医学分子影像的概念 第二节 核医学分子影像的应用实例 第三节 核医学分子影像与影像组学
重点难点
掌握 分子影像与核医学分子影像的概念、特点 及主要内容
熟悉 核医学分子影像的主要临床应用
第二节
核医学分子影像的应用实例
• 核医学（第9版）
一、核医学分子影像在精准医学中的支撑作用
美国医学界在2011年首次提出精准医学（precision medicine）的概念。 精准医疗计划是指根据患者的临床信息和人群队列信息，应用现代遗传技术、
分子影像技术、生物信息技术，结合患者的生活环境和方式，实现精准的疾 病分类及诊断，制定具有个性化的疾病预防和治疗方案。 现代医学离不开先进的影像医学，分子影像是精准医学的重要标志。
• 核医学（第9版）
2. 放射免疫显像
放射免疫显像是一种将放射性核素标记某些特定的单克隆抗体注入体内后 特异地与相应的靶抗原结合使其显影的显像方法，具有肿瘤高亲和性。
关于抗体的研究是放射免疫显像的热点，其中Affibody、微型抗体、纳 米抗体是主要的研究方向。
放射免疫显像具有高特异性、高成像对比率、高血液清除速度等特点，主 要应用于乳腺癌、肺癌等肿瘤的成像。
凋亡显像指通过体外显像的方法检测细胞自发及诱发性凋亡的位置及程度。 凋亡显像对于肿瘤治疗疗效的监测、心脏移植排异反应监测、急性心肌梗死 与心肌炎的评价有重要价值。
• 核医学（第9版）
显像种类 代谢显像
放射免疫显像 受体显像
反义基因显像 凋亡显像 乏氧显像
核医学分子影像显像剂概览
分子影像技术_医学影像的新革命
分子影像技术:医学影像的新革命周艳琼 白 木(广西桂林市西山南巷35号 541001)一、什么是分子影像技术分子影像学是传统的医学影像技术与现代分子生物学相结合产生的一门新兴学科,与之相对应的分子影像技术,旨在利用现有的一些医学影像技术(主要是PET 、fMRI 和光学CT )对人体内部特定的分子进行无损伤的实时成像。
分子影像技术综合了现有的多种物理和医学技术,能让医生们观察到患者体内的基因、蛋白质和其他分子的活动。
通常,探测人体分子的方法有离体和在体两种。
分子影像技术作为一种在体探测方法,其优势在于可以快速、远距离、无损伤地获得人体分子的三维图像。
和现有的医学影像技术相比,它可以揭示病变的早期分子生物学特征,从而为疾病的早期诊断和治疗提供可能性,也为临床诊断引入了新的概念。
实现真正意义上的分子影像技术,需要关注三大要素:分子探针、信号放大和高灵敏探测。
目前,在多数情况下,科学家要从外部向人体输入一种分子(分子探针),进而与细胞内另一分子(靶分子)形成特异结合。
分子探针的目标就是要对所研究的人体内部的靶子进行标记成像。
通常,由于分子探针的浓度只有纳克以至皮克量级,因而体内成像信号放大和高灵敏度成像仪器的研制也是分子影像技术发展的关键。
另外,成像仪器是否具备很高的时间分辨率和空间分辨率,也是需要考虑的因素。
目前,分子影像常用的探测方法有核探测方法、核磁共振方法和光学方法等。
分子影像学研究的核心技术是高灵敏度射线探测、弱磁场探测以及弱信号放大和高分辨率成像。
这些与高能物理实验技术所要求的精度完全符合,高能所拥有的核分析技术以及同步辐射正是分子影像学研究所需的独特的手段,而且,高能所从事的PET 、CT 等技术的开发项目,正是分子影像学研究所急需国产化的设备。
体内分子影像领域是分子生物学、化学、物理学、放射医学、核医学、计算机科学的交叉研究领域,是近年发展起来的以体内特定分子为成像对比度源的医学影像技术。
生物医学工程中的分子影像技术及应用
生物医学工程中的分子影像技术及应用随着科技不断发展，现代医学领域中的生物医学工程正在成为一种新的技术和方法的集合。
其中，分子影像技术是生物医学工程领域中一个非常重要的发展方向。
分子影像技术是指利用现代科技手段，对人体内部的分子、细胞等微观结构进行成像，从而揭示其形态、结构、功能等信息的技术。
本文将简要介绍分子影像技术的种类、发展现状以及在生物医学工程领域中的应用。
一、分子影像技术的种类分子影像技术主要包括以下几种：1. 荧光分子影像技术荧光分子影像技术是指利用某些物质被激发后能够发出荧光的特性，通过荧光成像的方式获取生物样本中分子的信息。
该技术非常适用于国应用生化学、分子生物学、细胞生物学领域。
2. 放射性分子影像技术放射性分子影像技术是指将具有放射性的放射性示踪剂注射到人体内，再通过检测示踪剂本身的放射性信号来进行成像。
该技术非常适用于心血管疾病等疾病的诊断。
3. 磁共振分子影像技术磁共振分子影像技术是指利用强磁场和无线电波等技术，对人体内部的分子、细胞等物质进行成像。
该技术非常适用于癌症、神经学等领域。
二、分子影像技术的发展现状目前，分子影像技术已经作为一种可以应用于临床医学、基础医学和生化研究领域的技术，受到越来越多的关注。
在早期的分子影像技术中，放射性标记技术被广泛应用于心血管疾病等领域。
但随着新技术的不断涌现，荧光分子影像技术成为了新的研究热点。
在这个领域中，有许多新的光学探针和光学技术被开发出来，例如光纤光学毫米波成像技术、多光子成像技术等，这些技术可以检测到微观结构中的光学信号。
此外，随着基因工程和蛋白工程等新技术的出现，允许我们对生物体内的各种分子直接进行操控，从而为分子影像技术的发展提供了新的手段和方法。
三、分子影像技术在生物医学工程领域的应用分子影像技术在生物医学工程领域中有着广泛的应用，具体如下：1. 定位疾病细胞分子影像技术可以帮助我们在治疗癌症和其他疾病时，定位和跟踪疾病细胞。
二、er影像组学技术套路及实现
ER影像组学技术是指从医学影像中提取大量信息，通过数据分析来预测和诊断疾病的技术。
其基本流程包括以下步骤：
1.数据采集：首先，需要获取大量的医学影像数据，如CT、MRI
等。
这些数据可以来自医院的信息系统，也可以通过第三方机构获取。
2.影像预处理：预处理是ER影像组学的重要环节，包括去噪、对
比度增强、分割等步骤，目的是提取出感兴趣的区域或结构，为后续的分析做准备。
3.特征提取：这一步是从预处理后的影像中提取出各种特征，如纹
理、形状、大小等。
这些特征可以反映病变的形态和性质，对于疾病的诊断和治疗具有重要的意义。
4.特征筛选和模型建立：在提取出大量特征后，需要通过机器学习
算法对这些特征进行筛选和优化，建立起预测和诊断模型。
这个过程需要对数据进行充分的探索和分析，选择合适的特征和算法。
5.模型评估和优化：在建立好模型后，需要对其进行评估和优化。
评估可以通过交叉验证、ROC曲线等方法进行，而优化则可以通过调整参数、改变算法等方式进行。
评估和优化的目的是提高模型的准确性和可靠性。
6.结果解释和应用：最后，需要对模型的结果进行解释和应用。
解
释包括对模型的工作原理、特征选择的理由等进行说明。
应用则包括将模型应用于新的影像数据，对疾病进行预测和诊断。
实现ER影像组学技术需要具备一定的医学影像处理、机器学习和数
据分析能力。
常用的工具包括Python、R等编程语言，以及TensorFlow、PyTorch等深度学习框架。
同时，还需要注意数据的安全性和隐私保护问题。
ERP简介医学影像与分子影像学
Pg1
Pg2
Fpz Fp2
F8 Fz F4
矢状线
A1 T3 C5 C3 Cz
C4
A2 C6 T4
冠状线
T5 Cb1 P3 Pz P4
T6 Cb2 O1 Oz O2
国际10—20脑电记录系统
头部定位系统
另一条称为冠状线，是两外耳道之间的连 线 ， 从 左 到 右 也 标 出 5 个 点 ： T3 、 C3 、 Cz、C4、T4。T3和T4外侧各占10%，其 余各点间距离均占全长20%。 注意，Cz点是两条 线的交汇点，常作为确 定电极帽是否戴正的基准点。
ERP简介
ERP原理及提取技术 主要ERP成分及经典研究 刺激呈现与数据处理 正向问题及逆向问题
刺激呈现与数据处理
实验程序采用Eprime软件编制。 基本实验流程包括实时（on-line）刺激呈 现、头皮脑电放大、模数转换（数据采 集）以及实验结束后离线式（off-line）数 据分析。 数据的离线处理的程序：滤波、分段、排 除伪迹、删除坏电极、平均叠加、参考 点、基线调整、总平均，共8个步骤。
发展历史
1929年，Hans Berger首先发表脑 的自发电位（即脑 电图 electroencephalogr am，简称EEG）论 文，报告心算可引 起EEG的α节律减 少。
发展历史－First EEG
发展历史－Berger’s Machine
发展历史
此后三十年间，关于EEG与心理活动关系 的研究，以及从中提取心理活动信息的研 究一直没有中断。 20世纪50年代末，随着计算机在生物学中 的应用，特别是用于EEG分析而产生了事 件相关电位（event-related potentials，简 称ERP）方法，才使脑波与心理因素关系 的研究重新焕发了生机。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
田 捷
中科院自动化所医学影像研究室
Email：tian@
2004年9月
第八讲：功能成像方法与设备取技术 主要ERP成分及经典研究 刺激呈现与数据处理 正向问题及逆向问题
ERP信号的缺点
ERP的主要弱点在于低的空间分辨率， ERP在空间上只能达到厘米级，主要的 影响因素是容积导体效应与封闭电场问 题。另外，ERP只能采用数学推导来实 现脑电的源定位，比如偶极子，这种方 法的可靠性也是有限的。
头部定位系统
ERP记录装置是一个电极帽，上面有多个记 录或吸收头皮放电情况的电极，这些电极在 帽子上的位置是根据国际脑电图学会1958制 定的10－20系统（Jesper, 1958）确定的。 每一个电极记录到的脑电变化代表的是特定 位置头皮上的放电情况，掌握10－20系统是 进行ERP学术交流的条件之一。
E-Studio - Interface
E-Studio 由四 个部分组成:
1.Toolbox 2. Structure View 3. Properties Window 4. Workspace
ERP实验流程
数据处理步骤
滤波（filter） 分段（segmentation） 排除伪迹（artifact detection） 删除坏电极（bad channel replacement） 平均叠加（average） 参考点（Montage operation） 基线校正（baseline correct） 总平均（grand average）
E-Prime简介 E-Prime是实现心理实验计算机化的 一个可视化编程语言平台，是一个涵 盖实验生成到毫秒精度的数据收集分 析的应用软件套装。 功能：实验设计、生成、运行、收集 数据、编辑和预处理分析数据。
Eprime的优点
E-Prime能呈现的刺激可以是文本、图像和声音 （可以同时呈现三者的任意组合）。 提供了详细的时间信息和事件细节（包括呈现时 间、反应时间的细节），可供进一步分析，有助 于了解实际实验运行的时间问题。 专门面向心理实验，并针对心理实验的时间精度 作了优化。刺激呈现与屏幕刷新同步，精度可达 毫秒。 相对于传统编程语言，E-Prime易学易用，实验生 成快速。
N400
N400 ， 是 研 究 脑 的 语 言 加 工 原 理 的 常 用 ERP成分，最早由Kutas于1980年报告，这 一篇报告发表在当年的Science（207，203 －205）上。他们通过屏幕向被试呈现一些 句子，句子的每个单词从前往后是逐个出 现的，先出现的几个句子都是正常的符合 语法和语境的。在呈现句子时同步记录每 个单词呈现后引起的脑电变化。
ERP简介
ERP原理及提取技术 主要ERP成分及经典研究 刺激呈现与数据处理 正向问题及逆向问题
主要ERP成分及经典研究
ERP的先驱研究者经过四十多年的积累， 发现了一些经典的ERP成分，在发现这些 成分时所使用的一些研究方法对于后来者 有启发。 其中与心理学研究密切相关的成分主要包 括CNV （Contingent Negative Variation, 关 联 负 变 ) 、 P300 、 MMN （ mismatch negativity,失匹配负波)、和N400等。
参考点选取（Montage Operation）
可以将所有电极的平均作为参考。
基线校正（Baseline Correct）
校 正 时 一 般 选 择 所 有 导 联 （ all channel），即对所有电极点都进行校 正。基线是根据Epoch时设置的刺激前 到0点的时间段上的波形，一般设定为 100ms。
ERP的两个重要特征 事件相关脑电有两个重要特性：潜伏 期恒定、波形恒定；与此相对，自发 脑电则是随机变化的。所以，可以将 同一事实多次引起的多段脑电记录下 来，但每一段脑电都是各种成分的综 合，包括自发脑电（噪音）。
叠加技术 将由相同刺激引起的多段脑电进行多 次叠加，由于自发脑电或噪音是随机 变化，有高有低，相互叠加时就出现 正负抵消的情况，而ERP信号则有两 个恒定，所以不会被抵消，反而其波 幅会不断增加，当叠加到一定次数 时，ERP信号就显现出来了。
ERP信号的优势
ERP是刺激事件引起的实时脑电波，在时间 精度可达到微秒级。极高的时间分辨率是 ERP的主要优势，ERP也可以和行为数据， 特别是反应时间（RT）很好地配合，以研 究认知加工过程的规律。 通过叠加技术获得的与事件发生进程有锁时 （time-lock）关系的脑电就称为事件相关电 位（ERP）。
ERP简介
ERP原理及提取技术 主要ERP成分及经典研究 刺激呈现与数据处理 正向问题及逆向问题
刺激呈现与数据处理
实验程序采用Eprime软件编制。 基本实验流程包括实时（on-line）刺激呈 现、头皮脑电放大、模数转换（数据采 集）以及实验结束后离线式（off-line）数 据分析。 数据的离线处理的程序：滤波、分段、排 除伪迹、删除坏电极、平均叠加、参考 点、基线调整、总平均，共8个步骤。
删除坏电极通道 （Bad Channel Replacement）
进入电极状态图，如果电极是坏的， 将显示为红色，对这些红色电极加以 双击使之变成绿色，然后确定即删除 坏电极。
平均（Average）
根 据 需 要 ， 选 取 time domain 或 frequency domain进行平均叠加。这 一步主要是对相同任务引起的刺激加 以叠加。
头部定位系统
10－20系统的原则是头皮电极点之间的相对 距离以10%与20%来确定，并采用两条件标 志线。 一条称为矢状线，是从鼻根到枕外隆凸的连 线，从前向后标出5个点：Fpz、Fz、Cz、 Pz、Oz，Fpz之前与Oz之后线段长度占全长 10%，其余各点间距离均占全长的20%。
导联方法
Fp1 F7 F3
Pg1
Pg2
Fpz Fp2
F8 Fz F4
矢状线
A1 T3 C5 C3 Cz
C4
A2 C6 T4
冠状线
T5 Cb1 P3 Pz P4
T6 Cb2 O1 Oz O2
国际10—20脑电记录系统
头部定位系统
另一条称为冠状线，是两外耳道之间的连 线 ， 从 左 到 右 也 标 出 5 个 点 ： T3 、 C3 、 Cz、C4、T4。T3和T4外侧各占10%，其 余各点间距离均占全长20%。 注意，Cz点是两条 线的交汇点，常作为确 定电极帽是否戴正的基准点。
CNV
CNV（Contingent Negative Variation ）关联负 变。实验中，告知被试，他将得到两个信号（声 音或闪光等），他的任务是在第一个信号出现后 开始准备反应，但并不反应，当出现第二个信号 之后则要尽快做出反应；两个信号之间的时间并 不固定。 结果发现，在两个信号之间，被试的脑电出现了 负向偏转（或负向变化，负变），这个脑电负向 变化形成的类似高原的波形就是CNV，在被试完 成按键反应后CNV就消失了。
正向问题： 已知源和导体，求源所产生的场。
逆向问题： 已知导体及场，求源。
偶极子
偶极子（dipole）是由多对数值相等、符号 相反的电荷，彼此相隔一定距离时形成的 体系。偶极子被认为是ERP的脑内源。 在神经冲动的传导过程中，在两个神经元 之间的突触处形成负离子占优，在下一个 神经元的顶树突处形成一个纯粹的细胞外 负电位，同时在此神经元的其它部分（细 胞体和基底树突）又形成一个纯粹的正成 分，这样就构成了一个微小的电流偶极 子。
ERP分段叠加显示图
ERP是平均诱发电位
叠加n次后的ERP波幅增大了n倍，因而需要 再除以n，使ERP恢复原形，即还原为一次刺 激的ERP数值。所以ERP也称为平均诱发电 位，平均指的是叠加后的平均。这样就获得 了所希望的事件相关电位波形图。 因此，对于ERP研究来说，为了提取事件相 关脑电位变化，传统上不得不进行多次重复 刺激（次数记为n）。现在，可以通过计算机 叠加技术轻松实现上述过程。
ERP原理及提取技术 活的人脑总会不断放电，称为脑电 （EEG），但成分复杂而不规则。正 常的自发脑电一般处于几微伏到75微 伏之间。而由心理活动所引起的脑电 比自发脑电更弱，一般只有2到10微 伏，通常淹埋在自发电位中。所以 ERP需要从EEG中提取。
开放电场
脑电（EEG）是由于皮质大量神经组织的 突触后电位同步总和而成，而单个神经元 电活动非常微小，不能在头皮记录到，只 有神经元群的同步放电才能记录到。 这种脑组织神经元排列方向一致的情况， 构成所谓的开放电场（open field），反之 则是方向不一致相互抵消的封闭电场 （closed field）。
滤波（Filter）
目的在于排除50Hz市电干扰和其它伪 迹，这是根据频率来处理的。
对脑电分段（Segmentation）
按照预设的分析时程，以刺激物发生 为起点，对连续记录的EEG数据按照 事件发生时段进行分段。
排除伪迹（Artifact Detection）
这也是对波幅进行处理，不过它可以 针对一导或多导，根据某一范围的数 值，比如±100μV，超出这一范围的 成分则被删除。
开放电场与封闭电场图示
ERP原理及提取技术 因此，ERP只能反映某些脑部的激活 情况，而有些脑部即使处于激活状 态，但由于其神经元没有能够形成开 放电场，ERP上也是反映不出来的。
影响ERP信号记录的其它因素 除神经元的排列方式外，记录点与神经 元活动的距离也会影响ERP信号的采 集。这样就区分出了近场源与远场源， 初级体感诱发电位位于中央后回，是典 型的近场源，而脑干听觉诱发电位是典 型的远场源。离头皮越远则电位衰减越 厉害，记录到的脑电波幅也很小。
P300及Oddball范式
在这种条件下，实验记录到在小概率刺激 出现之后300ms时观察到一个正波，称为 P300，这个波在Pz点附近最高。研究发现 P300的波幅与所投入的心理资源量成正相 关，其潜伏期随任务难度增加而变长。