常見(jiàn)的幾種小動(dòng)物活體成像技術(shù)簡(jiǎn)介

動(dòng)物模型是現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究中重要的實(shí)驗(yàn)方法與手段，有助于更有效地認(rèn)識(shí)疾病的發(fā)生及發(fā)展規(guī)律，廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)研究及藥物開(kāi)發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域。各種影像技術(shù)在動(dòng)物研究中也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，各種小動(dòng)物成像的專(zhuān)業(yè)設(shè)備，為科學(xué)研究提供了強(qiáng)有力的工具。
小動(dòng)物活體成像技術(shù)是指應(yīng)用影像學(xué)方法，對(duì)活體狀態(tài)下的生物過(guò)程進(jìn)行組織、細(xì)胞和分子水平的定性和定量研究。小動(dòng)物活體成像技術(shù)主要分為可見(jiàn)光成像(Optical imaging)、計(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed tomography，CT）、核素成像（Radio-nuclear imaging）、核磁共振成像（Magnetic resonance imaging ，MRI）和超聲（Ultrasound）成像五大類(lèi)。
   
Micro-CT
Micro-CT（micro computed tomography，微計(jì)算機(jī)斷層掃描），又稱(chēng)微型 CT或顯微 CT，是一種非入侵性的 3D 成像技術(shù)，能夠在不破壞樣本的情況下了解樣本內(nèi)部的顯微結(jié)構(gòu)。與臨床 CT 相比，Micro-CT具有許多優(yōu)勢(shì)：（1）圖像分辨率極高，可以達(dá)到微米級(jí)別；（2）使用錐形束CT掃描，掃描覆蓋面積大；（3）X射線利用率高，顯著提高成像速度以及獲得各向同性容積圖像；（4）平板探測(cè)器像素多、體素小，能夠提高圖像的采集速度及空間分辨率。
IMAGING 100是銳視醫(yī)療自主研發(fā)的具備國(guó)際領(lǐng)先性能的超高分辨率、離活一體Micro-CT成像設(shè)備。IMAGING 100采用微焦點(diǎn)X射線管和高分辨平板探測(cè)器，通過(guò)錐形束 CT掃描和三維圖像重建技術(shù)，提高圖像空間分辨率和采集重建時(shí)間。IMAGING 100既適用于斑馬魚(yú)、小鼠、大鼠、豚鼠、兔子、小豬等活體生物，也適用于骨骼、器官、組織等離體樣本，IMAGING 100廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、植物學(xué)、考古、材料、地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域。
   
可見(jiàn)光成像
可見(jiàn)光成像（Optical imaging）主要包括生物發(fā)光成像與熒光分子成像。
生物發(fā)光成像是用熒光素酶基因標(biāo)記細(xì)胞DNA，產(chǎn)生的熒光素酶與相應(yīng)底物發(fā)生氧化反應(yīng)并產(chǎn)生光信號(hào)。
熒光分子成像是利用熒光報(bào)告基因（GFP、RFP）或Cy5、Cy7等熒光染料進(jìn)行標(biāo)記，通過(guò)外界光源激發(fā)產(chǎn)生熒光信號(hào)。
傳統(tǒng)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)需要在不同的時(shí)間點(diǎn)解剖實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以獲得數(shù)據(jù)，得到多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但是，體內(nèi)可見(jiàn)光成像技術(shù)通過(guò)對(duì)同一組實(shí)驗(yàn)對(duì)象在不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤記錄，實(shí)現(xiàn)持續(xù)觀察生物體內(nèi)的生理反應(yīng)及病理過(guò)程，并進(jìn)行細(xì)胞活動(dòng)和基因行為研究�？梢�(jiàn)光成像不涉及放射性物質(zhì)，同時(shí)具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)研究及藥物開(kāi)發(fā)等方面。
IMAGING 200pro是銳視醫(yī)療自主研發(fā)的一款小動(dòng)物三維光學(xué)活體成像設(shè)備，具有全球唯一能夠真正實(shí)現(xiàn)三維光學(xué)成像功能，超高的三維空間分辨率，亞毫米級(jí)別定位精度，同時(shí)運(yùn)用先進(jìn)的三維成像算法，在三維空間實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤及疾病的準(zhǔn)確定位和診斷。
 
MRI
核磁共振成像（Magnetic resonance imaging, MRI）利用核磁共振原理進(jìn)行成像，既能顯示組織器官的形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)，又可以顯示某些器官的功能狀況及生化信息。與CT相比，MRI沒(méi)有電離輻射性損害，同時(shí)具有軟組織分辨能力高、無(wú)需使用造影劑即可顯示血管結(jié)構(gòu)等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。但是，MRI掃描時(shí)間偏長(zhǎng)，對(duì)于骨骼和鈣化組織成像效果不如CT。
 
核素成像
PET、SPECT是核醫(yī)學(xué)的兩種顯像技術(shù)，都是利用放射性核素的示蹤原理進(jìn)行成像。
正電子發(fā)射斷層掃描（Positron Emission Tomography, PET）利用正電子核素標(biāo)記的示蹤劑進(jìn)行活體成像，觀測(cè)同一活體動(dòng)物體內(nèi)示蹤分子的空間分布、數(shù)量及其時(shí)間變化，能夠無(wú)損的、動(dòng)態(tài)的從分子水平觀察生命活動(dòng)變化。但是，小動(dòng)物 PET 需要使用放射性核素，缺少解剖結(jié)構(gòu)信息，提高分辨率的同時(shí)卻降低了靈敏度。
與PET相比，單光子發(fā)射型斷層掃描（Single Photon Emission Computed Tomography,  SPECT）使用長(zhǎng)半衰期的放射性核素，半衰期6小時(shí)到3天，不需要回旋加速器。但是，SPECT的靈敏度、分辨率、圖像質(zhì)量及定量準(zhǔn)確性較PET差。
 
超聲
超聲成像是通過(guò)發(fā)射和接收超聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)成像，由于不同組織對(duì)于聲波的阻抗不同，在不同組織之間的交界處會(huì)發(fā)生不同程度的透射與反射，通過(guò)分析反射信號(hào)獲得體內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)信息。由于超聲無(wú)輻射、操作簡(jiǎn)單、圖像直觀等優(yōu)勢(shì)在臨床上廣泛應(yīng)用。在小動(dòng)物研究中，由于所達(dá)到組織深度的限制，同時(shí)成像的質(zhì)量容易受到骨或軟組織中的影響，限制了超聲在小動(dòng)物成像中的應(yīng)用。
 
多模態(tài)成像
 每種成像技術(shù)都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和局限性，結(jié)合幾種成像技術(shù)的多模式成像成為復(fù)雜生命科學(xué)課題、臨川前疾病研究等必不可少的工具和手段。結(jié)構(gòu)成像如CT、MRI空間分辨率高，但對(duì)疾病的敏感性較低，難以發(fā)現(xiàn)早期病灶；功能成像如可見(jiàn)光成像、核素成像能夠通過(guò)分子和細(xì)胞的變化檢測(cè)到疾病，但空間分辨率較低，結(jié)構(gòu)信息不足。多模態(tài)成像通過(guò)融合光、電、力、磁、核素等多種成像技術(shù)，打破了單一成像技術(shù)的局限性，實(shí)現(xiàn)對(duì)生命體的整體結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)代謝過(guò)程等全方位可視化描繪與精準(zhǔn)測(cè)量，進(jìn)而揭示生命與疾病的奧秘，常見(jiàn)的多模態(tài)系統(tǒng)有BLT/CT、FMT/CT、PET/CT等。
   
IMAGING 1000是銳視醫(yī)療自主研發(fā)的一款三維多模態(tài)精準(zhǔn)成像系統(tǒng)，具有Micro-CT、三維生物發(fā)光成像、三維熒光分子成像等多種成像模式，將功能成像與結(jié)構(gòu)成像完美融合，實(shí)現(xiàn)“1+1＞2”的效果，助力研究者精準(zhǔn)檢測(cè)生物體內(nèi)真實(shí)三維信號(hào)，在三維空間實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位和診斷。
   
 
 
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