Micro-PET

正電子發射斷層成像(PET, positron emission tomography)系統是當前最先進的醫療成像設備之一。與傳統的X射線斷層成像(X-CT)和磁共振成像(MRI)不同，PET成像需要向人體注射放射性核素，核素衰變產生正電子，正電子與身體中負電子湮滅產生能量相等、方向相反的γ光子對。這些光子對被探測器記錄，通過它們可以重構出器官的同位素濃度分佈，進而產生具有醫學診斷意義的圖像。

Micro-PET是小型化、高分辨的PET系統，它在醫學和生物學研究方面有重要的應用。它可以通過掃描小動物，進行活體成像，獲得該動物代謝狀況及藥物在體內攝取情況。能夠早期發現腫瘤、心腦血管和神經疾病，進行遺傳基因和藥物動力學研究，具有無創診斷的特點，正日益受到人們的青睞。

隨着基因組學的發展，小動物在現代分子生物學實驗中日趨重要。高分辨率小動物PET出現，成為分子顯像的重要工具。基因表達、基因治療及藥物研究需要活體內分子顯像。小動物PET可以進行腫瘤代謝顯像、受體顯像、基因表達顯像等，是一種活體的功能顯像。

與大型全身PET相比, Micro-PET具有以下優點：1. 由於成像視野較小，可以快速成像，動態反應生理代謝功能。2. 高靈敏度，能夠早期發現活體功能性變化。3. 圖像分辨率高，可以達到1mm。4. 無創傷，毒副作用小，PET顯像劑對人體造成的危害很小。5. 動物實驗能夠減少實驗費用，避免人體傷害，獲得更詳盡的生理和藥理信息。

Micro-PET能夠鑑別心肌是否存活、準確定位癲癇病灶、正確劃出放射治療的靶區、早期發現腫瘤及心、腦疾病，達到早期發現病情，儘早治療的目的。這些優點使其臨牀應用得到極大擴展，臨牀需求非常巨大，它的主要功能如下：

1) 腫瘤早期診斷：功能代謝成像是早期診斷腫瘤的最靈敏的方法之一，PET能在形態學改變之前發現病變，比其它影像設備更早發現腫瘤。

2) 鑑別腫瘤的性質：惡性腫瘤及其轉移灶的細胞生長速度快、新陳代謝旺盛、增殖能力強，它比正常組織具有更高的葡萄糖攝取率。而檢查使用的放射性示蹤劑為F標記葡萄糖，其代謝途徑與活體葡萄糖類似，因此有利於良惡性腫瘤的鑑別診斷，其診斷準確率可達95%-100%。

3) 治療效果評估和預後判斷：腫瘤經過有效的治療後，原有的高糖酵解特性會下降。治療後及時對病灶進行PET功能代謝顯像，可以瞭解其治療效果及判斷預後情況，幫助醫生及時調整治療方案，達到有效的治療目的。

4) 冠心病的診斷：冠心病心肌缺血的典型PET影像表現為負荷顯像出現心肌節段性放射性稀疏或缺損，而靜息顯像正常或稀疏缺損區縮小、程度降低。PET顯像在診斷和評價冠心病方面具有獨特的應用價值。

5) 評價心肌存活性：心肌缺血、缺氧時，心肌葡萄糖酵解顯著增加，脂肪酸有氧代謝被抑制；而壞死心肌則停止了所有的代謝活動。如果心肌還存在代謝，則提示有存活心肌存在。通過PET影像能夠判斷心肌梗塞後心肌是否存活，這對進一步治療十分關鍵。

6) 在臨牀前藥物研究中的應用: 通過對於藥物作用下動物模型中各種功能信息的變化、包括腫瘤部分的代謝特性、神經遞質的分佈和變化、以及心血管灌注特性等等，從而動態地觀察藥物作用的效果等等。通過對藥物標記核素，還可以觀察其在動物體內的分佈和代謝情況，得到較為詳盡的藥代動力學信息。

7) 在遺傳基因研究中的應用: Micro-PET顯像在基因治療中，也可發揮重要的作用，不僅可以對基因載體體內分佈成像，還可以對基因表達位置、丰度及表達時間進行持續定量監測。外源基因的表達多是通過體外的實驗來檢測，但體外方法在臨牀試驗中不能無創、動態地獲知轉基因表達的部位、幅度和時間，所以其結果可能與基因在體內實際作用出現偏差。採用Micro-PET/CT等分子影像學成像系統，通過設計一系列特異性探針，可望實時顯示該基因在體內的作用過程。在基因治療方面，也同樣可在體內觀察基因載體在體內轉基因表達的有效性，判斷體內轉基因情況是否足夠產生臨牀療效等。