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核素切伦科夫光学成像研究进展
核素切伦科夫光学成像（ CLI）作为1种新兴的分子影像学方法，在肿瘤显像、治疗监测等方面已有广泛研究。但是受切伦科夫光信号穿透力弱这一固有缺陷的限制，核素CLI难以对深部组织显像。笔者就针对这一缺陷的主要改进策略进行综述。
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切伦科夫光学成像研究进展
分子影像技术在疾病的诊断、治疗和疗效评估中发挥着重要作用,多模式分子影像能集多种不同显像设备的特点,提供更多的信息.切伦科夫核素光学成像为新兴的分子影像学方法,其利用放射性核素发射的带电粒子在介质中运行速度大于光速时产生的荧光进行成像,信号强度与放射性活度有关,并与SPECT或PET显像信号具有良好的线性相关性.以此可使用一种分子探针进行SPECT或PET显像及切伦科夫光学成像.
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荧光素钠在切伦科夫能量转移中的应用
目的 分析医用造影剂荧光素钠作为18 F-FDG的切伦科夫光子能量转移(CRET)媒介的应用价值和适宜应用方案.方法 将不同浓度(0.05、0.10、0.20、1.00、2.00、4.00和8.00 mmol/L)的荧光素钠溶液混合1.85 MBq 18F-FDG进行CLI,观察CRET效应.勾画ROI,定量分析光学信号强度,研究荧光素钠浓度对CRET效应的影响,并确定产生佳信号增强效果的浓度.将此浓度和对照浓度的荧光素钠溶液混合1.85～ 11.10 MBq 18F-FDG进行CLI,勾画ROI并进行直线拟合分析,研究该佳浓度的适用范围和核素剂量对CRET效应的影响.将荷瘤裸鼠注射18F-FDG后进行CLI,之后注射荧光素钠溶液再次成像,对比前后图像信号强度,观察CRET效应对活体CLI的改善效果.结果 体外实验表明,荧光素钠混合18F-FDG能有效产生CRET效应.1.00 mmol/L荧光素钠溶液在1.85～ 11.10 MBq 18F-FDG范围内能达到佳光学信号增强效果,为单独18F-FDG的3.7倍.肿瘤模型实验表明荧光素钠和18F-FDG在生物组织内亦能有效产生CRET,增强信号强度.结论 荧光素钠混合18 F-FDG所产生的CRET效应能提高切伦科夫辐射的光学信号强度,有效缩短曝光时间,获得更高的信噪比和对比度.
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131I-NGR γ显像及切伦科夫光学显像用于肿瘤显像的实验研究
目的 比较肿瘤131 I-NGR γ显像及切伦科夫光学显像(CLI)的特征与差异,探讨肿瘤多模态显像的有效方法.方法 检测并比较小鼠腹腔注射不同活度(0、740 kBq及7.4 MBq)131I时,体表185 kBq及1.85 MBq131I的γ显像与CLI信号；γ显像及CLI检测不同活度(0、231、463、925和1850 kBq) 131I-NGR与CD13表达阳性的HT1080细胞及表达阴性的HP29细胞的结合情况；对荷瘤裸鼠在尾静脉注射18.5 MBq131I-NGR后2、4、8及12 h进行动态γ显像与CLI,12 h后切除体表肿瘤并移植至腹腔,再次进行γ显像与CLI.结果 γ显像及CLI均能清晰显示体表185 kBq及1.85 MBq的131I;但随腹腔注射131I的增加,γ显像显示的体表131I信号逐步减弱.当腹腔注射7.4 MBq埒131I时,体表185 kBq 131I难以显示,而体表1.85 MBq 131I则仍可显示,但信号明显减低；CLI对体表131I的检测则几乎不受腹腔131I的影响,腹腔注射7.4 MBq 131I仍可清晰显示体表131 I.γ显像及CLI均显示CD13受体表达阳性的HT10180细胞与131 I-NGR特异结合,而阴性表达的HP29细胞不与131I-NGR结合,且HT10180细胞与131I-NGR的结合随131I-NGR的增加而增加.荷瘤裸鼠注射18.5 MBq 131I-NGR后2h CLI可清晰显示肿瘤,12hγ显像显示肿瘤；12 h切除肿瘤移植至腹腔,γ显像清晰显示肿瘤,但CLI却无显示.结论 CLI与γ显像对肿瘤的显像存在差异.CLI对体表肿瘤的早期检测较好,而核素显像对深部肿瘤的检测较好,两者联合的多模态显像有助于提高对肿瘤的检测.
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基于切伦科夫效应的裸鼠甲状腺131I多模态显像
目的 采用切伦科夫发光断层成像(CLT)和γ显像进行裸鼠甲状腺摄取131I的多模态成像,探索CLT与γ显像之间的相关性.方法 先对4只裸鼠[体质量(21±3)g]尾静脉注射1.67×107 Bq 131I,在注药后0.5、3、12及24h均分别行CLT和γ显像.采用基于漫射方程(DE)的切伦科夫光源重建方法重建裸鼠体内131I的生物分布及在不同采集时间点甲状腺摄取131I的切伦科夫光的功率.对采集的γ显像图像勾画ROI,获得γ计数的平均值,对CLT 1311的切伦科夫光的功率和γ显像获取的γ计数行直线相关分析.结果 甲状腺摄取131I的切伦科夫光的功率在0.5、3、12和24h分别为7.80×10-3、1.62×10-12、2.20×10 - 12和2.68×10-12 W.甲状腺摄取131I的切伦科夫光的功率随放射性药物注射时间的延长而逐渐增加.γ显像结果表明131I在裸鼠腹部的摄取逐渐降低,而在甲状腺的摄取越来越高,CLT与γ显像结果具有较好的相关性(r2 =0.7620,P＜O.05).结论 CLT具有临床甲状腺成像、甲状腺疾病诊断和疗效判断的潜力.
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对切伦科夫光学成像应用前景的思考
切伦科夫光学成像是伴随核素衰变而产生的一种特殊的光学显像模式,是多模态分子影像领域的新兴课题.本文通过简述切伦科夫光学成像的概念及其在医学影像领域的总体进展,总结并思考当前切伦科夫光学成像在应用转化中所存在的问题,并对其进一步的应用研究提出“固本强身”的研究策略.
