断层影像解剖学前景展望

断层影像解剖学前景展望 KKME---专业医学搜索引擎 断层影像解剖学前景展望 随着现代影像技术的不断更新及其在解剖学研究中的应用，断层影像解剖学正从横断层向多维断层、从标本向结合活体、从厚片向薄层、从宏观向微观、从描述向量化、从真实到虚拟、从正常向结合病理、从断面向三维、四维和五维、从单纯形态向结合功能和代谢等方向迅猛发展，出现了将以分子化、功能化和数字化为特征新的发展时期。为迎接新时代的挑战，在断层影像解剖学领域当前应努力开展以下六个方面的研究工作。 (一)分子影像学研究 分子影像学(molecularimaging)是在基因组学、蛋白质组学和高分辨力影像技术的基础上发展起来的一门新兴学科，突出的特点是能用影像学手段非侵入性、特异性和可视化地对活体内参与生理和病理过程的分子进行定性或定量地观察。于活体进行特异性分子成像，一般应具备分子探针、信号放大策略和高灵敏度影像技术三个基本要素，其中的每一个要素均有大量的前沿科学问题有待解决。分子探针应具有合理的药效学、高度的亲和力和能通过各种生物传递屏障三种特性，可以是受体配体和酶底物等小分子，也可以是单克隆抗体和重组蛋白等大分子。为方便目前在蛋白质水平的分子成像，一些化学或生物学的信号放大策略已被发展，包括改善靶浓度、独特的细胞功能和与靶结合后探针改变物理特性的能力等。敏感、快速及高分辨力的影像技术是在体获得分子影像的重要因素，目前这些技术主要有 KKME---专业医学搜索引擎 SPECT，PET，MRI，MRS和OCT等。分子影像学主要有以下应用:?在基因治疗中及时目的基因的转化或转染及表达情况;?可无创伤性对疾病进行早期诊断、连续性疗效观察和预后评估;?可研究活体的连续的病理生理和药理过程;?可分析药物的有效成分;?可显示肿瘤血管发生和细胞凋亡等。当前要积极进行分子探针和高灵敏度生物信号探测器的基础理论研究，开展相关技术攻关，突出在医药学上的应用。由于分子影像学在医药学和生物学等领域有着重大应用前景，因此，近几年来，世界各国对分子影像学均给予高度关注，如美国国立卫生研究院(NIH)宣布了一系列相关研究并提供实施经费。2002年8月在Boston成立了美国分子影像学学会，并举行了第一次年会，围绕肿瘤的研究，准备建立几个分子影像中心，并提出了若干小动物成像计划。 (二)功能神经影像学研究 功能神经影像学(functionalneuroimaging)是利用功能影像技术研究脑功能及代谢的新兴研究领域，发展相当迅速。功能影像技术包括CT与MRI弥散成像及灌注成像、fMRI、MRSI、OCT、SPECT和PET等，能直视活体脑的解剖和功能变化，从而使人类进入了绘制思维图像的时代。功能影像技术具有自身的优势:?可准确、直观、无创地观察到脑功能活动的部位和范围，常用于定位脑各功能区和药物作用机制研究;?使活体神经受体研究成为可能;?可在同一个体进行多次、重复实验，从而探讨脑功能的时间或年龄变化;?可早期、准确地定位脑功能性病灶的部位和占位性病变对脑功能的影响程度。各种 KKME---专业医学搜索引擎 功能影像技术中，以PET和fMRI最引人注目。PET以11C，13N，15O，18F及其许多标记化合物进行脑和心肌血流灌注、氧耗量、葡萄糖、蛋白质和脂肪代谢显像，是在分子水平上显示活体器官代谢、受体和功能活动的影像技术，被誉为生理生化断层。fMRI显著的优势在于具有很高的空间和时间分辨力，能将解剖和功能图像融为一体，被公认为21世纪数字化医学影像技术重点发展的方向之一。特别是近年来清醒灵长类动物fMRI图像的成功获得，使神经生理学、神经药理学、神经心理学和病理生理学的活体实验影像研究成为现实。 (三)数字化虚拟人研究 数字化虚拟人(digitizedvirtualhuman)是在断层影像解剖学基础上发展起来的生命科学和信息技术相结合的交叉学科，是当今世界研究的热点和前沿问题。将人体结构和功能信息数字化与可视化，建立起可供计算机处理的数学模型，将使借助计算机的定量分析和精确模拟成为可能。随着信息获取和处理技术的进步、数据采集精度的提高，将在越来越精确和广泛的程度上模拟人体的功能和行为，这将成为许多与人体有关学科研究与应用的基础。因此，美国科学家联盟(FAS)最近提出了数字人(digitalhuman)计划，目标是实现人体从分子到细胞、组织、器官系统和整体的精确模拟，被认为是有史以来最雄心勃勃的研究计划。我国数字化虚拟人数据采集工作虽已取得一定进展，但在形态仿真方面刚刚起步，在物理模拟和功能虚拟等方面正在酝酿之中，器官、组织、细胞及分子的数字化和虚拟化有待实施。鉴于数 KKME---专业医学搜索引擎 字化虚拟人研究有着重大的科学意义和社会经济价值，有大量的研究和开发工作值得开展。 (四)介入放射解剖学研究 近几年来，介入放射学迅猛发展，已成为医学影像学乃至临床医学的又一重要发展方向。介入技术在USG，CT，X线，DSA和MRI引导下，已达到了“无孔不入”、“无孔也入”的境界。与飞速发展的介入技术相比，介入放射解剖学(interventionalradiologicanatomy)研究相对滞后，将来应从单纯的形态学向形态学、影像学、生物力学、细胞生物学和分子生物学等综合使用的方向发展，努力做好以下三方面的工作:?加强结构的毗邻研究;?加强对中小管腔血管系统的研究;?加强实验形态学研究，如运用细胞生物学技术从显微和超微水平揭示各种介入技术(如PTA，TIPSS)引起组织、细胞形态与机能变化的规律，从分子水平揭示某些并发症(如再狭窄与闭塞)的产生机制及寻找防治措施等。 (五)发育断层解剖学研究 从受精卵开始，至人体衰老死亡，结构和代谢等必定会发生一系列变化。目前成人的研究资料较多，尚需探索人体不同发育时期的断层解剖表现。近几年来，MRI在研究胎脑和新生儿脑髓鞘发育方面的文章逐渐增多，但如何利用功能影像技术如fMRI，从形态和功能角度，研究脑的胚胎发育和生后的年龄变化是亟待开展的研究课题。 (六)影像断层解剖学研究 KKME---专业医学搜索引擎 目前有关国人的断层解剖学研究资料，大部分为尸体断层解剖学研究，应尽快丰富和完善活体(如CT，MRI)断层解剖学资料，改变目前断层影像诊断以外国人数据为的状态。影像技术所显示的断层结构越来越细微，层厚可达亚毫米级水平，这就要求我们在相应断层标本配合下，对影像断层解剖重新认识，全面研究。 总之，断层影像解剖学应需要而生，在应用中发展，不断提出的临床需要是学科发展的根本动力。随着分子生物学、分子影像学、功能影像学以及人体信息数字化和虚拟化技术的研究和发展，断层影像解剖学已迎来了一个快速发展的新时代，将大有可为。 大头医生