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第一章 总论 1

第一节 分子影像学的概念 1

一、分子影像学的基本概念 1

二、分子影像学的发展历程简述 1

三、分子影像学的意义及展望 2

第二节 分子影像学的基本成像技术 3

一、核素显像 4

二、CT 4

三、MRI 6

四、超声成像 6

五、光学成像 6

六、其他新成像模态 7

第三节 分子影像学的基本原理 7

一、直接成像 7

二、间接成像 8

三、替代物成像 9

第二章 分子影像学相关基础 10

第一节 生物学基础 10

一、细胞培养 10

二、动物模型构建 10

三、分子影像相关基础的其他重要技术 12

第二节 化学基础 17

一、免疫化学检测 17

二、纳米化学技术 19

三、表面化学功能基团与化学键 24

四、核物理与放射化学的相关基础 25

第三章 分子影像靶点的选择 30

第一节 靶点选择的关键要素 30

一、数量或者浓度的改变 30

二、结构的改变 30

三、位置的变化 30

四、与其他分子的聚合或解聚 30

第二节 细胞外靶点 30

一、神经递质 30

二、激素 33

三、活性多肽 34

四、核苷与核苷酸 34

五、细胞调节因子 35

六、糖类 35

第三节 细胞膜靶点 36

一、酶和蛋白质 36

二、离子通道 37

三、糖复合物 38

四、细胞表面受体 39

第四节 细胞内靶点 41

一、核酸 41

二、酶和蛋白质 42

三、胞内受体 43

四、第二信使 44

第四章 分子影像探针 47

第一节 概述 47

一、定义 47

二、常见类型 47

三、分子影像探针的功能 48

第二节 分子影像探针的设计与筛选 51

一、分子影像探针的设计 51

二、分子影像探针的制备 51

第三节 分子影像探针的特点与原理 52

一、光学分子影像探针 52

二、放射性核素分子影像探针 53

三、MR分子影像探针 55

四、超声分子影像探针 56

五、光声分子影像探针 58

六、诊疗一体化分子影像探针 59

第五章 MR分子影像 62

第一节 概述 62

一、MRI的发展史 62

二、MRI原理 63

第二节 MR分子影像探针 67

一、MR分子影像成像原理 67

二、临床上常用的MR对比剂 68

三、MR分子影像探针的设计 69

四、MR分子影像探针的现状与展望 70

第三节 MR分子影像的应用 71

一、MR报告基因成像 71

二、细胞的标记与示踪 72

三、新生血管生成的监测 74

四、血栓靶向性成像 75

五、肿瘤诊疗一体化 76

第四节 功能和代谢MRI 78

一、弥散成像 78

二、灌注成像 82

三、血氧水平依赖成像 86

四、波谱成像 90

五、磁敏感加权成像 92

六、磁化传递成像 94

第六章 放射性核素分子成像 97

第一节 概述 97

一、核素分子成像的发展史 97

二、核素分子成像的基础知识 98

第二节 核医学显像仪器 102

一、γ-照相机 102

二、SPECT 104

三、PET 106

四、图像融合技术 108

五、小动物核素显像仪器 110

第三节 核素分子成像探针 110

一、基本概念 110

二、核素分子成像探针的质量控制 111

三、SPECT分子成像探针 112

四、PET分子成像探针 114

第四节 核素分子成像的主要内容 119

一、代谢显像 119

二、受体显像 120

三、基因显像 121

四、放射免疫显像 122

五、其他显像 122

第七章 光学分子成像 126

第一节 概述 126

一、光学分子成像的发展史 126

二、光学成像基本原理、设备及成像技术 128

第二节 生物发光分子成像 130

一、生物发光分子成像的原理 130

二、生物发光成像的设备与成像过程 131

三、生物发光成像分子探针的设计及应用 131

四、生物发光分子成像的现状与展望 132

第三节 荧光分子成像 133

一、荧光分子成像的原理与分类 133

二、荧光分子成像的设备与成像过程 135

三、荧光分子探针 135

四、荧光分子影像探针的设计及应用 135

第四节 契伦科夫光学分子成像 137

一、契伦科夫光学分子成像的原理与特点 137

二、契伦科夫光学断层成像 138

三、核素放射激发荧光成像 138

第八章 超声分子成像 141

第一节 概述 141

一、超声分子成像的发展史 141

二、超声分子成像基本技术 142

三、超声分子成像相关设备 144

第二节 超声分子影像探针 144

一、超声分子影像探针种类 144

二、超声分子影像探针构建 147

三、定量超声分子成像技术 148

第三节 超声分子成像在疾病诊断中的应用 150

一、恶性肿瘤的超声分子成像诊断 150

二、心血管疾病的超声分子成像诊断 154

三、超声分子成像在其他诊断领域的应用 157

第四节 超声分子探针在肿瘤治疗中的应用 158

一、微泡超声造影剂的结构特征和肿瘤治疗机制 158

二、微米级超声造影剂在肿瘤治疗中的应用 158

三、纳米级超声造影剂在肿瘤治疗中的应用 160

四、相变型超声造影剂在肿瘤治疗中的应用 162

第五节 声动力治疗在肿瘤治疗中的应用 163

第九章 光声分子成像 165

第一节 概述 165

一、光声成像的发展史 165

二、光声成像基本原理、成像技术及设备 165

第二节 光声成像在分子成像方面的临床应用 168

一、光声分子成像技术的成像机制和优势 168

二、光声分子影像探针的设计与应用 168

三、光声技术及光声分子成像的现状与展望 175

第十章 细胞示踪技术 178

第一节 细胞的标记与示踪技术 178

一、细胞标记策略 178

二、细胞示踪成像技术 180

第二节 细胞示踪技术在治疗中的应用 185

一、干细胞治疗的存活监测 185

二、干细胞治疗的疗效评价 186

三、肿瘤干细胞的分子影像研究 186

四、分子影像指导细胞移植策略与展望 187

第十一章 介入分子影像学 190

第一节 概述 190

第二节 介入分子影像学的应用 190

一、介入放射辅助分子影像学 190

二、分子影像技术评价介入手术疗效 194

第十二章 肿瘤分子影像 196

第一节 概述 196

一、肿瘤的早期诊断 196

二、肿瘤的良恶性鉴别诊断 198

三、肿瘤的分期 199

四、肿瘤的分子分型 200

五、肿瘤的疗效预测和评估 200

六、监测复发和转移 201

七、寻找原发灶 202

八、指导临床活检 202

九、指导放疗计划 202

第二节 肿瘤相关的主要分子影像技术 203

一、代谢成像 203

二、受体成像 207

三、基因显像 213

四、免疫成像 216

五、其他成像 220

第三节 分子影像在肿瘤中的应用 232

一、核素显像 233

二、MRI 234

三、光学和光声成像 237

四、超声成像 238

第十三章 心血管疾病分子影像 241

第一节 概述 241

一、心血管疾病分子靶标选择 241

二、心血管疾病分子影像探针选择 241

三、心血管分子成像技术 241

第二节 动脉粥样硬化 244

一、MRI 244

二、核素显像 245

三、超声成像 247

四、光学成像 247

五、光声成像 249

六、多模态成像技术 249

第三节 血栓 250

一、超声成像 250

二、光学成像 250

三、MR成像 251

四、核素显像 251

第四节 心肌病 251

一、缺血性心肌病 251

二、扩张型心肌病 254

三、肥厚型心肌病 254

四、心肌淀粉样变性 255

第十四章 神经系统疾病分子影像 259

第一节 脑血管疾病 259

一、脑梗死 259

二、短暂性脑缺血发作 262

三、脑出血 264

第二节 阿尔茨海默病 265

一、概述 265

二、核素显像 266

三、MRI 268

第三节 癫痫 269

一、概述 269

二、核素显像 269

三、MRI 272

第四节 帕金森病 273

一、概述 273

二、核素显像 273

三、MRI 274

第五节 颅内肿瘤性病变 275

一、概述 275

二、原发性颅内肿瘤 275

三、颅内转移瘤 279

第六节 其他神经系统疾病 279

一、抑郁症 279

二、精神分裂症 281

三、抽动秽语综合征 281

四、成瘾 281

第十五章 自身免疫性疾病分子影像 284

第一节 自身免疫性疾病分子成像靶标选择 284

一、白介素-2 284

二、白介素-12 284

三、生长激素抑制素受体 285

四、P物质 285

五、吞噬作用激素拮抗剂 285

六、磷脂酰丝氨酸 285

七、嗜酸性粒细胞激活趋化因子 286

八、补体受体3-CD11b 286

第二节 类风湿关节炎的分子影像 286

一、核素显像 286

二、光学成像 287

三、光声成像 288

第三节 克罗恩病的分子影像 288

一、核素显像 288

二、MRI 288

三、超声成像 290

四、光声成像 290

五、光学成像 290

第四节 其他自身免疫性疾病的分子影像 290

一、干燥综合征 290

二、自身免疫性甲状腺疾病 290

三、乳糜泻 291

四、1型糖尿病 291

第十六章 基因成像和分子影像引导的基因治疗 293

第一节 基因成像 293

一、报告基因光学成像 293

二、报告基因MR成像 293

三、报告基因PET成像 294

四、报告基因光声成像 295

第二节 分子影像引导的基因治疗 295

一、基因治疗的基本内容 295

二、基因治疗的适应证 296

三、基因治疗的方法及策略 297

四、基于分子影像导向的基因治疗及预后评估 301

第十七章 分子影像学与药物研发 303

第一节 概述 303

第二节 分子影像技术在新药研究中的应用 304

一、药物先导化合物的筛选 304

二、药代动力学、药效动力学、药理学的研究 304

三、临床试验研究 308

第三节 分子影像应用于新药研究的优势 311

第十八章 分子影像临床转化和应用的现状和展望 313

第一节 分子影像的临床转化和应用 313

一、转化医学的概念 313

二、转化医学的发展现状 313

三、分子影像在转化医学研究中的作用 315

四、分子影像技术本身的临床转化 315

第二节 分子影像技术的未来发展展望 316

一、新型分子探针的研发与转化 316

二、新型分子设备不断创新及临床应用 317

三、分子影像技术在精准医学中的应用 318

第三节 分子影像临床转化和应用面临的挑战及存在的问题 319

一、分子影像研究投入巨大 319

二、分子影像新技术临床转化困难 319

三、分子影像专业人才匮乏 320

中英文名词对照索引 322

致谢 330