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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、CT4

三、MRI6

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MRI78

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、SPECT104

三、PET106

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、MRI234

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、MRI244

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、MRI268

第三节 癫痫269

一、概述269

二、核素显像269

三、MRI272

第四节 帕金森病273

一、概述273

二、核素显像273

三、MRI274

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-2284

二、白介素-12284

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-CD11b286

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、MRI288

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