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動(dòng)物活體成像技術(shù)是指應(yīng)用影像學(xué)方法，對(duì)活體狀態(tài)下的生物過(guò)程進(jìn)行組織、細(xì)胞和分子水平的定性和定量研究。動(dòng)物活體成像技術(shù)主要分為可見(jiàn)光成像(optical imaging)、核素成像(PET／SPECT)、核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)、計(jì)算機(jī)斷層攝影(computed tomngraphy，CT)成像和超聲(ultrasound)成像五大類。其中，可見(jiàn)光活體成像技術(shù)特別適合研究分子、代謝和生理學(xué)事件，稱為功能成像。

可見(jiàn)光活體成像技術(shù)主要采用生物發(fā)光（bioluminescence）與熒光（fluorescence）兩種技術(shù)?？梢?jiàn)光體內(nèi)成像技術(shù)的基本原理在于光可以穿透實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的組織并且可由儀器量化檢測(cè)到的光強(qiáng)度，同時(shí)反映出細(xì)胞的數(shù)量。生物發(fā)光是用熒光素酶（Luciferase）基因標(biāo)記細(xì)胞或DNA，而熒光技術(shù)則采用熒光報(bào)告基團(tuán)（GFP、RFP, Cyt及dyes等）進(jìn)行標(biāo)記。利用一套非常靈敏的光學(xué)檢測(cè)儀器，讓研究人員能夠直接監(jiān)控活體生物體內(nèi)的細(xì)胞活動(dòng)和基因行為。通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)，可以觀測(cè)活體動(dòng)物體內(nèi)腫瘤的生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移、感染性疾病發(fā)展過(guò)程、特定基因的表達(dá)等生物學(xué)過(guò)程。傳統(tǒng)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法需要在不同的時(shí)間點(diǎn)宰殺實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以獲得數(shù)據(jù), 得到多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。相比之下，可見(jiàn)光體內(nèi)成像通過(guò)對(duì)同一組實(shí)驗(yàn)對(duì)象在不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行記錄，跟蹤同一觀察目標(biāo)（標(biāo)記細(xì)胞及基因）的移動(dòng)及變化，所得的數(shù)據(jù)更加真實(shí)可信。另外, 這一技術(shù)對(duì)腫瘤微小轉(zhuǎn)移灶的檢測(cè)靈敏度極高，不涉及放射性物質(zhì)和方法, 非常安全。因其操作極其簡(jiǎn)單、所得結(jié)果直觀、靈敏度高等特點(diǎn)。

光學(xué)活體成像技術(shù)是近年來(lái)生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)中發(fā)展最快的前沿科學(xué)之一，能夠在微創(chuàng)或無(wú)創(chuàng)的條件下對(duì)活體組織或動(dòng)物體內(nèi)的生理生物活動(dòng)進(jìn)行成像跟蹤，其中某些技術(shù)可以達(dá)到動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。近些年來(lái)許多基于活體成像的技術(shù)被發(fā)展出來(lái)，而其中光學(xué)技術(shù)由于其成熟性強(qiáng)﹑使用方便以及可以避免對(duì)生物體造成輻射傷害等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于此類研究。

傳統(tǒng)成像大多依賴于肉眼可見(jiàn)的身體、生理和代謝過(guò)程在疾病狀態(tài)下的變化，而不是了解疾病的特異性分子事件；分子成像則是利用特異性分子探針追蹤靶目標(biāo)并成像。分子成像技術(shù)使活體動(dòng)物體內(nèi)成像成為可能，它的出現(xiàn)，歸功于分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型的使用、新的成像藥物的運(yùn)用、高特異性的探針、小動(dòng)物成像設(shè)備的發(fā)展等諸多因素。這種從非特異性成像到特異性成像的變化，為疾病生物學(xué)、疾病早期檢測(cè)、定性、評(píng)估和治療帶來(lái)了重大的影響。

分子成像技術(shù)可用于——研究觀測(cè)特異性細(xì)胞、基因和分子的表達(dá)或互作過(guò)程，同時(shí)檢測(cè)多種分子事件，追蹤靶細(xì)胞，藥物和基因治療最優(yōu)化，從分子和細(xì)胞水平對(duì)藥物療效進(jìn)行成像，從分子病理水平評(píng)估疾病發(fā)展過(guò)程，對(duì)同一個(gè)動(dòng)物或病人進(jìn)行時(shí)間、環(huán)境、發(fā)展和治療影響跟蹤。