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動物活體成像技術(shù)是指應(yīng)用影像學(xué)方法，對活體狀態(tài)下的生物過程進行組織、細胞和分子水平的定性和定量研究。動物活體成像技術(shù)主要分為可見光成像(optical imaging)、核素成像(PET／SPECT)、核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)、計算機斷層攝影(computed tomngraphy，CT)成像和超聲(ultrasound)成像五大類。其中，可見光活體成像技術(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)?？梢姽怏w內(nèi)成像技術(shù)的基本原理在于光可以穿透實驗動物的組織并且可由儀器量化檢測到的光強度，同時反映出細胞的數(shù)量。生物發(fā)光是用熒光素酶（Luciferase）基因標記細胞或DNA，而熒光技術(shù)則采用熒光報告基團（GFP、RFP, Cyt及dyes等）進行標記。利用一套非常靈敏的光學(xué)檢測儀器，讓研究人員能夠直接監(jiān)控活體生物體內(nèi)的細胞活動和基因行為。通過這個系統(tǒng)，可以觀測活體動物體內(nèi)腫瘤的生長及轉(zhuǎn)移、感染性疾病發(fā)展過程、特定基因的表達等生物學(xué)過程。傳統(tǒng)的動物實驗方法需要在不同的時間點宰殺實驗動物以獲得數(shù)據(jù), 得到多個時間點的實驗結(jié)果。相比之下，可見光體內(nèi)成像通過對同一組實驗對象在不同時間點進行記錄，跟蹤同一觀察目標（標記細胞及基因）的移動及變化，所得的數(shù)據(jù)更加真實可信。另外, 這一技術(shù)對腫瘤微小轉(zhuǎn)移灶的檢測靈敏度極高，不涉及放射性物質(zhì)和方法, 非常安全。因其操作極其簡單、所得結(jié)果直觀、靈敏度高等特點。

光學(xué)活體成像技術(shù)是近年來生物醫(yī)學(xué)檢測中發(fā)展最快的前沿科學(xué)之一，能夠在微創(chuàng)或無創(chuàng)的條件下對活體組織或動物體內(nèi)的生理生物活動進行成像跟蹤，其中某些技術(shù)可以達到動態(tài)實時監(jiān)測。近些年來許多基于活體成像的技術(shù)被發(fā)展出來，而其中光學(xué)技術(shù)由于其成熟性強﹑使用方便以及可以避免對生物體造成輻射傷害等優(yōu)點，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的身體、生理和代謝過程在疾病狀態(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并成像。分子成像技術(shù)使活體動物體內(nèi)成像成為可能，它的出現(xiàn)，歸功于分子生物學(xué)和細胞生物學(xué)的發(fā)展、轉(zhuǎn)基因動物模型的使用、新的成像藥物的運用、高特異性的探針、小動物成像設(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、定性、評估和治療帶來了重大的影響。

分子成像技術(shù)可用于——研究觀測特異性細胞、基因和分子的表達或互作過程，同時檢測多種分子事件，追蹤靶細胞，藥物和基因治療最優(yōu)化，從分子和細胞水平對藥物療效進行成像，從分子病理水平評估疾病發(fā)展過程，對同一個動物或病人進行時間、環(huán)境、發(fā)展和治療影響跟蹤。