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2024年9月安徽省醫(yī)院內(nèi)首臺小動物PET/CT（正電子發(fā)射計算機斷層成像儀）在蚌埠醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院核藥臨床研究中心正式投入使用，標志著安徽省在生物醫(yī)學成像技術(shù)領(lǐng)域邁出了重要一步，為創(chuàng)新藥物特別是核藥臨床前研究和區(qū)域醫(yī)藥科研提供了重要技術(shù)支撐。

小動物PET/CT

品牌：平生科技，型號Super Nova（SNPC-303）

據(jù)蚌醫(yī)大一附院核藥臨床研究中心首席科學家周煥教授介紹：小動物PET/CT成像系統(tǒng)以其高分辨率、高靈敏度、無創(chuàng)傷性和低成本等技術(shù)優(yōu)勢，成為全球醫(yī)藥和生物工程領(lǐng)域領(lǐng)先的前沿技術(shù)。該系統(tǒng)能夠?qū)π⌒蛧X動物（如小鼠、大鼠等）進行活體狀態(tài)下的功能和解剖成像，獲得該動物身體狀況及藥物在小動物體內(nèi)分布情況的各種數(shù)據(jù)，為研究腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管等疾病，以及遺傳基因和藥物臨床前篩選提供了強有力的技術(shù)支持。作為重要戰(zhàn)略基礎(chǔ)科研設施，該設備投入使用后將極大促進臨床前藥物篩選、療效評價和疾病機理方面的研究，將為建設國際標準、中國一流的核藥臨床研究中心提供重要支撐。

小動物micro PET/CT集正電子發(fā)射斷層掃描(PET) 與計算機斷層掃描(CT)兩大尖端技術(shù)于一體，采用基于SiPM的探測成像數(shù)字化技術(shù)、量子分光技術(shù)、精確的定量技術(shù)、門控技術(shù)等，具有高分辨率，高靈敏度，高通量等特點。該成像技術(shù)實現(xiàn)了從解剖結(jié)構(gòu)到分子水平的全面成像，為疾病研究，遺傳基因研究及藥物臨床前篩查等提供先進的技術(shù)支持，其主要有以下幾個方面的用途：

  1、心臟疾病應用的研究

心臟是一個結(jié)構(gòu)復雜、不斷跳動的臟器，獲得清晰的心臟圖像需要較高的空間分辨率和時間分辨率。PET是無創(chuàng)性評估心肌活性的金標準，并能通過心肌灌注評估冠狀動脈疾病。同時18F-FDG是具有特定的生物活性的示蹤劑，可以從不同角度反映心血管生理生化信息，具有較高的敏感性和可重復性。具體可表現(xiàn)為心肌灌注顯像、心肌活性檢測、血管炎癥、動脈硬化和心臟腫瘤等。

大鼠心肌活力檢測

小鼠心臟動態(tài)成像

2、腫瘤學應用的研究

腫瘤學是小動物PET/CT分子影像技術(shù)的應用熱點之一，主要在評估腫瘤模型的建立、進行腫瘤模型篩選、腫瘤檢測及藥效評價方面發(fā)揮著重要作用。

小鼠肺部腫瘤胃轉(zhuǎn)移 

小鼠肝臟腫瘤

3、糖尿病應用的研究

糖尿病是一組以高血糖為特征的代謝性疾病。高血糖則是由于胰島素分泌缺陷或其生物作用受損，或兩者兼有引起。長期存在的高血糖，導致各種組織，特別是眼、腎、心臟、血管、神經(jīng)的慢性損害、功能障礙。一型糖尿病，以往稱為胰島素依賴型糖尿病，約占糖尿病病人總數(shù)的10%，病因是由于胰島B細胞受到細胞介導的自身免疫性破壞，自身不能合成和分泌胰島素。二型糖尿病，以往稱為非胰島素依賴型糖尿病，約占糖尿病病人總數(shù)的90%，胰島細胞分泌胰島素或多，或少，或正常，而分泌高峰后移。胰島素靶細胞上的胰島素受體或受體后缺陷在發(fā)病中占重要地位。近年來，不少學者將PET與放射性核素運用于糖尿病研究，取得了一定的進展。其中F-18標記的脫氧葡萄糖是PET技術(shù)在糖尿病極其相關(guān)研究中運用最多的放射性同位素之一。

糖尿病大鼠   糖尿病大鼠+胰島素即時干預   糖尿病大鼠+胰島素長期干預

4、腦部應用的研究

腦是神經(jīng)系統(tǒng)中最重要的器官之一，對腦的正常生理功能的探索以及腦部諸多疾病的研究一直是科學研究的重點。無創(chuàng)、活體顯像在腦部神經(jīng)系統(tǒng)功能研究方面有著無可比擬的優(yōu)勢。PET顯像可以實現(xiàn)較高靈敏度的功能顯像，并能定量或半定量地評估代謝參數(shù)，從而成為腦功能顯像的重要研究工具。

正常大鼠腦PET顯像

缺血模型大鼠             非缺血模型大鼠

5、棕色脂肪方面應用的研究

在嚙齒動物中，BAT（Brown Adipose Tissue，棕色脂肪）是一個新陳代謝組織。不同于白色脂肪，棕色脂肪因含有豐富的血管和大量的線粒體，而呈現(xiàn)棕紅色的外觀，可以在寒冷或饑餓環(huán)境下分解線粒體、為生物體提供能量。長久以來，棕色脂肪被認為只存在于小型哺乳動物和嬰幼兒中，而近期的研究發(fā)現(xiàn)，棕色脂肪同樣存在于成人體內(nèi)，并在能量平衡調(diào)節(jié)方面發(fā)揮重要的功能。由此，棕色脂肪在能量代謝相關(guān)疾病如肥胖、Ⅱ型糖尿病以及代謝紊亂等治療領(lǐng)域顯示出巨大的應用潛能，關(guān)于棕色脂肪的功能和應用也迅速成為一個新的研究熱點。

如何測量棕色脂肪一直是困擾科研人員的一個問題，早期的研究可能需要把實驗動物處理，剝離脂肪進行測量，但這種方法并不精確，且無法對棕色脂肪的變化情況進行追蹤；研究發(fā)現(xiàn)，棕色脂肪對葡萄糖有高攝取，使得18F-FDG（18F標記的葡萄糖類似物）可反映棕色脂肪的能量代謝情況，因而小動物PET/CT可以有效評價棕色脂肪的活動，提供棕色脂肪在機體中活動的直觀數(shù)據(jù)，是研究小動物棕色脂肪的一種有效方法和重要工具。

  6、藥代動力學應用的研究

藥代動力學（Pharmacokinetics）是研究藥物在動物體內(nèi)的含量隨時間變化規(guī)律的科學，是藥理學的一種。研究的是藥物在機體內(nèi)的吸收、分布、代謝及排泄的過程?？蓱迷谒幬镏委?、臨床藥理、分子藥理、生物化學、生物藥劑、分析化學、藥劑、藥理及毒理等多種科學領(lǐng)域中。對指導新藥設計、優(yōu)化給藥方案，改進劑量，提供高效、速效（或緩釋）、低毒(或低副作用）的藥物制劑，已經(jīng)發(fā)揮了重大作用。

PET/CT設備支持藥代動力學所需的動態(tài)PET影像的采集和重建，可在藥物注射入動物體內(nèi)的第一時間開始觀察藥物在體內(nèi)的分布和代謝，并對活體組織中的生理生化過程做出定量分析，從而對藥物劑量、作用部位、可能發(fā)生的毒副作用等做出前瞻性判斷。

對小鼠尾靜脈注射18F標記的FDG，利用Super Nova? PET/CT進行動態(tài)數(shù)據(jù)采集和重建，可以觀察到藥物注射的第0秒開始18F-FDG在小鼠體內(nèi)的分布變化。

7、micro PET/CT的影響

應用于臨床疾病的動物模型建立、早期診斷的分子探針開發(fā)、藥物的療效評價、影響數(shù)據(jù)的定量分析等領(lǐng)域，能夠極大的促進基礎(chǔ)醫(yī)學和影響醫(yī)學研究。

（張青黃/審  萬巍/文圖）