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2024年9月安徽省醫(yī)院內(nèi)首臺(tái)小動(dòng)物PET/CT（正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像儀）在蚌埠醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院核藥臨床研究中心正式投入使用，標(biāo)志著安徽省在生物醫(yī)學(xué)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(dòng)物PET/CT

品牌：平生科技，型號(hào)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(xué)家周煥教授介紹：小動(dòng)物PET/CT成像系統(tǒng)以其高分辨率、高靈敏度、無(wú)創(chuàng)傷性和低成本等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，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(dòng)物（如小鼠、大鼠等）進(jìn)行活體狀態(tài)下的功能和解剖成像，獲得該動(dòng)物身體狀況及藥物在小動(dòng)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(qiáng)有力的技術(shù)支持。作為重要戰(zhàn)略基礎(chǔ)科研設(shè)施，該設(shè)備投入使用后將極大促進(jìn)臨床前藥物篩選、療效評(píng)價(jià)和疾病機(jī)理方面的研究，將為建設(shè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)一流的核藥臨床研究中心提供重要支撐。

小動(dòng)物micro PET/CT集正電子發(fā)射斷層掃描(PET) 與計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)兩大尖端技術(shù)于一體，采用基于SiPM的探測(cè)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(diǎn)。該成像技術(shù)實(shí)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(jìn)的技術(shù)支持，其主要有以下幾個(gè)方面的用途：

  1、心臟疾病應(yīng)用的研究

心臟是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不斷跳動(dòng)的臟器，獲得清晰的心臟圖像需要較高的空間分辨率和時(shí)間分辨率。PET是無(wú)創(chuàng)性評(píng)估心肌活性的金標(biāo)準(zhǔn)，并能通過(guò)心肌灌注評(píng)估冠狀動(dòng)脈疾病。同時(shí)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(fù)性。具體可表現(xiàn)為心肌灌注顯像、心肌活性檢測(cè)、血管炎癥、動(dòng)脈硬化和心臟腫瘤等。

大鼠心肌活力檢測(cè)

小鼠心臟動(dòng)態(tài)成像

2、腫瘤學(xué)應(yīng)用的研究

腫瘤學(xué)是小動(dòng)物PET/CT分子影像技術(shù)的應(yīng)用熱點(diǎn)之一，主要在評(píng)估腫瘤模型的建立、進(jìn)行腫瘤模型篩選、腫瘤檢測(cè)及藥效評(píng)價(jià)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(yīng)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(zhǎng)期存在的高血糖，導(dǎo)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(xì)胞受到細(xì)胞介導(dǎo)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(xì)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(xì)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(lái)，不少學(xué)者將PET與放射性核素運(yùn)用于糖尿病研究，取得了一定的進(jìn)展。其中F-18標(biāo)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(yùn)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(shí)干預(yù)   糖尿病大鼠+胰島素長(zhǎng)期干預(yù)

4、腦部應(yīng)用的研究

腦是神經(jīng)系統(tǒng)中最重要的器官之一，對(duì)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(xué)研究的重點(diǎn)。無(wú)創(chuàng)、活體顯像在腦部神經(jīng)系統(tǒng)功能研究方面有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。PET顯像可以實(shí)現(xiàn)較高靈敏度的功能顯像，并能定量或半定量地評(píng)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(yīng)用的研究

在嚙齒動(dòng)物中，BAT（Brown Adipose Tissue，棕色脂肪）是一個(gè)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(zhǎng)久以來(lái)，棕色脂肪被認(rèn)為只存在于小型哺乳動(dòng)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(yīng)用潛能，關(guān)于棕色脂肪的功能和應(yīng)用也迅速成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。

如何測(cè)量棕色脂肪一直是困擾科研人員的一個(gè)問(wèn)題，早期的研究可能需要把實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處理，剝離脂肪進(jìn)行測(cè)量，但這種方法并不精確，且無(wú)法對(duì)棕色脂肪的變化情況進(jìn)行追蹤；研究發(fā)現(xiàn)，棕色脂肪對(duì)葡萄糖有高攝取，使得18F-FDG（18F標(biāo)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(dòng)物PET/CT可以有效評(píng)價(jià)棕色脂肪的活動(dòng)，提供棕色脂肪在機(jī)體中活動(dòng)的直觀數(shù)據(jù)，是研究小動(dòng)物棕色脂肪的一種有效方法和重要工具。

  6、藥代動(dòng)力學(xué)應(yīng)用的研究

藥代動(dòng)力學(xué)（Pharmacokinetics）是研究藥物在動(dòng)物體內(nèi)的含量隨時(shí)間變化規(guī)律的科學(xué)，是藥理學(xué)的一種。研究的是藥物在機(jī)體內(nèi)的吸收、分布、代謝及排泄的過(guò)程?？蓱?yīng)用在藥物治療、臨床藥理、分子藥理、生物化學(xué)、生物藥劑、分析化學(xué)、藥劑、藥理及毒理等多種科學(xué)領(lǐng)域中。對(duì)指導(dǎo)新藥設(shè)計(jì)、優(yōu)化給藥方案，改進(jìn)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(shè)備支持藥代動(dòng)力學(xué)所需的動(dòng)態(tài)PET影像的采集和重建，可在藥物注射入動(dòng)物體內(nèi)的第一時(shí)間開始觀察藥物在體內(nèi)的分布和代謝，并對(duì)活體組織中的生理生化過(guò)程做出定量分析，從而對(duì)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(duì)小鼠尾靜脈注射18F標(biāo)記的FDG，利用Super Nova? PET/CT進(jìn)行動(dòng)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(yīng)用于臨床疾病的動(dòng)物模型建立、早期診斷的分子探針開發(fā)、藥物的療效評(píng)價(jià)、影響數(shù)據(jù)的定量分析等領(lǐng)域，能夠極大的促進(jìn)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和影響醫(yī)學(xué)研究。

（張青黃/審  萬(wàn)巍/文圖）