荧光断层扫描是一种主要用于体内诊断的成像技术。 它是基于使用荧光 染料 作为生物标志物。 该技术现在主要用于研究或产前研究。
什么是荧光断层扫描？
荧光断层扫描检测和量化三维 分配 生物组织中的荧光生物标志物。 图显示了生物标志物的注射。 荧光断层扫描检测和量化三维 分配 生物组织中的荧光生物标志物。 所谓的荧光团，即荧光物质，首先吸收 电磁辐射 在近红外范围内。 然后它们以略低的能量状态重新发射辐射。 生物分子的这种行为称为荧光。 这 吸收 发射发生在电磁波谱的 700 – 900 nm 波长范围内。 聚甲炔通常用作荧光团。 这些是 染料 分子中有共轭电子对，因此能够接受光子来激发电子。 然后，随着光的发射和热量的形成，该能量再次释放。 当荧光染料发光时，它的 分配 在体内可以被可视化。 荧光团，如造影剂，用于其他成像程序。 它们可以静脉内或口服应用，具体取决于应用领域。 荧光断层扫描也适用于分子成像。
功能，效果和目标
荧光断层扫描的应用通常发生在近红外范围内，因为短波红外光很容易穿过身体组织。 仅有的 水 和 血红蛋白 能够吸收该波长范围内的辐射。 在典型的组织中， 血红蛋白 约占 34% 至 64% 吸收. 因此，它是此过程的决定因素。 有一个在 700 到 900 纳米范围内的光谱窗口。 荧光灯的辐射 染料 也在这个波长范围内。 因此，短波红外光可以很好地穿透生物组织。 剩余的 吸收 辐射的散射和散射是该方法的限制因素，因此其应用仅限于小组织体积。 今天使用的荧光团主要是来自聚次甲基基团的荧光染料。 然而，由于这些染料在曝光时会被缓慢破坏，因此它们的应用受到很大限制。 作为替代，可以使用由半导体材料制成的量子点。 这些是纳米抗体，但它们可能含有 硒, 砷 和 镉，因此原则上必须排除它们在人类中的使用。 蛋白质、寡核苷酸或肽作为配体与荧光染料结合。 在特殊情况下，还使用非共轭荧光染料。 例如，荧光染料“吲哚菁绿”已被用于人类 造影剂 in 血管造影 自 1959 年以来。共轭荧光生物标志物目前未被批准用于人体。 因此，对于荧光断层扫描的应用研究，目前只进行动物实验。 在这些实验中，荧光生物标志物被静脉应用，然后以时间分辨的方式检查被研究组织中的染料分布及其积累。 用近红外激光扫描动物的体表。 在此过程中，相机会记录荧光生物标志物发出的辐射，并将图像组合成 3D 电影。 这允许跟踪生物标志物的路径。 同时，该 体积 还可以记录标记组织的数量，从而可以估计它是否可能是肿瘤组织。 今天，荧光断层扫描以多种方式用于临床前研究。 然而，在人类诊断中的可能应用方面也正在进行大量工作。 在此背景下，研究其在 癌症 诊断，尤其是 乳腺癌，发挥着突出的作用。 例如，荧光 乳房X光检查 被认为有潜力成为一种具有成本效益的快速筛查方法 乳腺癌. 早在 2000 年，先灵股份公司就提出了一种改性吲哚菁绿作为 造影剂 对于此程序。但是，尚未获得批准。 控制的申请 淋巴 流量也在讨论中。 另一个潜在的应用领域是风险评估程序的使用 癌症 耐心。 荧光断层扫描在早期发现类风湿病方面也有很大潜力 关节炎.
风险，副作用和危害
荧光断层扫描与其他一些成像技术相比有几个优点。 这是一种高度敏感的技术，即使是微量的荧光团也足以进行成像。 因此，其灵敏度可与核医学PET相媲美（正电子发射断层扫描) 和 SPECT（单光子发射 CT检查）。 在这方面，它甚至优于MRI（磁共振成像）。 此外，荧光断层扫描是一种非常便宜的程序。 这适用于设备投资和设备操作以及检查的执行。 此外，没有辐射暴露。 然而，一个缺点是由于高散射损失，空间分辨率随着体深度的增加而急剧下降。 因此，只能检查小组织表面。 在人类中， 内部器官 目前无法很好地成像。 然而，有人试图通过开发运行时选择性方法来限制散射效应。 在这个过程中，强散射的光子与仅有轻微散射的光子分离。 这个过程还没有完全开发。 还需要进一步研究开发合适的荧光生物标志物。 目前的荧光生物标志物未被批准用于人类。 目前使用的染料会因暴露在光线下而降解，这对于它们的使用来说是一个相当大的缺点。 可能的替代方案是所谓的由半导体材料制成的量子点。 然而，由于它们含有有毒物质，例如 镉 or 砷，它们不适合用于人类体内诊断。
