纳米级造影剂在肿瘤影像学诊疗中的基础应用进展

肿瘤的早期诊断对其生存率及预后有极大的意义,医学成像造影剂的应用可极大地提高肿瘤的早期诊断水平。通过新兴纳米技术开发无毒、成像能力更强、循环时间更长的纳米级造影剂是目前研究的热点。本文综述了纳米级造影剂在MRI、CT、US、PET和SPECT等生物医学成像技术中,对于肿瘤诊疗的基础应用,并列举了部分研究实例。纳米级造影剂具有广阔的临床应用前景,未来的研究重点将会是开发集诊断、治疗于一体的多功能的纳米平台。     

钆类造影剂用于肿瘤靶向性成像

核磁共振成像(MRI)是肿瘤诊断的重要手段,特别是各种造影剂的使用加速了临床应用范围.目前临床MRI检查所用各类造影剂如Gd-DTPA-BMA、Gd-DOTA等均为小分子造影剂,存在组织特异性低、体内停留时间短等缺点.构建具有组织特异性的新一代高效、低毒MRI造影剂成为材料界、医学界的研究热点之一.本文在综合最新文献的...     

磁共振成像造影剂的研究进展

磁共振成像技术已成为临床医学影像学检查的重要手段,30%以上的磁共振成像诊断需要使用造影剂,因此磁共振成像造影剂也成为一种重要的临床诊断药物.本文简单介绍磁共振成像造影剂的定义、原理和分类,并对当前的研究进展进行了的评述,认为开发具有靶向性、高弛豫效率、使用安全的造影剂是研究的主要方向.     

基于B样条自由形变三维医学图像非刚性配准研究

医学超声成像具有成本低、实时成像等优势,基于超声的多模态配准在临床诊断、病情监测、外科手术等应用上具有较大的意义。三维医学图像能够清晰地显示病变大小、形态,提供相对完整的人体组织的三维结构信息。本文采用基于B样条自由形变模型的非刚性配准方法对三维超声图像和计算机断层扫描图像（Computed Tomography,CT）进行配准,利用薄板样条能量约束项解决三维图像配准过程中的图像交叉与重叠问题。此外,使用仿体数据以及临床数据验证算法性能,通过感兴趣区域的相对重叠率,互信息值和程序运行时间这三个指标对算法精度和速度进行评价。其中Demons方法平均耗时1896 s,本文改进算法平均耗时195 s,运行效率提高8.7倍;算法改进前后的感兴趣区域重叠率分别是89.58%和91.35%,精度提高2.0%。实验结果表明此算法能够对超声和CT图像进行配准并获得较好的结果。     

肿瘤诊断的MRI造影剂*

磁共振成像是临床上常用的无侵入性肿瘤早期诊断手段,常常需要借助造影剂来提高诊断能力。造影剂可缩短质子的弛豫时间,间接地改变质子所产生的信号强度并能改变体内局部组织中水质子的弛豫速率,提高正常与患病部位的成像对比度。本文较系统地评述了目前国内外用于肿瘤成像造影剂的研究进展,并讨论了顺磁性造影剂的发展前景。     

pH响应的磁共振成像造影剂的研究进展

pH响应的磁共振成像(MRI)造影剂不仅能够对病变部位进行特异性增强成像,提高MRI检测疾病的灵敏度,而且可通过检测病变组织中的pH变化,为疾病的诊断提供依据。本文综述了pH响应的MRI造影剂的研究进展,介绍了其pH响应机理、种类与结构及应用,并对它的发展前景做了展望。     

激活型有机光声造影剂的应用

光声(PA)成像作为一种结合了光学和声学成像优势的新型成像方式,具有深层组织穿透和高空间分辨率等优点,在重大疾病的早期影像诊断方面有着巨大的应用前景。然而传统的PA造影剂依然存在信噪比低、选择性及特异性差等不足,容易产生假阳性诊断结果。激活型PA造影剂可以有效的降低背景噪声,并提升成像的灵敏度和特异性,是目前PA造影剂设计与构筑的主要趋势。本综述首先简单介绍了PA成像的原理,然后结合近几年在金属离子、酶、活性氮和活性氧等相关方面的生物成像应用,梳理了可激活探针在不同微环境中的响应方式。最后,对激活型探针在PA成像中的应用进行了总结和展望。     

超声介导微泡基因传递体系的研究

超声波能够在不损害人体正常组织的条件下,有效到达人体组织深处。超声造影剂（微泡）,能够显著提高血液和组织的背向散射强度,广泛应用于心血管疾病的检测中。超声微泡介导基因转染技术是指通过微泡的空化作用,实现超声波能量在靶向组织处的富集和释放,进而促进此处组织细胞对基因药物的内化,达到高效转染的目的。由于具有无创、高效安全的特点,超声微泡介导在基因治疗中具有很大的优势和潜力。利用微泡的超声成像功能实现对病变组织诊断成像,利用靶向组织处的超声实现时间空间可控的目的基因的释放,利用微泡在超声作用下的“声孔效应”,实现基因对多种生物膜的跨膜传递,达到基因药物的可视化传递与高效可控释放的目的。本文主要从超声造影剂的种类、超声微泡介导基因转染的机理、微泡基因传递体系的构建等方面,详细综述了这一领域最新的研究进展,并对超声微泡介导基因转染的发展进行了展望。     

基于树状大分子的SPECT成像造影剂的构建及其应用

树状大分子具有精准的化学结构,包括小分子内核、多分枝形成的内部空腔以及表面大量的官能团,可用于负载多种纳米颗粒及进行功能化修饰。此外,基于树状大分子的优异性能,具有良好的生物相容性及稳定性,经过功能化修饰后,其可在体内实现较长时间的血液循环和较高的组织特异性。因此,近年来常将树状大分子作为构建SPECT成像造影剂的理想载体使用。通过不同功能基团修饰树状大分子,降低纳米载体的细胞毒性,提高肿瘤部位的富集等,以实现精准高效的SPECT成像。SPECT成像主要通过监测放射性核素的体内分布、流动及代谢情况以在分子层面上监测病灶部位的生理、病理学变化。相比于小分子的放射性核素,以树状大分子为载体构建的SPECT成像造影剂体内循环时间更长,且经过功能化修饰后可实现体内特异性分布。本文围绕各类放射性核素标记的功能化树状大分子进行了详细阐述,并总结归纳其制备方法及生物医学应用。最后,对这类基于树状大分子的SPECT成像造影剂在肿瘤早期诊断中的应用前景进行了展望。     

T1-T2双模式磁共振造影剂的设计及应用

核磁共振成像作为一种无侵入的早期诊断方式早已在临床上得到了非常广泛的应用,其成像方式分为弛豫加权和扩散加权,其中弛豫加权又分为T₁加权成像和T₂加权成像。为了增强MR图像对比度,可通过引入造影剂,根据其增强类型可以分为阳性的T₁造影剂和阴性的T₂造影剂。虽然两种造影剂各有其优点,但是也存在着一些不足,因此一种全新的T₁-T₂双模态造影剂应运而生。T₁-T₂双模态造影剂的优势就在于可以利用同一台仪器,实现MRI成像在时间和空间上的精确匹配。本文系统地总结了T₁-T₂双模态造影剂的设计思路和其化学合成方法,并对其生物医学应用作了介绍。     

Novel ultrasound contrast agents

As a novel ultrasound diagnostic contrast agent, the preparation, characterization and ultrasound imaging in the body of dog about poly(lactic acid) (PLLA) microcapsules have been studied. The behavior of this kind of contrast agent in the microcirculation was also investigated. Prepared by (water/oil/water) emulsion-solvent evaporation protocol, the PLLA microcapsules with hollow structure can enhance the ultrasound image both in vitro and in vivo, and the enduring time can last as long as 3 h. The microcirculation examination shows that the PLLA microcapsules with a diameter ranging from 2 to 8 μm could pass through the pulmonary capillaries without retention. All the results prove the PLLA microcapsules for potential use for the clinical application.     

Novel ultrasound contrast agents——Biodegradable poly(lactic acid) microcapsules

The different intensities of reflecting and scattering ultrasound signal at the tissue interface of the body can help to deliver the inner information and have proven their tremendous usefulness in medicine. Because it has a lot of advantages such as safety, wide application, good repetition, effi-cient detection, flexibility and economy, ultrasound diagnostics becomes the primary technology of modern medical imaging diagnostics and plays a key role in the modern diagnostic technol-ogy[1]. Alt…     

Nonlinear response of microbubbles coated with surfactant membrane developed as ultrasound contrast agent—experimental study and numerical calculations

Nonlinear response of microbubbles illuminated with ultrasound pulse was investigated through experiments and numerical calculations to build the basis for ultrasound blood flow image enhancement system (harmonic imaging system) using higher harmonic components based on nonlinear behavior of microbubbles for ultrasound contrast agents. The effects of membrane coating, size distribution and randomness of spatial distribution of microbubbles were examined. The relationship between the number of cycles in illuminated pulse and the higher harmonic component excitation efficiency, in particular, was studied and a tendency was found for the number of cycles larger than six cycles to cause gradual increase in the second harmonic component excitation efficiency. The simulated and experimental results were in good agreement. Furthermore, the simulated results using the conventional mathematical model ignoring the compressibility of liquid around bubbles showed a tendency of variation opposite to that of experimental results in the relationship between the illuminated ultrasound frequency and the second harmonic component excitation efficiency. On the contrary, the simulated results taking account of compressibility showed a good agreement with the experimental results.     

两种含钆双1∶11杂多配合物的合成、表征、稳定性及驰豫性质

以两种稀土杂多配合物K15[Gd(BW11O39)2]和K17[Gd(CuW11O39)2]作为研究对象,采用元素分析、红外光谱对其结构进行表征,并用电导法对其稳定性、溶解性进行研究,测试其在水中及运铁蛋白溶液中的弛豫效率.结果表明这两种稀土杂多配合物的弛豫效率远高于目前临床常用的造影剂Gd-DTPA,是比较好的潜在的磁共振成像造影剂候选化合物.     

两种含钆双1:11杂多配合物的合成、表征、稳定性及驰豫性质

以两种稀土杂多配合物K15[Gd（BW11O39）2]和K17[Gd（CuW11O39）2]作为研究对象，采用元素分析、红外光谱对其结构进行表征，并用电导法对其稳定性、溶解性进行研究，测试其在水中及运铁蛋白溶液中的弛豫效率．结果表明这两种稀土杂多配合物的弛豫效率远高于目前临床常用的造影剂Gd—DTPA，是比较好的潜在的磁共振成像造影剂候选化合物．     

Tetraphenylporphyrin‐based dual‐functional medical agent for magnetic resonance and fluorescence imaging

A bimodal magnetic resonance imaging contrast agent, TPP‐M‐Gd, was developed by modifying tetraphenylporphyrin (TPP) with a small dendritic molecule as a ligand (M) to chelate gadolinium (Gd) ions. The ligand featured four carboxylate groups, which contributed to good water solubility and a strong combination with metal ions. The longitudinal relaxivity (R₁) of the resulting agent was calculated to be 12.45 mM^?1 s^?1, which is much higher than that of DTPA‐Gd (4.49 mM^?1 s^?1). The magnetic resonance imaging experiments showed that the newly synthesized contrast agent could enhance T₁‐weighted magnetic resonance imaging quality both in vitro and in vivo. In addition, TPP‐M‐Gd exhibited good fluorescent property as shown in cell imaging experiments. The cytotoxicity of TPP‐M‐Gd was even better than that of clinically approved DTPA‐Gd, which makes it a promising dual‐functional medical imaging agent to provide more detailed information about biological and disease‐related events.     

聚酯型Gd(Ⅲ)配合物的合成与表征

将二乙三胺五乙酸双酐与五种分子量不同的聚乙二醇共缩聚，制得聚酯型大分子配体，配体与ＧｄＣｌ３·６Ｈ２Ｏ反应，生成相应的配合物，并测试了配合物的弛豫速率．结果表明这些配合物比现用于临床的磁共振成像造影剂Ｇｄ（ＤＴＰＡ）具有更高的弛豫速率．     

基于N-羧甲基壳聚糖钆基磁共振造影剂的制备及性能

通过在DTPA配体上修饰N-羧甲基壳聚糖(NCMCS)增加配体的分子量,构建配合物Gd-(DTPA-NCMCS)。测定了Gd-(DTPA-NCMCS)及对照组Gd-DTPA与Gd-(DTPA-CS)不同浓度的弛豫时间T1,拟合了配合物的纵向弛豫率r1,结果表明Gd-(DTPA-NCMCS)纵向弛豫能力明显强于Gd-DTPA,也高于配合物Gd-(DTPA-CS),浓度梯度的体外加权成像图清晰地观察到配合物Gd-(DTPA-NCMCS)比Gd-DTPA、Gd-(DTPA-CS)对应水溶液的信号更强。MTT法测定了Gd-(DTPA-NCMCS)的IC50值为568μmol·L-1,表现出良好的生物相容性。Gd-(DTPA-NCMCS)可作为潜在的磁共振造影剂。     

磁共振增强扫描造影剂外漏原因及内科护理

本文探讨磁共振增强扫描造影剂外漏的影响因素及相关护理问题。36例造影剂外漏患者为实验组,30例非造影剂外漏患者为对照组,收集两组患者的临床资料进行整理分析。结果发现,实验组中,年龄≤10岁或≥65岁患者、患有血管性疾病和肿瘤性疾病患者、穿刺静脉、注射速度快、注射渗透压高时,造影剂外漏均高于对照组(P<0.05)。多因素Logistic回归分析发现,年龄、患者疾病、注射静脉、注射速度、高渗透压为造影剂外漏的显著影响因素。此外,头皮针外漏程度高于密闭式留置针(P<0.05)。遵守静脉穿刺流程,准确选择穿刺静脉,高压注射器使用得当,可有效降低造影剂外漏发生。