生物成像技術

㈠ 生物圖像處理技術的成像原理和技術

對於那些可以直接觀察到的圖像，可通過各種光學機械掃描或電子掃描，其中包括電視攝像(TV)掃描和電子耦合器件(CCD)掃描;而對於位於人體內部，不能用肉眼直接觀察的部位,則要通過X射線、超聲反射或吸收和正電子掃描等技術獲取圖像。在獲取圖像的過程中，需要利用各種先進的成像原理和技術。例如，利用超聲信號源通過「B超診斷儀」形成圖象,利用環狀 X射線信號源通過計算機斷層掃描分析儀以及利用同位素標記的L-葡萄糖進行正電子掃描以獲得立體圖像等等。

㈡ 生物動態實時多角度投影成像的新技術，你是怎麼認為的呢

其實對於我們自身來說，也是發現了生物動態實施多角度這樣一個投影成像的新技術。那麼對於這樣一個新技術來說，我們也感覺對於我們自身的一些幫助來說也是十分的巨大的。那麼對於這樣一個科研人員推出這樣的一個經濟效益非常的高，並且易於實施的。這樣的一個掃描的時候，也能夠看到對於這樣一些光學切片的功能的確是能夠在相機顯微鏡當中進行轉換的。

關於這樣的一個形態，動力學的確也是能夠看出來其中的一些原理的。包括這樣一些培養神經元當中的一些鈣信號，包括我們自己的一些心臟跳動，或者是其他方面的一些原因，都能夠得到進一步的了解。這對於我們自己的醫學界的發展來說也是十分有幫助的，能夠幫助我們自己的一些病人在出現了此類的一些疾病的時候能夠得到進一步的觀測與治療。

㈢ 生物圖像有什麼特點

生物圖像處理技術又稱生物成像技術。它是利用成像原理和自動模式識別的方法，以電子計算機為工具，把不能被肉眼觀察到的以及不易被計算機讀入的、反映對像所特有的數據和結構等，轉換成便於使用的直觀圖像，包括對圖像的加工處理和對圖像的分析。它的發展與醫學診斷的需求密切相關。

㈣ 生物圖像處理技術的介紹

生物圖像處理技術又稱生物成像技術。它是利用成像原理和自動模式識別的方法，以電子計算機為工具，把不能被肉眼觀察到的以及不易被計算機讀入的、反映對像所特有的數據和結構等，轉換成便於使用的直觀圖像，包括對圖像的加工處理和對圖像的分析。它的發展與醫學診斷的需求密切相關。

㈤ 納米科技在醫療上有哪些應用

主要分為五大塊，載葯，成像，檢測，器件和組織工程。我了解比較多的是載葯。簡單說一說載葯這一塊。

納米科技在醫療上的應用還有很長的一段路需要走，我們期待科研人員研發出更好的技術，造福廣大患者。

㈥ 生物醫學成像是研究什麼的

微波成像是當前國際上正在大力研究開發的一種非均勻介質成像技術。
微波成像技術內已廣泛應用於各技術領容域，在雷達和遙感方面尤為突出。在生物醫學方面的應用，微波成像具有其它成像手段，如X光、核磁共振和超聲成像等不具備的優勢。

我們已研製成功的「二維共形微波成像系統」，其性能指標達到了：解析度≤8mm，介電常數對比度為2.5%，成像時間≤10min，每套成本為10萬元左右。在後續研究中，爭取成像系統的性能指標達到：解析度4≤mm，介電常數對比度為1.5%，成像時間≤1min，溫度解析度≤0.5℃，達到對生物體內組織的溫度分布成像的要求。

㈦ 精準醫學來了它會帶來怎樣的變化

未來的醫學影像將是精準醫學的重要組成部分。美國國家醫學科學院(iom)在2011年11月發出了一份報告，特別強調精準醫學是建立在了解個體基因、環境、生活方式的基礎上的新型的疾病治療和預防的方法。我們利用生命科學來研究這個領域，就是在蛋白、基因或者說在分子的水平上，探究有多大，是否能看見，究竟在蛋白和基因中起到什麼作用。

精準醫學首先是針對個體化，要有標志物，同時還要有配對，同時需要循證醫學的支持，再就是大數據的處理。生物醫學的常用領域，在這里我們可以看到電子、原子、分子、dna、細胞、蜜蜂、小鼠和人，pacs最好的解析度在5毫米，ct和mri大概在1600，或者說在0.1-0.2毫米，光學顯微鏡則更小一點，電子顯微鏡就更小。今天發展到基因、基因測序dna這一塊，光學和電子可以觀測病毒。

顯然我們的pacs賦予我們圖像的存儲和傳輸，並不包括我們傳統醫學常用的生物成像技術和基因配型。也就是說基因和蛋白的數據是pacs的一個前提，醫學發展的前一段所做的是有沒有病，後一段做的是什麼病，在什麼地方;影像所要解決的是在什䠮....

㈧ 請簡述醫學影像學在精準醫學中的作用

未來的醫學影像將是精準醫學的重要組成部分。美國國家醫學科學院(IOM)在2011年11月發出了一份報告，特別強調精準醫學是建立在了解個體基因、環境、生活方式的基礎上的新型的疾病治療和預防的方法。我們利用生命科學來研究這個領域，就是在蛋白、基因或者說在分子的水平上，探究有多大，是否能看見，究竟在蛋白和基因中起到什麼作用。

精準醫學首先是針對個體化，要有標志物，同時還要有配對，同時需要循證醫學的支持，再就是大數據的處理。生物醫學的常用領域，在這里我們可以看到電子、原子、分子、DNA、細胞、蜜蜂、小鼠和人，PACS最好的解析度在5毫米，CT和MRI大概在1600，或者說在0.1-0.2毫米，光學顯微鏡則更小一點，電子顯微鏡就更小。今天發展到基因、基因測序DNA這一塊，光學和電子可以觀測病毒。

顯然我們的PACS賦予我們圖像的存儲和傳輸，並不包括我們傳統醫學常用的生物成像技術和基因配型。也就是說基因和蛋白的數據是PACS的一個前提，醫學發展的前一段所做的是有沒有病，後一段做的是什麼病，在什麼地方;影像所要解決的是在什麼地方，所以PACS在圖像的處理方面是值得重視的。我們對基因序列、基因測序、蛋白等給予一定的關注，可以在分子影像下觀察對比。

總的來講，醫學影像已經發展120年了，從70年代開始，40多年來，我們主要指數字影像，數字影像給PACS一個很好地機會，所以我們的傳輸才可以這么通暢。在醫學數字影像的角度上來講，解決的主要問題是空間解析度、對比解析度、時間解析度和能量解析度。PACS對於所圍繞的圖像來說，就是要解決這四個解析度。

從臨床的角度上看，PACS主要解決三個方面的問題，第一個腫瘤，第二個心腦血管疾病，第三個老年痴呆。查詢美國的NIS以及國內的research fund基本都是以這三個為主，PACS也是隨著疾病的主流而演進的。這里給我們提出來最難的就是時間解析度和能量解析度，也即是說動態的。再有，隨著功能和代謝、波普、量化等過程對PACS提出了一個新的要求。至於大數據，主要就是看代謝的波普和量化，特別是量化。影像這120年的發展雖說要解決四個解析度的問題，但是它是以形態學為主的間接性工具，還不可以在組織學和分子學層面進行確診。這個就是我們現在的醫學影像，知道病在什麼地方，PACS解決的也是病在什麼地方，而不是解決是什麼病的問題。

在生物醫學時代的醫學影像來講，我們面臨著三個方向：第一點，是個體化。我們的高等級醫院可以調出基層醫院的片子，但是只是一條線，沒有形成網路，不能互相調配，小醫院不能拿到三級甲等醫院的片子，所以這個是PACS的一個挑戰。我們要真正做到個體化，首先我們要改變我們的醫療模式，從家庭到醫院再到家庭，圈起來，診斷-治療-隨診，這兩頭都在家庭中，恰好PACS沒有分布在兩端，那麼就沒有辦法喚起社會的參與和家庭的參與。同樣，我們很注重的網路建設，但是我們實際上完成的是一條線，上面調下面的，下面調不了上面的，還不具備穿梭性，更別說整個網路的調配，這個方面是存在壁壘的。還有我們的規范化還有待進一步建設。

第二點，PACS要注意影像診斷的整合，也就是intergrate，就是把化驗室、病理科、影像合成或者是分子實驗室整合，我們沒有這方面的能力，只能靠PACS或者TMT來解決這個問題。所以PACS和TMT在未來對於腫瘤來講是一個整合醫學影像的工具，過去我們是採取information center 來整合信息，現在我們把整合信息中心可以稱呼為intergrate information，我們把所有的東西都整合在一起，但是我們還是在傳統思路上建立一個center而已，所以這個方面是需要我們考慮的。

第三點，從精準醫學的角度來講，類比軍事在18、19世紀，一般通過決斗來解決，現在主要靠導彈，那麼就需要GPS來定位，那麼在醫學領域定位就由PACS來做，只有PACS能夠解決這個定位的問題，未來TMT的技術給了精準醫學一個很大的支撐，這個也就是我下面要介紹的。至於原因，我做一下解釋，大家都知道，這個是正常的基因，如果基因有變異，你可以說有疾病，一部分變異的基因通過自身的免疫系統恢復，另一部分無法恢復，我們把這一部分在癌症之前叫作癌變期，或者說是細微的癌分子或者是癌細胞。之後突然間增殖，大家可以看到從癌症到死亡是1-3年，我們看到的影像是從癌症到死亡的階段，基因檢查和蛋白檢查的范圍是看不到的。舉好萊塢女明星安吉麗娜朱莉的例子，醫生告訴她的一對基因有80%的可能患乳腺癌，她選擇切除乳腺，這個是在乳腺上還比較好解決。但是如果是在神經科，一對基因有致病的可能，可能會導致膠質瘤，那麼就不能像乳腺那麼好解決，沒有辦法切除。在這種情況下，我們更大的一部分做的是在做基因和蛋白數據的積累和對比，這方面的工作以及

㈨ 生物醫學成像目前存在的問題

發展歷史
1895年威廉姆·倫琴無意中發現陰極射線管可以使一 張塗有鉑氰化鋇的紙發光 ,即使把管子和紙分放在兩間隔開的房間里也是一樣。倫琴認為管子一定放射出 某種具有穿透力的射線 ，他把這種未知射線命名為X射線。不 久 ，他又發現如果讓X射線穿過人手，射向一個塗有化學物質的屏幕，裡面的骨胳就會清晰地顯現在幕上。事實上，有史以來第一張X射線人體解剖照 片上照的正是倫琴夫人的左手。

半個多世紀中，醫學成像科學一直是隨X射線技術的進步而穩定但又緩慢地發展著。可是在70年代初期，由於新技術——計算機X射線層析成像法，即CT(computerized tomography)的出現，這門科學一下子進入了高速發展時期。

80年代初，磁共振成像，即MRI(magnetic resonance imaging)的出現提供了另一種完全不同的拍攝體內照片的方法.不同於讓X射線穿過體內，MRI基於強磁場和高頻信號導致體內原子發放出它們自身的信息。

隨著生命科學的進展，分子生物學、生物和基因工程(人類基因組/疾病基因組學)等，將深入和影響基礎醫學與臨床醫學(含影像學)的進程及發展。實際上，生理、功能和代謝成像以及基因診斷和治療已經並將進一步影響影像學的診治及基礎研究。

關鍵技術
磁共振成像
人體中不同的組成器官都包含相當可觀的水分和脂肪，並且在我們身體組織中有大量的氫。MRI信號從這些氫核發出，當它們由磁性刺激激發時，這些信號可用於成像。在1946年，著名的物理學家Bloch和Purcell首先構思了MRI的概念，一種先進的成像技術類型。基本原理包括刺激物質磁性的問題和通過物質基本屬性的改變來獲得成像信號，以響應這種磁性刺激。

MRI(也叫核磁共振)利用線斷層照片成像技術並以切片的形式獲取圖像。每個在充足氫中的身體切片可以視為體素集，它是容量細胞元素，這里每個氫核表示一個體素。當完全興奮時，這些核由容量細胞發出的核磁共振的信號表示，並且圖像像素的強度與對應的體素的核磁共振信號強度成比例。因此從單獨的組織映射可以累積以獲得整個器官的映射。

目前，MRI已經廣泛應用於內臟成像、腫瘤檢測和其他在脊椎、脖子、大腦中的相關應用。除了是准確成像系統之外，它最大的優勢在於，在應用中它是很安全的。它並不採用常規的想法——成像使用的頻率應該比對象的頻率低。它使用在RF范圍內的相位和頻率變化，因此無其他內臟成像技術的危害作用，例如X光。

計算軸斷層攝影術
計算軸斷層攝影術通常稱為CT掃描或CAT掃描，它是醫療成像的另一種強有力的技術。可用於軟組織系統的成像，如硬骨和血管。

這種成像技術應用X光攝影基本原理。它發送不同強度的X光，這取決於表面障礙物的類型，X光光束根據這些響應進行描述。這使用斷層攝影成像技術，即繼續以切片進行成像。

CAT掃描器結構上包含X光管和檢測器。射線管沿螺旋式/spiral/圓形路徑旋轉，而切片的圖像由X光檢測器獲取。在完全旋轉期間，檢測器記錄大量(幾乎旋轉1000次)的快照。圖像進一步分解成一些獨立的數據集，並且在一些並行通道中進行進一步處理。在這個處理期間，外形被投影，給出了斷層攝影術切片的實際圖像。

核與超聲波成像
在核醫學中，放射性材料通常通過靜脈注射(intravenous，IV)，或吞咽或吸氣來獲得人體器官的圖像。放射性物質的運動轉變由檢測器跟蹤。可通過身體內的某些物質標記放射性核素。它放射gamma射線，在gamma照相機由感測器捕獲。這些圖像的解析度很差，但它們視覺化了生理功能，例如能以清楚的方式來見到新陳代謝的過程。

在超聲波圖像中，超聲波脈沖從安置在患者皮膚上的變換裝置傳播。反向散射的超聲回波信號將被記錄以用於圖像重建。超聲波通過水進行傳播。囊腫是含水的可變結構，它不會發送任何回波到記錄器。另一方面，骨頭、硬化組織和脂肪吸收並反射超聲波射線(在很小范圍)，並且產生聲影區。因此使用超聲波圖像可能查出在任何一種器官中的囊腫。

應用
下面介紹一些生物醫學成像的應用。

(1)肺病識別：在胸部X光片中，黑色部分代表空氣，而固體組織看上去更亮一些。骨頭比軟組織具有更高的輻射不透明度。在正常胸部X光片中，可清晰地看見肋骨、胸部脊椎、胸腔和腹腔的橫隔膜。通過分析相應部分，這些在胸腔x光片中的區域可以用於病變的診斷。

(2)心臟病識別：定量測量(例如心臟大小和形狀)是對心臟病分類的重要診斷特徵。圖像分析技術可以被用於x光圖像用來改善心臟病的診斷。

(3)數字乳腺x光片：為了診斷乳腺腫瘤，數字乳腺X光片對查出特徵(例如微鈣化)是非常有用的。圖像處理技術，例如對比度增強、分割、特徵提取、形狀分析等，可以用於乳腺x光片的分析。腫瘤形狀的規律性被用來確定腫瘤為良性還是惡性。

㈩ 熒光分子開光怎麼用於生物成像

熒光分子開光怎麼用於生物成像
熒光高分子在生物成像中的應用；摘要：生物熒光成像技術在生命科學、醫學及相關交叉；關鍵詞：熒光高分子生物成像生物標記；直接在活體細胞內研究細胞內分子或器官的生物意義是；1熒光材料簡介；熒光材料主要分為三類：無機熒光納米粒子、有機熒光；新型熒光高分子材料是當前材料學科研究的熱點；相對熒光小分子而言，熒光高分子作為一種新型功能材；生色團以化學鍵結合在高分子中，不容

熒光高分子在生物成像中的應用

摘要：生物熒光成像技術在生命科學、醫學及相關交叉領域具有重要應用與廣闊前景。熒光材料主要分為無機納米熒光材料、有機小分子熒光材料和有機高分子熒光材料。目前，這三類熒光材料在生物成像方面均有一定的研究與使用，比如Zn2+型探針、熒光共振能量轉移（Fluorescence
Resonance Energy Transfer, FRET）探針、熒光蛋白等[1]。本文將對有機高分子熒光材料及其在生物成像中的應用進行介紹。

關鍵詞：熒光 高分子 生物成像 生物標記

直接在活體細胞內研究細胞內分子或器官的生物意義是後基因組時代的一個巨大挑戰。如果可以將細胞內的分子或體內器官進行可視化，則可以直接研究其生化活動與功能。生物成像技術（Biological
Imaging）是近年來發展起來的一項分子、基因表達的分析檢測系統。利用熒光探針（Fluorescent
Probe），對特定分子或器官進行標記，利用靈敏的檢測方法，讓研究人員能夠直接監控活體生物體內腫瘤的生長及轉移、感染性疾病發展過程、特定基因的表達等生物學過程。傳統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據，得到多個時間點的實驗結果。相比之下，可見光體內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，所得的數據更加真實可信。因其操作極其簡單、所得結果直觀、靈敏度高等特點，已廣泛應用於生命科學、醫學研究及葯物開發等方面。