生物成像技术

㈠ 生物图像处理技术的成像原理和技术

对于那些可以直接观察到的图像，可通过各种光学机械扫描或电子扫描，其中包括电视摄像(TV)扫描和电子耦合器件(CCD)扫描;而对于位于人体内部，不能用肉眼直接观察的部位,则要通过X射线、超声反射或吸收和正电子扫描等技术获取图像。在获取图像的过程中，需要利用各种先进的成像原理和技术。例如，利用超声信号源通过“B超诊断仪”形成图象,利用环状 X射线信号源通过计算机断层扫描分析仪以及利用同位素标记的L-葡萄糖进行正电子扫描以获得立体图像等等。

㈡ 生物动态实时多角度投影成像的新技术，你是怎么认为的呢

其实对于我们自身来说，也是发现了生物动态实施多角度这样一个投影成像的新技术。那么对于这样一个新技术来说，我们也感觉对于我们自身的一些帮助来说也是十分的巨大的。那么对于这样一个科研人员推出这样的一个经济效益非常的高，并且易于实施的。这样的一个扫描的时候，也能够看到对于这样一些光学切片的功能的确是能够在相机显微镜当中进行转换的。

关于这样的一个形态，动力学的确也是能够看出来其中的一些原理的。包括这样一些培养神经元当中的一些钙信号，包括我们自己的一些心脏跳动，或者是其他方面的一些原因，都能够得到进一步的了解。这对于我们自己的医学界的发展来说也是十分有帮助的，能够帮助我们自己的一些病人在出现了此类的一些疾病的时候能够得到进一步的观测与治疗。

㈢ 生物图像有什么特点

生物图像处理技术又称生物成像技术。它是利用成像原理和自动模式识别的方法，以电子计算机为工具，把不能被肉眼观察到的以及不易被计算机读入的、反映对像所特有的数据和结构等，转换成便于使用的直观图像，包括对图像的加工处理和对图像的分析。它的发展与医学诊断的需求密切相关。

㈣ 生物图像处理技术的介绍

生物图像处理技术又称生物成像技术。它是利用成像原理和自动模式识别的方法，以电子计算机为工具，把不能被肉眼观察到的以及不易被计算机读入的、反映对像所特有的数据和结构等，转换成便于使用的直观图像，包括对图像的加工处理和对图像的分析。它的发展与医学诊断的需求密切相关。

㈤ 纳米科技在医疗上有哪些应用

主要分为五大块，载药，成像，检测，器件和组织工程。我了解比较多的是载药。简单说一说载药这一块。

纳米科技在医疗上的应用还有很长的一段路需要走，我们期待科研人员研发出更好的技术，造福广大患者。

㈥ 生物医学成像是研究什么的

微波成像是当前国际上正在大力研究开发的一种非均匀介质成像技术。
微波成像技术内已广泛应用于各技术领容域，在雷达和遥感方面尤为突出。在生物医学方面的应用，微波成像具有其它成像手段，如X光、核磁共振和超声成像等不具备的优势。

我们已研制成功的“二维共形微波成像系统”，其性能指标达到了：分辨率≤8mm，介电常数对比度为2.5%，成像时间≤10min，每套成本为10万元左右。在后续研究中，争取成像系统的性能指标达到：分辨率4≤mm，介电常数对比度为1.5%，成像时间≤1min，温度分辨率≤0.5℃，达到对生物体内组织的温度分布成像的要求。

㈦ 精准医学来了它会带来怎样的变化

未来的医学影像将是精准医学的重要组成部分。美国国家医学科学院(iom)在2011年11月发出了一份报告，特别强调精准医学是建立在了解个体基因、环境、生活方式的基础上的新型的疾病治疗和预防的方法。我们利用生命科学来研究这个领域，就是在蛋白、基因或者说在分子的水平上，探究有多大，是否能看见，究竟在蛋白和基因中起到什么作用。

精准医学首先是针对个体化，要有标志物，同时还要有配对，同时需要循证医学的支持，再就是大数据的处理。生物医学的常用领域，在这里我们可以看到电子、原子、分子、dna、细胞、蜜蜂、小鼠和人，pacs最好的分辨率在5毫米，ct和mri大概在1600，或者说在0.1-0.2毫米，光学显微镜则更小一点，电子显微镜就更小。今天发展到基因、基因测序dna这一块，光学和电子可以观测病毒。

显然我们的pacs赋予我们图像的存储和传输，并不包括我们传统医学常用的生物成像技术和基因配型。也就是说基因和蛋白的数据是pacs的一个前提，医学发展的前一段所做的是有没有病，后一段做的是什么病，在什么地方;影像所要解决的是在什䠮....

㈧ 请简述医学影像学在精准医学中的作用

未来的医学影像将是精准医学的重要组成部分。美国国家医学科学院(IOM)在2011年11月发出了一份报告，特别强调精准医学是建立在了解个体基因、环境、生活方式的基础上的新型的疾病治疗和预防的方法。我们利用生命科学来研究这个领域，就是在蛋白、基因或者说在分子的水平上，探究有多大，是否能看见，究竟在蛋白和基因中起到什么作用。

精准医学首先是针对个体化，要有标志物，同时还要有配对，同时需要循证医学的支持，再就是大数据的处理。生物医学的常用领域，在这里我们可以看到电子、原子、分子、DNA、细胞、蜜蜂、小鼠和人，PACS最好的分辨率在5毫米，CT和MRI大概在1600，或者说在0.1-0.2毫米，光学显微镜则更小一点，电子显微镜就更小。今天发展到基因、基因测序DNA这一块，光学和电子可以观测病毒。

显然我们的PACS赋予我们图像的存储和传输，并不包括我们传统医学常用的生物成像技术和基因配型。也就是说基因和蛋白的数据是PACS的一个前提，医学发展的前一段所做的是有没有病，后一段做的是什么病，在什么地方;影像所要解决的是在什么地方，所以PACS在图像的处理方面是值得重视的。我们对基因序列、基因测序、蛋白等给予一定的关注，可以在分子影像下观察对比。

总的来讲，医学影像已经发展120年了，从70年代开始，40多年来，我们主要指数字影像，数字影像给PACS一个很好地机会，所以我们的传输才可以这么通畅。在医学数字影像的角度上来讲，解决的主要问题是空间分辨率、对比分辨率、时间分辨率和能量分辨率。PACS对于所围绕的图像来说，就是要解决这四个分辨率。

从临床的角度上看，PACS主要解决三个方面的问题，第一个肿瘤，第二个心脑血管疾病，第三个老年痴呆。查询美国的NIS以及国内的research fund基本都是以这三个为主，PACS也是随着疾病的主流而演进的。这里给我们提出来最难的就是时间分辨率和能量分辨率，也即是说动态的。再有，随着功能和代谢、波普、量化等过程对PACS提出了一个新的要求。至于大数据，主要就是看代谢的波普和量化，特别是量化。影像这120年的发展虽说要解决四个分辨率的问题，但是它是以形态学为主的间接性工具，还不可以在组织学和分子学层面进行确诊。这个就是我们现在的医学影像，知道病在什么地方，PACS解决的也是病在什么地方，而不是解决是什么病的问题。

在生物医学时代的医学影像来讲，我们面临着三个方向：第一点，是个体化。我们的高等级医院可以调出基层医院的片子，但是只是一条线，没有形成网络，不能互相调配，小医院不能拿到三级甲等医院的片子，所以这个是PACS的一个挑战。我们要真正做到个体化，首先我们要改变我们的医疗模式，从家庭到医院再到家庭，圈起来，诊断-治疗-随诊，这两头都在家庭中，恰好PACS没有分布在两端，那么就没有办法唤起社会的参与和家庭的参与。同样，我们很注重的网络建设，但是我们实际上完成的是一条线，上面调下面的，下面调不了上面的，还不具备穿梭性，更别说整个网络的调配，这个方面是存在壁垒的。还有我们的规范化还有待进一步建设。

第二点，PACS要注意影像诊断的整合，也就是intergrate，就是把化验室、病理科、影像合成或者是分子实验室整合，我们没有这方面的能力，只能靠PACS或者TMT来解决这个问题。所以PACS和TMT在未来对于肿瘤来讲是一个整合医学影像的工具，过去我们是采取information center 来整合信息，现在我们把整合信息中心可以称呼为intergrate information，我们把所有的东西都整合在一起，但是我们还是在传统思路上建立一个center而已，所以这个方面是需要我们考虑的。

第三点，从精准医学的角度来讲，类比军事在18、19世纪，一般通过决斗来解决，现在主要靠导弹，那么就需要GPS来定位，那么在医学领域定位就由PACS来做，只有PACS能够解决这个定位的问题，未来TMT的技术给了精准医学一个很大的支撑，这个也就是我下面要介绍的。至于原因，我做一下解释，大家都知道，这个是正常的基因，如果基因有变异，你可以说有疾病，一部分变异的基因通过自身的免疫系统恢复，另一部分无法恢复，我们把这一部分在癌症之前叫作癌变期，或者说是细微的癌分子或者是癌细胞。之后突然间增殖，大家可以看到从癌症到死亡是1-3年，我们看到的影像是从癌症到死亡的阶段，基因检查和蛋白检查的范围是看不到的。举好莱坞女明星安吉丽娜朱莉的例子，医生告诉她的一对基因有80%的可能患乳腺癌，她选择切除乳腺，这个是在乳腺上还比较好解决。但是如果是在神经科，一对基因有致病的可能，可能会导致胶质瘤，那么就不能像乳腺那么好解决，没有办法切除。在这种情况下，我们更大的一部分做的是在做基因和蛋白数据的积累和对比，这方面的工作以及

㈨ 生物医学成像目前存在的问题

发展历史
1895年威廉姆·伦琴无意中发现阴极射线管可以使一 张涂有铂氰化钡的纸发光 ,即使把管子和纸分放在两间隔开的房间里也是一样。伦琴认为管子一定放射出 某种具有穿透力的射线 ，他把这种未知射线命名为X射线。不 久 ，他又发现如果让X射线穿过人手，射向一个涂有化学物质的屏幕，里面的骨胳就会清晰地显现在幕上。事实上，有史以来第一张X射线人体解剖照 片上照的正是伦琴夫人的左手。

半个多世纪中，医学成像科学一直是随X射线技术的进步而稳定但又缓慢地发展着。可是在70年代初期，由于新技术——计算机X射线层析成像法，即CT(computerized tomography)的出现，这门科学一下子进入了高速发展时期。

80年代初，磁共振成像，即MRI(magnetic resonance imaging)的出现提供了另一种完全不同的拍摄体内照片的方法.不同于让X射线穿过体内，MRI基于强磁场和高频信号导致体内原子发放出它们自身的信息。

随着生命科学的进展，分子生物学、生物和基因工程(人类基因组/疾病基因组学)等，将深入和影响基础医学与临床医学(含影像学)的进程及发展。实际上，生理、功能和代谢成像以及基因诊断和治疗已经并将进一步影响影像学的诊治及基础研究。

关键技术
磁共振成像
人体中不同的组成器官都包含相当可观的水分和脂肪，并且在我们身体组织中有大量的氢。MRI信号从这些氢核发出，当它们由磁性刺激激发时，这些信号可用于成像。在1946年，著名的物理学家Bloch和Purcell首先构思了MRI的概念，一种先进的成像技术类型。基本原理包括刺激物质磁性的问题和通过物质基本属性的改变来获得成像信号，以响应这种磁性刺激。

MRI(也叫核磁共振)利用线断层照片成像技术并以切片的形式获取图像。每个在充足氢中的身体切片可以视为体素集，它是容量细胞元素，这里每个氢核表示一个体素。当完全兴奋时，这些核由容量细胞发出的核磁共振的信号表示，并且图像像素的强度与对应的体素的核磁共振信号强度成比例。因此从单独的组织映射可以累积以获得整个器官的映射。

目前，MRI已经广泛应用于内脏成像、肿瘤检测和其他在脊椎、脖子、大脑中的相关应用。除了是准确成像系统之外，它最大的优势在于，在应用中它是很安全的。它并不采用常规的想法——成像使用的频率应该比对象的频率低。它使用在RF范围内的相位和频率变化，因此无其他内脏成像技术的危害作用，例如X光。

计算轴断层摄影术
计算轴断层摄影术通常称为CT扫描或CAT扫描，它是医疗成像的另一种强有力的技术。可用于软组织系统的成像，如硬骨和血管。

这种成像技术应用X光摄影基本原理。它发送不同强度的X光，这取决于表面障碍物的类型，X光光束根据这些响应进行描述。这使用断层摄影成像技术，即继续以切片进行成像。

CAT扫描器结构上包含X光管和检测器。射线管沿螺旋式/spiral/圆形路径旋转，而切片的图像由X光检测器获取。在完全旋转期间，检测器记录大量(几乎旋转1000次)的快照。图像进一步分解成一些独立的数据集，并且在一些并行通道中进行进一步处理。在这个处理期间，外形被投影，给出了断层摄影术切片的实际图像。

核与超声波成像
在核医学中，放射性材料通常通过静脉注射(intravenous，IV)，或吞咽或吸气来获得人体器官的图像。放射性物质的运动转变由检测器跟踪。可通过身体内的某些物质标记放射性核素。它放射gamma射线，在gamma照相机由传感器捕获。这些图像的分辨率很差，但它们视觉化了生理功能，例如能以清楚的方式来见到新陈代谢的过程。

在超声波图像中，超声波脉冲从安置在患者皮肤上的变换装置传播。反向散射的超声回波信号将被记录以用于图像重建。超声波通过水进行传播。囊肿是含水的可变结构，它不会发送任何回波到记录器。另一方面，骨头、硬化组织和脂肪吸收并反射超声波射线(在很小范围)，并且产生声影区。因此使用超声波图像可能查出在任何一种器官中的囊肿。

应用
下面介绍一些生物医学成像的应用。

(1)肺病识别：在胸部X光片中，黑色部分代表空气，而固体组织看上去更亮一些。骨头比软组织具有更高的辐射不透明度。在正常胸部X光片中，可清晰地看见肋骨、胸部脊椎、胸腔和腹腔的横隔膜。通过分析相应部分，这些在胸腔x光片中的区域可以用于病变的诊断。

(2)心脏病识别：定量测量(例如心脏大小和形状)是对心脏病分类的重要诊断特征。图像分析技术可以被用于x光图像用来改善心脏病的诊断。

(3)数字乳腺x光片：为了诊断乳腺肿瘤，数字乳腺X光片对查出特征(例如微钙化)是非常有用的。图像处理技术，例如对比度增强、分割、特征提取、形状分析等，可以用于乳腺x光片的分析。肿瘤形状的规律性被用来确定肿瘤为良性还是恶性。

㈩ 荧光分子开光怎么用于生物成像

荧光分子开光怎么用于生物成像
荧光高分子在生物成像中的应用；摘要：生物荧光成像技术在生命科学、医学及相关交叉；关键词：荧光高分子生物成像生物标记；直接在活体细胞内研究细胞内分子或器官的生物意义是；1荧光材料简介；荧光材料主要分为三类：无机荧光纳米粒子、有机荧光；新型荧光高分子材料是当前材料学科研究的热点；相对荧光小分子而言，荧光高分子作为一种新型功能材；生色团以化学键结合在高分子中，不容

荧光高分子在生物成像中的应用

摘要：生物荧光成像技术在生命科学、医学及相关交叉领域具有重要应用与广阔前景。荧光材料主要分为无机纳米荧光材料、有机小分子荧光材料和有机高分子荧光材料。目前，这三类荧光材料在生物成像方面均有一定的研究与使用，比如Zn2+型探针、荧光共振能量转移（Fluorescence
Resonance Energy Transfer, FRET）探针、荧光蛋白等[1]。本文将对有机高分子荧光材料及其在生物成像中的应用进行介绍。

关键词：荧光 高分子 生物成像 生物标记

直接在活体细胞内研究细胞内分子或器官的生物意义是后基因组时代的一个巨大挑战。如果可以将细胞内的分子或体内器官进行可视化，则可以直接研究其生化活动与功能。生物成像技术（Biological
Imaging）是近年来发展起来的一项分子、基因表达的分析检测系统。利用荧光探针（Fluorescent
Probe），对特定分子或器官进行标记，利用灵敏的检测方法，让研究人员能够直接监控活体生物体内肿瘤的生长及转移、感染性疾病发展过程、特定基因的表达等生物学过程。传统的动物实验方法需要在不同的时间点宰杀实验动物以获得数据，得到多个时间点的实验结果。相比之下，可见光体内成像通过对同一组实验对象在不同时间点进行记录，跟踪同一观察目标（标记细胞及基因）的移动及变化，所得的数据更加真实可信。因其操作极其简单、所得结果直观、灵敏度高等特点，已广泛应用于生命科学、医学研究及药物开发等方面。