《分子影像分析技术》教学大纲(本科)_2.pdf

135 分子影像分析技术 一、课程简介 分子影像学是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。因此，分子影像学是将分子生物学技术和现代医学影像学相结合的产物，而经典的影像诊断（X线、CT、MR、超声等）主要显示的是一些分子改变的终效应，具有解剖学改变的疾病；而分子影像学通过发展新的工具、探针及方法，探查疾病过程中细胞和分子水平的异常，在尚无解剖改变的疾病前检出异常，为探索疾病的发生、发展和转归，评价药物的疗效中，起到连接分子生物学与临床医学之间的桥梁作用。本门课程通过对分子影像学工具、试剂及方法的讲解，使学生掌握分子影像学的基础理论、基本知识，着重介绍了分子影像学技术的最新进展和应用情况，并详细介绍了分子成像在肿瘤、中枢神经系统和心血管系统疾病诊断中的应用情况，重点阐述了分子成像在监测基因治疗、活体细胞示踪以及新药研发等方面的最新研究进展，并就分子影像学向临床转化所面临的问题进行了剖析。同时培养学生应用所学知识观察、分析、综合和独立解决问题的能力，为学生在未来临床工作中诊断、治疗疾病打下坚实的理论基础。二、理论教学内容 1.分子影像学概述 掌握内容：分子影像学的概念和范畴。了解内容：分子影像学的产生和发展；分子成像的条件；分子成像常见类型；数字化医学影像。2.分子生物学与分子探针 掌握内容：分子探针的原理和选择；利用分子探针检测DNA损伤；分子探针在细胞凋亡检测中的研究进展；基于化学小分子探针的信号转导过程研究；分子成像靶点的种类和选择、靶点的筛选技术。了解内容：分子探针穿透生物屏障的常见机制；纳米分子影像学；脑受体分子显像与经学探针；分子影像药物动力学定域模型。3.磁共振分子成像 掌握内容：磁共振检查基因传递与基因表达成像；MR报告基因成像；常用的MR分子成像探针；小动物磁共振分子成像研究；靶向磁性纳米粒子用于肿瘤的磁共振分子成像。了解内容：多维核磁共振在分子结构研究中的应用。磁共振成像概念；磁共振分子成像的步骤和基本原理；微磁共振成像；功能磁共振成像。4.超声分子成像 掌握内容：超声分子成像的概念和基本原理；超声微泡造影的基因和药物靶向释放，在新药研究中验证新型药物的靶标性及药效。了解内容：超声分子成像的应用概况；超声分子成像的前景原理超声波与微泡和组织的相互作用；靶向超声分子成像评价血管新生的研究。5.CT分子成像 掌握内容：CT的成像原理；PET/CT分子的成像原理；CT药物定量分析模型及应用。了解内容：CT在分子影像中的应用；小动物活体成。6.分子影像分析技术 掌握内容：图像的特征识别、区域分割的原理和程序；多个图像融合的原理和程序；图像的三维重建、表面绘制、体绘/制的方法和程序命令。136 了解内容：影像学图像的基础处理和图像增强的原理及程序。7.分子影像的应用 掌握内容：肿瘤多药耐药性的分子显像；MR特异性分子成像探针和肿瘤基因显像；分子和基因影像在肿瘤诊断和治疗中的应用；分子影像在新药研究中的应用；分子成影像基因治疗；分子影像技术在阿尔茨海默病中的应用。了解内容：转基因动物成像；细胞示踪技术的应用；HPET FDG显像诊断肿瘤的临床价值；放射性核素受体显像研究和应用；分子影像在心血管系统中的应用；活体细胞内蛋白质-蛋白质相互作用的实时成像。三、实验教学内容 1.分子影像探针的设计和研究 基本内容：利用分子有效对接软件（Molegro Virtual Docker，MVD）软件，模拟阿尔茨海默病分子影像探针老年斑的结合，并对探针进行打分排序。基本要求：掌握MVD软件的基础使用方法；找到分子影像探针与老年斑的结合位点；利用 Grid打分排序。2.分子影像分析技术（一）基本内容：掌握分子影像学图像的基础处理和图像增强的原理，图像的特征识别、区域分割的原理。基本要求：使用matlab软件通过程序编辑，进行分子影像学图像的基础处理、图像增强、特征识别和区域分割。3.分子影像分析技术（二）基本内容：多个图像融合的原理和程序；图像的三维重建、表面绘制、体绘/制的方法和程序命令。基本要求：掌握使用matlab软件完成多个图像融合以及图像的三维重建进行表面绘制、体绘制过程。四、参考资料 分子影像学（第2版）.申宝忠主编.人民卫生出版社.2010年出版 分子影像学导论.唐孝威主编.浙江大学出版.2005年出版 五、学时分配 序号 教学内容 参考学时 总学时 理论学时 实验学时 1 分子影像学概述 2 2 0 2 分子生物学与分子探针 6 2 4 3 磁共振分子成像 3 2 0 4 超声分子成像 3 2 0 5 CT 分子成像 2 2 0 6 分子影像分析技术 12 4 8 7 分子影像的应用 2 2 0 合计 28 16 12