蛍光断層撮影は、主に in vivo 診断で使用されるイメージング技術です。 それは蛍光の使用に基づいています 染料 バイオマーカーとして機能します。 この技術は現在、主に研究または出生前の研究で使用されています。
蛍光トモグラフィーとは？
蛍光トモグラフィーは、XNUMX 次元を検出して定量化します。 ディストリビューション 生体組織における蛍光バイオマーカーの分析。 図は、バイオマーカーの注入を示しています。 蛍光トモグラフィーは、XNUMX 次元を検出して定量化します。 ディストリビューション 生体組織における蛍光バイオマーカーの分析。 いわゆるフルオロフォア、つまり蛍光物質は、最初に吸収します。 電磁放射 近赤外線領域で。 その後、わずかに低いエネルギー状態で放射線を再放出します。 この生体分子の振る舞いは蛍光と呼ばれます。 は 吸収 放射は、電磁スペクトルの 700 ～ 900 nm の波長範囲で発生します。 ポリメチンは通常、フルオロフォアとして使用されます。 これらは 染料 分子内に共役電子対を持っているため、電子を励起する光子を受け入れることができます。 このエネルギーは、光の放出と熱の形成によって再び放出されます。 蛍光染料が光るので、 ディストリビューション 体内を視覚化することができます。 蛍光体は、造影剤のように、他の画像処理で使用されます。 適用分野に応じて、静脈内または経口的に適用できます。 蛍光断層撮影も分子イメージングでの使用に適しています。
機能、効果、および目標
短波赤外光は体組織を容易に透過するため、通常、蛍光断層撮影の適用は近赤外域で行われます。 のみ 水 & ヘモグロビン この波長範囲の放射線を吸収することができます。 典型的な組織では、 ヘモグロビン の約 34 ～ 64% を占めています。 吸収. したがって、これがこの手順の決定要因です。 700 ～ 900 ナノメートルの範囲にスペクトル ウィンドウがあります。 蛍光体の放射 染料 もこの波長範囲にあります。 したがって、短波赤外光は生体組織をよく透過することができる。 残差 吸収 また、放射線の散乱がこの方法の制限要因であるため、その適用は小さな組織体積に制限されます。 現在使用されている蛍光色素分子は、主にポリメチン グループの蛍光色素です。 しかし、これらの染料は露光により徐々に分解されるため、その用途はかなり限定的です。 代替として、半導体材料で作られた量子ドットを使用することができます。 これらはナノボディですが、含まれている可能性があります セレン, 砒素 & カドミウム、したがって、それらの人間への使用は原則として除外されなければなりません。 タンパク質、オリゴヌクレオチドまたはペプチドは、蛍光色素と結合するためのリガンドとして機能します。 例外的に、非共役蛍光色素も使用されます。 例えば、蛍光色素「インドシアニングリーン」は、人間の体内で 造影剤 in 血管造影 1959 年以来。共役蛍光バイオ マーカーは、現在、人間で承認されていません。 そのため、蛍光トモグラフィーの応用研究は現在、動物実験のみが行われています。 これらの実験では、蛍光バイオ マーカーを静脈内に適用し、調査中の組織内の色素分布とその蓄積を時間分解方式で調べます。 動物の体表面は NIR レーザーでスキャンされます。 このプロセス中に、カメラは蛍光バイオマーカーによって放出された放射線を記録し、画像を 3D ムービーに組み立てます。 これにより、バイオマーカーの経路を追跡できます。 同時に、 ボリューム 標識された組織の量も記録できるので、それが腫瘍組織であるかどうかを推定することができます。 今日、蛍光トモグラフィーは前臨床研究でさまざまな方法で使用されています。 ただし、人間の診断で可能なアプリケーションについても集中的な作業が行われています。 この文脈で、その応用のための研究 癌 診断、特に 乳癌、重要な役割を果たします。 たとえば、蛍光 マンモグラフィー 費用対効果が高く、迅速なスクリーニング方法になる可能性があると考えられています。 乳癌. Schering AG は 2000 年に、改良されたインドシアニン グリーンを 造影剤 ただし、承認はまだ得られていません。 の制御のためのアプリケーション リンパ の流れも検討中です。 もう XNUMX つの潜在的な適用分野は、リスク評価のための手順の使用です。 癌 患者。 蛍光断層撮影もリウマチの早期発見に大きな可能性を秘めています 関節炎.
リスク、副作用、および危険
蛍光断層撮影法には、他のイメージング技術に比べていくつかの利点があります。 これは、微量のフルオロフォアでもイメージングに十分な感度の高い技術です。 したがって、その感度は核医学 PET (陽電子放出断層撮影) および SPECT (単一光子放射 コンピュータ断層撮影)。 この点で、それは MRI (磁気共鳴画像)。 さらに、蛍光断層撮影は非常に安価な手順です。 これは、試験の実施だけでなく、設備への投資や設備の運用にも当てはまります。 また、放射線被ばくもありません。 ただし、散乱損失が大きいため、身体の深さが増すにつれて空間分解能が大幅に低下するという欠点があります。 したがって、小さな組織表面のみを調べることができます。 人間では、 内臓 現在、うまく画像化できません。 ただし、実行時選択メソッドを開発することにより、散乱効果を制限しようとする試みがあります。 このプロセスでは、強く散乱したフォトンは、わずかに散乱したフォトンから分離されます。 このプロセスはまだ完全には開発されていません。 適切な蛍光バイオマーカーの開発におけるさらなる研究も必要である。 現在の蛍光バイオマーカーは、ヒトでの使用が承認されていません。 現在使用されている染料は、光にさらされると劣化するため、使用にはかなりの欠点があります。 可能な代替案は、半導体材料で作られたいわゆる量子ドットです。 ただし、以下のような有毒物質が含まれているため、 カドミウム or 砒素、それらは人間の生体内診断の使用には適していません。
