磁性納米微粒的組裝及其于肺癌磁共振分子顯像中的應(yīng)用研究.pdf

1、上海交通大學(xué)碩士論文第一章緒論1第一章緒第一章緒論由于人口老齡化、農(nóng)村城市化和城鎮(zhèn)工業(yè)化的加劇，我國肺癌患者呈逐年增多的趨勢。目前對(duì)肺癌常用的非侵入性檢測方法包括：X射線胸透、計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)（CT）、正電子顯像（PET）和磁共振成像（MRI）。X射線胸透和CT能夠獲得兩維和三維的胸部解剖學(xué)影像，但是其對(duì)腫瘤的探測限分別為1厘米和0.5厘米，因此難以進(jìn)行腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)和診斷。同時(shí)，這兩種技術(shù)對(duì)肺癌檢測的最大不足之處在于其假陽性檢出率高

2、，往往引起健康人員不必要的恐慌和不安。臨床上，利用18F標(biāo)記的FDG，PET能夠?qū)Ψ伟┌┳冞M(jìn)程進(jìn)行診斷和分級(jí)，并且對(duì)大于1厘米的腫瘤其檢出靈敏度為96.8%，但對(duì)于小的腫瘤，假陽性的檢出率較高，并且正電子顯像的空間分辨率較低，僅為68毫米。這些因素大大限制了其在肺癌早期診斷中的應(yīng)用。盡管PETCT聯(lián)用在對(duì)N級(jí)肺癌的診斷中能夠一定程度上提高診斷靈敏度、特異性和準(zhǔn)確性，但是其對(duì)T級(jí)肺癌的診斷改進(jìn)很小。磁共振成像是醫(yī)學(xué)常用診斷方法之一，在非入

3、侵疾病診斷和術(shù)后對(duì)療效評(píng)估方面具有廣泛的用途。分子影像是用非入侵的手段在活體內(nèi)對(duì)靶向大分子和生物過程進(jìn)行可定量、可重復(fù)的探測和顯像的方法，是分子生物學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生。這是因?yàn)閷?duì)于絕大多數(shù)疾病來說，細(xì)胞形態(tài)上的變化要早于組織形態(tài)上的可見病變。對(duì)于疾病診斷，它能夠在機(jī)體完整的微環(huán)境狀態(tài)下對(duì)體內(nèi)組織器官微觀病變進(jìn)行分子水平的探測和顯像。核磁共振成像由于其高的空間分辨率（亞毫米級(jí)）和軟組織對(duì)比性，是比較理想的用于分子成像的手段。但

4、其內(nèi)在的不足之處在于靈敏度低。提高磁共振儀的磁場強(qiáng)度是提高儀器靈敏度的方法之一，但儀器的信噪比隨磁場強(qiáng)度也線性增加。在磁場強(qiáng)度一定的情況下，提高分子成像靈敏度的另外一條途徑是在分子靶部位富集較高濃度、其磁共振性能良好的造影劑。但傳統(tǒng)的T1造影劑適宜細(xì)胞間質(zhì)成像，且靈敏度較低，很難用于檢測腫瘤的分子變化過程。因此，對(duì)于肺癌的分子診斷目前急需一種準(zhǔn)確且高度特異性的早期診斷的方法，來彌補(bǔ)當(dāng)前診斷手段的不足，以實(shí)現(xiàn)肺癌的早發(fā)現(xiàn)、早治療，減少患者

5、的死亡率。上海交通大學(xué)碩士論文第一章緒論3大值逐漸衰減到37％時(shí)所需的時(shí)間。此期間的能量交換是自旋質(zhì)子傳遞給其周圍的自旋質(zhì)子，故又稱為自旋自旋弛豫時(shí)間。T1和T2具有特異性，每種正常和病變組織的T1、T2值均不相同，1H的T1、T2值可反映其周圍的化學(xué)或磁環(huán)境。在MR成像中，質(zhì)子密度(單位體積內(nèi)1H的數(shù)量，用Pd表示)也是一種成像參數(shù)，但不如T1、T2重要。在實(shí)際應(yīng)用中，往往要通過調(diào)整重復(fù)激發(fā)時(shí)間(TR)和回波時(shí)間(TE)來突出T1、T

6、2和Pd成分的成像，分別稱T1加權(quán)成像(T1WI)、T2加權(quán)成像(T2WI)和Pd加權(quán)成像(PdWI)。由于射頻脈沖之形式、時(shí)間、序列的變化和對(duì)所接收的信號(hào)分析處理方式不同，因此同一標(biāo)本MRI可獲得許多不同的結(jié)果，即不同密度分布。且各序列對(duì)結(jié)構(gòu)顯示的側(cè)重面和清晰度也各異，更易從不同角度了解病變過程和定性[2]。1.2磁共振造影劑1.2磁共振造影劑雖然磁共振具有高的時(shí)間分辨率、空間分辨率、無輻射、高對(duì)比度等優(yōu)點(diǎn)[3]，但是其靈敏度較低，在

7、分子影像中，需要借助造影劑[4]。MRI造影劑作為一種特殊的藥物，除了具有生物相容性、水溶性和自身的足夠穩(wěn)定性外，還有具有高弛豫率、高靶向性、低毒副作用和體內(nèi)循環(huán)時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)。按照物質(zhì)的磁化性質(zhì)分為順磁性造影劑和超順磁性造影劑兩類，前者如釓（Gd）的螯合物，后者如氧化鐵納米顆粒[5]。1.2.1順磁性造影劑順磁性造影劑1983年臨床投入使用的第一種MRI順磁性造影劑Magnevist由德國的Schering公司研制開發(fā)，為二乙三胺五乙酸

8、（DPTA）和Gd（Ⅲ）的螯合物（GodalinrumdithylenetriaminepentaaceticacidGdDPTA）。它能夠有效縮短組織的自旋晶格弛豫時(shí)間T1，是目前使用最廣泛的MRI陽性造影劑。但是，實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，由于GdDPTA屬于小分子離子型造影劑，在體內(nèi)滲透壓較高，入血后迅速進(jìn)入細(xì)胞間隙，容易經(jīng)腎臟代謝后快速排泄，有著存留時(shí)間短、不具有組織或器官選擇性、且價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。Magnevist主要成分包括GdDPT