影像医学的未来在于造影剂


从CT诞生起,影像医学走过了40年的高速发展期。今天,我们拥有了性能极为强大的影像设备:320层CT,7T磁共振,PET-CT,这些设备用到了当今最为先进的科技:磁悬浮滑环、低温超导、回旋加速器,单个设备价值达到了数千万元,真可谓价值连城。

但是,如此昂贵的设备真的给诊断水平带来大幅提升了吗?未必。

一种影像设备的显示能力极限是由其原理决定的。CT,是用X线加上旋转采集来成像。成像的时间在亚秒水平。旋转过程中滑环必然产生抖动,X线强度在不停波动,人体血液和器官在运动,这些都决定了其空间分辨率只能局限在亚毫米水平,永远不可能显示腺体级及细胞级解剖结构。CT的最后一个临床应用:冠脉显示已经实现,未来不会再有什么大突破了。

磁共振的原理是分子特异性对比度,但是由于信噪比限制,只有同样的分子达到一定数量才可显影。磁共振的另一显示能力是微观的运动,包括血液的运动和水的弥散运动,但同样需要基于足够多的分子。因而磁共振也不能显示腺体级和细胞级的结构.

PET。说到PET,本文的主角开始登场了---造影剂。如果没有造影剂,PET将不能形成任何影像。

造影剂是一种外加给人体的物质,通过某种机理改变图像信息,增加图像诊断信息。

造影剂由2部分构成,显影成分和探针成分。

显影成分是与影像设备相对应的,可以引起图像信号改变的成分,是造影剂信号的来源。在CT上,显影成分主要是碘,碘在CT图像上显示为高密度;在磁共振上,显影成分主要是钆,钆可以引起磁共振T1图像信号增加,当然也有其他显影成分,如铁,碳13等。在PET上,显影成分主要是氟17,由于氟17半衰期很短,所以需要在医院内通过回旋加速器制备.

探针成分是能够特异性的与人体某些器官、组织、细胞结合的成分,是造影剂诊断价值的来源。探针成分主要有3类:

第一类,非特异性类。这类造影剂探针部分没有什么特异功能,造影剂通过血管注入人体后,主要停留在血管内,显示血供情况,并可渗漏到血管屏障破坏的地方之外。目前主流的CT.磁共振造影剂属于这一类型。

第二类,代谢特异性。这类造影剂的探针部分是具有代谢功能的分子,如PET常用的葡萄糖分子。葡萄糖分子进入体内后,会被需要的器官吸收,代谢旺盛的器官吸收的多,因而显影较浓,因而PET可用于显示神经、心肌和肿瘤。

第三类,病变特异性。主要是特异性抗体。比如肿瘤特异性抗体。如果人体内有对应的肿瘤,则造影剂与肿瘤结合,肿瘤显影,如果没有对应的肿瘤,则造影剂快速被代谢,排出体外,不显影。

当造影剂不发达时,我们只能通过不断提高影像设备的性能来显示更多解剖细节,进而提高病变的发现能力。这不仅大幅提高了检查成本,也大幅提高了医生的阅片工作量。而当有了造影剂之后,我们只需最基本的影像设备成像性能,只要能够显示造影剂即可,因为造影剂在哪里,病变就在哪里。当我们可以开发出多种病变特异性造影剂时,可以轻松获得诊断。

影像诊断的目的,在于确定是否有病变,病变的性质,病变的位置。而治疗,则是消灭病变。当我们有了病变特异性探针时,其实我们已经不再需要显影部分,只要将探针挂上"炸弹“--放射性核素,一旦有病变,立即消灭它即可。以后也不会再有体检,因为只要直接注入治疗性造影剂,就可以真正的防癌。

病变特异性造影剂的研制,靠的是不断的生化实验和运气。其实门槛并不高。中国人多,科研底子薄,正适合此产业,希望高层能够作出正确的决策,向此方向加大投入,争取在21世纪,中国在生物医疗领域能够走在世界前列