그만큼 형광 단층 촬영 주로 생체 내 진단에 사용되는 이미징 기술입니다. 바이오 마커 역할을하는 형광 염료의 사용을 기반으로합니다. 오늘날이 절차는 주로 연구 나 산전 연구에 사용됩니다.
형광 단층 촬영이란?
형광 단층 촬영은 생물학적 조직에서 형광 바이오 마커의 3 차원 분포를 기록하고 정량화합니다. 소위 형광체, 즉 형광 물질은 초기에 근적외선 범위의 전자기 복사를 흡수합니다. 그런 다음 약간 낮은 에너지 상태에서 다시 방사선을 방출합니다. 이러한 생체 분자의 행동을 형광이라고합니다.
흡수 및 방출은 전자기 스펙트럼의 700-900 nm 사이의 파장 범위에서 발생합니다. Polymethine은 주로 형광체로 사용됩니다. 이들은 분자에 공액 전자 쌍을 가지고 있으므로 광자를 흡수하여 전자를 여기시킬 수있는 염료입니다. 이 에너지는 발광 및 열 발생과 함께 다시 방출됩니다.
형광 염료가 빛을 발하는 동안 체내 분포를 시각화 할 수 있습니다. 조영제와 마찬가지로 형광 단은 다른 이미징 절차에 사용됩니다. 적용 영역에 따라 정맥 또는 경구로 투여 할 수 있습니다. 형광 단층 촬영은 분자 이미징에도 적합합니다.
기능, 효과 및 목표
단파 적외선이 신체 조직을 쉽게 통과 할 수 있기 때문에 형광 단층 촬영은 일반적으로 근적외선 범위에서 사용됩니다. 물과 헤모글로빈 만이이 파장 범위의 방사선을 흡수 할 수 있습니다. 전형적인 조직에서 헤모글로빈은 약 34 ~ 64 %의 흡수를 담당합니다. 따라서이 절차의 결정 요소입니다.
700 ~ 900 나노 미터 범위의 스펙트럼 창이 있습니다. 형광 염료의 복사 선도이 파장 범위에 있습니다. 따라서 단파 적외선은 생물학적 조직을 잘 투과 할 수 있습니다. 방사선의 잔류 흡수 및 산란은 절차의 제한 요소이므로 그 적용은 작은 조직 부피로 제한됩니다. 폴리 메틴 그룹의 형광 염료는 오늘날 주로 형광체로 사용됩니다. 그러나 이러한 염료는 노출시 서서히 파괴되기 때문에 사용이 상당히 제한됩니다. 반도체 재료로 만든 양자점은 대안입니다.
이들은 나노 바디이지만 셀레늄, 비소 및 카드뮴을 포함 할 수 있으므로 인간에서의 사용은 원칙적으로 배제되어야합니다. 단백질, 올리고 뉴클레오티드 또는 펩티드는 형광 염료와의 접합을위한 리간드 역할을합니다. 예외적 인 경우 비공 액 형광 염료도 사용됩니다. 형광 염료 "인도시 아닌 그린"은 1959 년부터 인간의 혈관 조영술에서 조영제로 사용되었습니다. 접합 형광 바이오 마커는 현재 인간에 대해 승인되지 않았습니다. 형광 단층 촬영을위한 응용 연구를 위해 오늘날 동물 실험 만 수행됩니다.
형광 바이오 마커를 정맥 내로 적용한 다음 검사 할 조직에서 염료 분포와 축적을 시간 분해 방식으로 검사합니다. NIR 레이저로 동물의 신체 표면을 스캔합니다. 카메라는 형광 바이오 마커에서 방출되는 방사선을 기록하고 이미지를 3D 필름으로 결합합니다. 이러한 방식으로 바이오 마커의 경로를 따를 수 있습니다. 동시에, 표시된 조직의 부피도 기록 할 수 있으므로 종양 조직 일 가능성이 있는지 추정 할 수 있습니다. 오늘날 형광 단층 촬영은 전임상 연구에서 다양한 방식으로 사용됩니다. 인간 진단에서 가능한 사용에 대한 집중 작업도 수행되고 있습니다.
연구는 암 진단, 특히 유방암에 적용되는 데있어 중요한 역할을합니다. 형광 유방 조영술은 유방암에 대한 저렴하고 신속한 검사 방법의 가능성이 있다고 가정합니다. 2000 년 초에 Schering AG는이 과정을위한 조영제로 수정 된 인도시 아닌 그린을 발표했습니다. 그러나 아직 승인되지 않았습니다. 림프 흐름을 제어하는 응용 프로그램도 설명합니다. 또 다른 잠재적 응용 분야는 암 환자의 위험 평가 방법을 사용하는 것입니다. 형광 단층 촬영은 또한 류마티스 관절염의 조기 발견에 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
위험, 부작용 및 위험
형광 단층 촬영은 다른 이미징 기술에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 아주 작은 양의 형광 단으로도 이미징에 충분한 매우 민감한 절차입니다. 이들의 감도는 핵 의학 절차 PET (양전자 방출 단층 촬영) 및 SPECT (단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영)와 비교할 수 있습니다.
이 점에서 MRI (자기 공명 영상)보다 훨씬 우수합니다. 또한 형광 단층 촬영은 매우 저렴한 방법입니다. 이는 장비 투자 및 운영은 물론 조사 수행에도 적용됩니다. 또한 방사선 노출이 없습니다. 그러나 단점은 높은 산란 손실로 인해 신체 깊이가 증가함에 따라 공간 해상도가 크게 감소한다는 것입니다. 따라서 작은 조직 표면 만 검사 할 수 있습니다. 인간의 경우 내부 장기는 현재 잘 표현되지 않습니다. 그러나 시간 선택적인 방법을 개발하여 산란 효과를 제한하려는 시도가 있습니다.
심하게 산란 된 광자는 약간 산란 된 광자와 분리됩니다. 이 프로세스는 아직 완전히 개발되지 않았습니다. 또한 적합한 형광 바이오 마커의 개발에 대한 추가 연구가 필요합니다. 이전 형광 바이오 마커는 인간에 대해 승인되지 않았습니다. 현재 사용되는 염료는 빛의 작용에 의해 분해되어 사용하기에 상당한 단점이 있습니다. 가능한 대안은 반도체 물질로 만들어진 이른바 퀀텀 닷이지만 카드뮴이나 비소와 같은 독성 물질의 함량으로 인해 인간의 생체 내 진단에 적합하지 않습니다.
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