分子影像与精准诊断

　　分子影像是运用影像学手段，在组织水平、细胞水平和亚细胞水平显示特定分子，揭示活体状态下分子水平变化，基于影像层面对其生物学行为进行定性和定量研究的科学。分子影像技术是医学影像技术和分子生物学、化学、物理学、放射医学、核医学以及计算机科学相结合，融合了分子生物化学、数据处理、纳米技术、图像处理等技术的一门新技术。与经典的医学影像技术主要显示一些分子改变的终效应相比，分子影像技术具有“看得早”的特点，能够探查疾病发病过程中细胞和分子水平的异常，为探索疾病的发生、发展和转移，评价药物的疗效，实施精准诊断等提供了强有力的手段，为连接分子生物学与临床医学构建了桥梁，在基础科学研究和临床医学应用方面表现出重大的研究意义和应用价值。鉴于当前分子影像方法与技术的突破和创新，以及分子影像技术在生物医学领域，特别是在精准诊断方面研究与应用的飞速发展，为了能使国内相关领域的科研工作者、研究生以及感兴趣的读者更加深入地了解分子影像及其技术，开阔视野、拓宽研究思路，撰写一本能够较全面地阐述分子影像及精准诊断的书籍非常必要，既可以为感兴趣的初学者提供系统介绍，又可以为专业人士提供参考和借鉴。
　　本书主要围绕分子影像及其在精准诊断应用领域的前沿热点，重点阐述了分子影像学的概念，磁共振、放射性核素、光学、超声、光声、多模态等多种分子影像技术的基本原理及其在生物医学领域的研究与应用现状，讨论了分子影像在精准诊断方面的应用、发展趋势及其存在的挑战，目的是促进分子影像技术在精准诊断中的应用。本书第1章概述了分子影像学概念、技术及其在生命科学、医学和药学等领域的应用；第2章介绍了分子影像的学科基础，包括分子影像的生物学基础和化学基础；第3章介绍了分子影像探针的定义和分类、设计与构建原则和方法，以及分子影像探针的常见类型；第4～8章分别介绍了磁共振分子影像、放射性核素分子影像、光学分子影像、超声分子影像、光声分子影像等技术的原理、探针／造影剂及其在生物和医学领域的研究和应用情况；第9章与第10章重点介绍了多种分子影像技术相结合的多模态分子成像，以及分子影像临床转化应用的现状及发展趋势。
　　本书由工作在本领域科研和医疗一线的中青年专家撰写完成，其中第1、5、10章由中国人民解放军东部战区总医院吴江博士执笔，第2、3章由南京工业大学李林教授执笔，第4章由中国人民解放军东部战区总医院滕兆刚博士执笔，第6～8章由南京邮电大学汪联辉教授、宋春元副教授、高宇副教授、罗志敏教授执笔，第9章由江苏省人民医院丁重阳副主任医师执笔。全书终由汪联辉、宋春元、吴江统稿。
　　本书呈现的部分研究成果是在国家重点研发计划“纳米科技”重点专项（2017YFA0205300）、国家自然科学基金项目（61871236）、*“长江学者和创新团队发展计划”（IRT-15R37）、江苏省重点研发计划（BE2018732）的支持下完成的。本书旨在通过系统介绍分子影像的基本概念、原理、相关技术及其在精准诊断领域的应用，促进分子影像学的发展以及相关学科专业人才的培养，助力我国精准医疗事业的发展。
　　限于作者知识和专业水平，书中不妥或谬误之处难免，希望读者批评指正，欢迎学术同仁不吝赐教，以便在改版之际使其完善。

　　《分子影像与精准诊断》为“精准医学出版工程·精准预防诊断系列”图书之一。该书以作者所在团队近年的研究成果为基础，系统阐述了近年来发展迅速的磁共振、放射性核素、光学、超声、光声、多模态等分子影像原理与技术，讨论了分子影像在精准诊断方面的应用、发展趋势及其存在的挑战。
　　《分子影像与精准诊断》可为正在或者即将从事分子影像与精准诊断领域科研与临床工作的研究人员与临床医生开阔视野、拓展研究思路提供重要参考。

　　汪联辉，1964年出生。浙江大学高分子化学与物理专业博士，现任南京邮电大学副校长，江苏省生物传感材料与技术重点实验室主任，教授、博士生导师。长期从事光电纳米材料、生物光电子学、纳米生物医学等领域的教学科研工作。主持国家杰出青年科学基金项目、国家自然科学基金重点项目、国家重大科学研究计划和国家重点研发计划项目等30余项。先后获得*“长江学者”特聘教授、国家“万人计划”科技创新领军人才、“百千万人才工程”国家人选、国家“有突出贡献中青年专家”、全国优秀科技工作者、*“长江学者和创新团队发展计划”创新团队带头人等国家荣誉。获得中国分析测试协会科学技术奖一等奖、江苏省科学技术奖二等奖等奖项。在Nature、Nature Materials、Nature Protocols、Nature Communications、Advanced Materiats、JournaL of the American Chemical Society、Angetun，ndte Chemie International Edition等国际学术期刊发表学术论文330余篇，他引10000余次。出版学术专著2部。获授权中国发明专利34件、美国发明专利2件。
　　
　　吴江，1981年出生。南京大学临床医学专业博士，现任中国人民解放军东部战区总医院核医学科主治医师。主要从事肿瘤分子影像学研究，熟练掌握PET/CT、SPECT、MRI等先进分子影像技术，尤其在PET／CT、SPECT的临床应用方面积累了丰富的经验。主持江苏省自然科学基金项目、江苏省重点研发计划项目、江苏省博士后科研基金项目等，参与国家973计划项目、国家自然科学基金项目。获得军队医疗成果二等奖、江苏省医学新技术引进奖二等奖和南京市科学技术进步奖一等奖。以作者在Journal of Nuclear Medicine、Ctinical Nuclear Medicine、《中华核医学与分子影像杂志》等期刊发表学术论文30余篇。
　　
　　宋春元，1981年出生。东南大学光学工程专业博士，现任南京邮电大学副教授、硕士生导师。主要从事光生物医学传感／检测、成像等方面的教学和研究工作。主持国家重点研发计划项目子课题、国家自然科学基金面上项目和青年科学基金项目、江苏省自然科学基金面上项目和青年基金项目，参与国家重大科学研究计划项目、*“创新团队发展计划”项目和江苏省重点研发计划项目等。获江苏省教育科学研究成果奖（高校自然科学类）一等奖。以作者在Biosensors and Bioelectronics ACS Applied Materials and Interfaces、Nanoscale、Journal of Materials Chemistry B等学术期刊上发表学术论文40余篇。获授权中国发明专利9件。

1 分子影像与精准诊断概述
1．1 分子影像概述
1．1．1 分子影像的起源和发展历史
1．1．2 分子影像学的定义
1．1．3 分子影像的特点
1．1．4 分子影像探针
1．1．5 分子影像成像技术
1．2 精准医学概述
1． 2．1 精准医学的起源
1．2．2 美国精准医学计划的内容和目标
1．2．3 精准医学和传统医疗．|
1．2．4 精准医学和个体化医疗
1．2．5 中国的精准医学计划
1．3 分子影像与精准诊断
1． 3．1 早期诊断
1．3．2 指导治疗
1．3．3 疗效监测
1．4 展望
参考文献

2 分子影像的学科基础
2．1 概述
2．1．1 分子影像学的基本内涵
2．1．2 分子影像技术对学科发展的促进
2．2 分子影像的生物学基础
2．2．1 分子影像的分子生物学基础
2．2．2 分子影像的细胞生物学基础
2．3 分子影像的化学基础
2．3．1 分子影像探针的化学组成
2．3．2 分子影像探针的偶联构建
2．4 展望
参考文献

3 分子影像探针
3．1 概述
3．1．1 分子影像探针的定义和分类
3．1．2 分子影像探针与靶点的相互作用
3．1．3 分子影像探针的设计原则
3．2 常见的分子影像探针
3． 2．1 放射性核素分子影像探针
3．2．2 磁共振分子影像探针
3．2．3 光学分子影像探针
3．2．4 超声分子影像探针
3．2．5 光声分子影像探针
3．3 展望
参考文献

4 磁共振分子影像
4．1 概述
4．2 功能和代谢MRI
4．2．1 动态增强MRI
4．2．2 动态磁敏感MRI
4．2．3 扩散加权成像
4．2．4 磁共振波谱
……
5 放射性核素分子影像
6 光学分子影像
7 超声分子影像
8 光声分子影像
9 多模态分子影像
10 分子影像临床应用进展
缩略语
索引

　　《分子影像与精准诊断》为“精准医学出版工程·精准预防诊断系列”图书之一。该书以作者所在团队近年的研究成果为基础，系统阐述了近年来发展迅速的磁共振、放射性核素、光学、超声、光声、多模态等分子影像原理与技术，讨论了分子影像在精准诊断方面的应用、发展趋势及其存在的挑战。
　　《分子影像与精准诊断》可为正在或者即将从事分子影像与精准诊断领域科研与临床工作的研究人员与临床医生开阔视野、拓展研究思路提供重要参考。

　　汪联辉，1964年出生。浙江大学高分子化学与物理专业博士，现任南京邮电大学副校长，江苏省生物传感材料与技术重点实验室主任，教授、博士生导师。长期从事光电纳米材料、生物光电子学、纳米生物医学等领域的教学科研工作。主持国家杰出青年科学基金项目、国家自然科学基金重点项目、国家重大科学研究计划和国家重点研发计划项目等30余项。先后获得*“长江学者”特聘教授、国家“万人计划”科技创新领军人才、“百千万人才工程”国家人选、国家“有突出贡献中青年专家”、全国优秀科技工作者、*“长江学者和创新团队发展计划”创新团队带头人等国家荣誉。获得中国分析测试协会科学技术奖一等奖、江苏省科学技术奖二等奖等奖项。在Nature、Nature Materials、Nature Protocols、Nature Communications、Advanced Materiats、JournaL of the American Chemical Society、Angetun，ndte Chemie International Edition等国际学术期刊发表学术论文330余篇，他引10000余次。出版学术专著2部。获授权中国发明专利34件、美国发明专利2件。
　　
　　吴江，1981年出生。南京大学临床医学专业博士，现任中国人民解放军东部战区总医院核医学科主治医师。主要从事肿瘤分子影像学研究，熟练掌握PET/CT、SPECT、MRI等先进分子影像技术，尤其在PET／CT、SPECT的临床应用方面积累了丰富的经验。主持江苏省自然科学基金项目、江苏省重点研发计划项目、江苏省博士后科研基金项目等，参与国家973计划项目、国家自然科学基金项目。获得军队医疗成果二等奖、江苏省医学新技术引进奖二等奖和南京市科学技术进步奖一等奖。以作者在Journal of Nuclear Medicine、Ctinical Nuclear Medicine、《中华核医学与分子影像杂志》等期刊发表学术论文30余篇。
　　
　　宋春元，1981年出生。东南大学光学工程专业博士，现任南京邮电大学副教授、硕士生导师。主要从事光生物医学传感／检测、成像等方面的教学和研究工作。主持国家重点研发计划项目子课题、国家自然科学基金面上项目和青年科学基金项目、江苏省自然科学基金面上项目和青年基金项目，参与国家重大科学研究计划项目、*“创新团队发展计划”项目和江苏省重点研发计划项目等。获江苏省教育科学研究成果奖（高校自然科学类）一等奖。以作者在Biosensors and Bioelectronics ACS Applied Materials and Interfaces、Nanoscale、Journal of Materials Chemistry B等学术期刊上发表学术论文40余篇。获授权中国发明专利9件。