發展小動物影像導引定位系統---結合分子造影與高品質解剖影像

近幾年來生物技術的突飛猛進已由傳統的試管培養漸進入到活體試驗的模式，
特別是以基因為基礎的分子影像上。微型正電子斷層攝影(microPET)是一種非侵犯性
(non-invasive)的核醫分子造影術，常應用在新藥開發的動力學(tracer kinetic)研究、活
體內轉植基因的表現(gene expression)情況，也可用以追蹤基因產物在體內表現的時
間及數量。微型正電子斷層影所提供的分子影像，可呈現精確的活體動態攝影，配合
影像重建的技術，可呈現不同切面的三維立體影像(3D volumetric image)。至於低空
間解析度及缺乏型態內涵(morphological information)，這是正電子斷層攝影的物理特
性，在微型正電子斷層影像亦復如是。針對彌補此特性的需求，本研究計畫開發微型
正電子影像與磁振造影型態影像的對位與融合技術(image registration and fusion
technique)；此一技術希望在完全不影響活體實驗的情況下進行，除了提供精確的功
能性(functional information)與高品質的解剖性影像(detail anatomical image)定性分析
外；同時對於影像目標區(ROI，region of interest)的定量研究也可提供準確的空間定
位依據。
本研究的另一個發展重點就是活體影像導引的立體定位系統(imaging-guided
stereotactic localization system)，計畫將影像對位的結果整合於電腦控制機械手臂定位
相關設備(automatic robot system)，經由影像導引進行活體動物的組織採樣或細胞植入
等技術。此項技術可對同一活體進行不同時期(stage)的組織切片，其切片可供日後
DNA、mRNA 或蛋白質產物的定量及定性分析；也可透過此技術將基因或藥物精確
的定點植入(local implantation)活體病灶(lesion)內，再利用影像來觀察此一活體之基因
表現。最後我們將實際應用於小鼠的分子造影模式作為活體的應用題材，除能夠提供
三維的分子影像與解剖影像之比較外，還可建立不同時期下的活體內(in vivo)、活體
外(in vitro)及影像資訊的三者對照。此關係的建立必能大幅提昇微型正電子斷層攝影
在未來基因表現研究的實用性及精確性。綜合上述技術的研發，雖然影像融合在目前
臨床上已經是一項純熟的技術，然而在微型正電子斷層攝影於的活體影像導引的立體
定位系統應用上，仍純屬原型(prototype)基礎研究，即使在頂尖的分子影像研究中心，
仍未見有完整的發展。