Textbook of in Vivo Imaging in Vertebrates

Textbook of in Vivo Imaging in Vertebrates pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:John Wiley & Sons Inc
作者:Tavitian, Bertrand
出品人:
页数:388
译者:
出版时间:2007-9
价格:2084.00 元
装帧:HRD
isbn号码:9780470015285
丛书系列:
图书标签:
  • In Vivo Imaging
  • Vertebrates
  • Biomedical Imaging
  • Animal Imaging
  • Molecular Imaging
  • Preclinical Imaging
  • Imaging Techniques
  • Physiology
  • Anatomy
  • Research Methods
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具体描述

This book describes the new imaging techniques being developed to monitor physiological, cellular and subcellular function within living animals. This exciting field of imaging science brings together physics, chemistry, engineering, biology and medicine to yield powerful and versatile imaging approaches. By combining advanced non-invasive imaging technologies with new mechanisms for visualizing biochemical events and protein and gene function, non-invasive vertebrate imaging enables the in vivo study of biology and offers rapid routes from basic discovery to drug development and clinical application. Combined with the availability of an increasing number of animal models of human disease, and the ability to perform longitudinal studies of disease evolution and of the long-term effects of therapeutic procedures, this new technology offers the next generation of tools for biomedical research. Well illustrated, largely in colour, the book reviews the most common and technologically advanced methods for vertebrate imaging, presented in a clear, comprehensive format. The basic principles are described, followed by several examples of the use of imaging in the study of living multicellular organisms, concentrating on small animal models of human diseases. The book illustrates:* The types of information that can be obtained with modern in vivo imaging; * The substitution of imaging methods for more destructive histological techniques; * The advantages conferred by in vivo imaging in building a more accurate picture of the response of tissues to stimuli over time while significantly reducing the number of animals required for such studies. Part 1 describes current techniques in in vivo imaging, providing specialists and laboratory scientists from all disciplines with clear and helpful information regarding the tools available for their specific research field. Part 2 looks in more detail at imaging organ development and function, covering the brain, heart, lung and others. Part 3 describes the use of imaging to monitor various new types of therapy, following the reaction in an individual organism over time, e.g. after gene or cell therapy. Most chapters are written by teams of physicists and biologists, giving a balanced coherent description of each technique and its potential applications.

脊椎动物活体成像手册 简介 《脊椎动物活体成像手册》是一部全面而深入的参考著作,旨在为生物医学研究人员、技术人员以及对脊椎动物生物学、生理学和病理学研究感兴趣的学者提供关于活体成像技术的权威性指导。本书汇集了多学科专家的智慧,系统地介绍了从基础理论到先进应用的一系列核心概念、技术流程、数据分析方法以及案例研究,致力于成为脊椎动物活体成像领域的标准参考书。 本书的结构设计旨在引导读者逐步掌握活体成像的复杂性和精妙之处。内容覆盖了活体成像的原理、技术选择、实验设计、图像采集与处理等关键环节。我们强调的是,活体成像的核心价值在于能够以非侵入性或微创性的方式,在生物体生命活动的全过程中,实时、动态地监测生理和病理事件的发生与演变,这对于理解复杂的生物学过程至关重要。 第一部分:活体成像基础与原理 本部分奠定了读者理解后续技术应用的基础。我们首先探讨了活体成像的独特优势,尤其是在非人灵长类、啮齿类、斑马鱼等常用模式生物研究中的不可替代性。 1.1 活体成像的理论基石: 详细阐述了光学、辐射、超声等不同成像模态的基本物理原理,包括光在组织中的散射与吸收、对比度生成机制、分辨率与穿透深度的权衡。重点分析了空间分辨率、时间分辨率和信噪比在活体研究中的实际制约因素。 1.2 模式生物的适应性考量: 讨论了不同脊椎动物模型(如小鼠、大鼠、斑马鱼、非洲爪蟾等)的生理特性对成像技术选择的影响。例如,如何优化针对深层组织成像的参数,或如何处理高速运动带来的运动伪影。 1.3 示踪剂与对比度增强技术: 深入介绍了用于标记细胞、分子或生理过程的各种示踪剂,包括荧光染料、放射性核素、磁性纳米颗粒等。详细讨论了它们的生物相容性、体内药代动力学以及与特定成像模态的兼容性。 第二部分:核心成像技术详解 本部分是本书的技术核心,系统地介绍了当前应用于脊椎动物活体研究的主要成像技术,并侧重于其实际操作与局限性分析。 2.1 光学成像技术(Optical Imaging): 体外和体内荧光成像: 涵盖了从高分辨率的共聚焦显微镜到广视野的体内成像系统。重点讨论了多光子显微镜(Multiphoton Microscopy)在深层组织高分辨率成像中的应用,包括钙成像和分子报告基因检测。 光学相干断层扫描(OCT): 阐述了OCT在获取亚微米分辨率的截面图像方面的能力,特别是在血管结构和组织病理学变化监测中的应用。 2.2 核医学成像技术(Nuclear Medicine Imaging): 正电子发射断层扫描(PET): 详细描述了PET成像原理,以及如何利用短寿命放射性同位素追踪代谢过程、受体分布和药物动力学。内容涵盖了PET探针的设计、动物模型的制备与显像流程。 单光子发射计算机断层扫描(SPECT): 分析了SPECT在监测体内特定分子探针分布方面的优势和局限性,以及如何与其他成像模式进行数据融合。 2.3 磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging - MRI): 高场强MRI在神经科学中的应用: 深入探讨了结构成像(T1/T2加权)、功能成像(fMRI,包括静息态和任务态)、扩散张量成像(DTI)在绘制活体动物脑连接组和评估神经损伤方面的潜力。 分子和细胞MRI: 介绍了利用超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIOs)等对比剂增强对特定细胞群体(如巨噬细胞)或肿瘤区域的追踪技术。 2.4 超声成像(Ultrasound Imaging): 高频超声(HIFU)与彩色多普勒: 探讨了超声在监测器官功能、血流动力学以及软组织动态变化中的实用性,特别是其高时间分辨率和实时成像能力。 第三部分:实验设计、数据采集与分析 本部分侧重于将技术应用于严谨的科学研究,确保实验的可靠性和结果的可重复性。 3.1 实验方案的构建: 强调活体成像实验设计中对伦理审批、麻醉方案选择(对生理指标的影响)、动物固定技术(特别是长期监测的固定装置设计)的精确控制。 3.2 图像采集与质量控制: 提供了针对不同成像模态的标准化采集协议。讨论了如何校准仪器、消除系统误差,以及如何量化图像质量参数。 3.3 数据处理与定量分析: 图像配准与融合: 详细介绍了如何将来自不同模态(如PET/CT、MRI/光学)的图像进行空间配准,以实现多参数信息的整合分析。 三维重建与体素分析: 阐述了利用专业软件对采集的体积数据进行定量分析的方法,包括感兴趣区(ROI)的精确定义、信号强度的时间序列分析以及基于统计学模型的生物参数提取。 第四部分:前沿应用与案例研究 本部分通过具体的应用实例,展示了活体成像技术在解决重大生物医学问题中的强大能力。 4.1 肿瘤发生与治疗监测: 介绍了如何利用PET追踪肿瘤的代谢活性、用MRI评估化疗或放疗后的肿瘤体积变化和坏死区域,以及如何通过光学方法监测体内肿瘤细胞的迁移和转移过程。 4.2 神经系统疾病研究: 聚焦于阿尔茨海默病、帕金森病等模型中的淀粉样蛋白沉积、神经炎症和神经回路活动的实时监测。讨论了功能连接组学研究中fMRI和DTI的整合应用。 4.3 免疫学和炎症反应: 展示了如何利用荧光或生物发光成像技术,在活体水平追踪免疫细胞(T细胞、树突状细胞等)的募集、激活和功能状态,从而深入理解炎症和自身免疫疾病的动态过程。 4.4 药物开发与药代动力学: 阐述了如何利用PET或MRI技术,在不牺牲动物的情况下,重复测量药物在靶器官的浓度、靶点占有率和清除速率,极大地加速了新药的临床前评估。 结论与展望 本书最后总结了脊椎动物活体成像技术面临的挑战,如深层组织成像的信噪比限制、高通量数据分析的计算需求等。同时,展望了新兴技术如光声成像(Photoacoustic Imaging)、集成式活体成像系统以及人工智能在图像重建和病灶识别中的潜在变革作用,为未来研究指明了方向。 《脊椎动物活体成像手册》旨在成为所有希望在脊椎动物生命科学领域进行高标准、高分辨率研究的科研工作者的必备工具书。

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