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バイオダイレクトメール vol.28 Technical Tips
<モレキュラーイメージング豆知識>

みなさんは、CTやPET、MRIという語を耳にされてどんなイメージをもたれますか?

今や、診断領域を中心に医療現場では頻出する用語であり、現実に患者として、医師・技師として、こうした先端技術の恩恵を受けた経験のある方も多いかもしれません。最近では、これらのイメージング技術を、小動物用に開発し基礎研究に応用しようという動きがあります。今回のTechnical Tipsでは、通常とはやや趣向を変え、ライフサイエンス分野に進出しつつあるこれらの技術の基礎知識をご紹介させていただきます。

モレキュラーイメージングとは

用語の定義は、研究者(研究機関)やメーカー等によりまちまちですが、ここでは便宜上、モレキュラーイメージングを『組織や器官で起きる生理学的プロセスに関わる分子遺伝学的プロセス、シグナル伝達、代謝、および他の細胞内外のコミュニケーションプロセスを画像化し定量する手法』とし、以下の2つに大別します。

※各用語の定義は、MD Anderson Cancer Center, University of TexasのJuri Gelovani先生に従いました。

Anatomical Imaging(アナトミカルイメージング;解剖学的な画像化)
組織や器官の形態を画像化し定量する手法
例)X線吸収(X線造影、CT);水分/脂質含有量(MRI);エコー発生(超音波)など
Functioncal Imaging(ファンクショナルイメージング)
組織や器官で起きる生理学的プロセスを画像化し定量する手法
例)血流(ドップラー超音波、O15PET、BOLD fMRI)、血管透過性(MRI、CT)*など
*血管透過性の画像化に特化した造影剤があります。

モレキュラーイメージング関連技術

CT(Computed Tomography:コンピュータ断層撮影)

生体のある断面に多方向から幅の狭いX線ビームを照射し、透過したX線を画像化する技術です。骨・臓器・空気などの微妙なX線吸収度合いを濃淡で表現し、断面図または立体画像として表し、生体内の解剖学的所見を確認することができます。

CT(Computed Tomography:コンピュータ断層撮影)

NMR(Nuclear Magnetic Resonance:核磁気共鳴)

陽子や電子などの多くの素粒子が固有の角運動量(スピン)をもつため、サンプルを強い磁場に置いた場合、分子中の素粒子のスピンの違いにより吸収(または共鳴する)周波数が異なります。この現象が発見された当初は化学分析用のツール(スペクトロスコピー)として分子構造の推定などに用いられてきましたが、1970年代に腫瘍の診断法としての可能性が示唆されると、以降急速に診断分野での応用が進められました。応用例の一つが磁気共鳴画像法(MRI)です。

MRI(Magnetic Resonance Imaging:磁気共鳴画像)

強力な磁場と勾配磁場(または傾斜磁場)を利用し、ラジオ波により乱された各原子核のスピン(磁性に深い関わりをもつ、素粒子の特性の一つ)の方向が元に戻る(緩和現象)際に出す電波をとらえて画像化する技術です。緩和の速度が組織や病変などにより異なることを利用して、診断等に用いられています。

MRI(Magnetic resonance imaging:磁気共鳴画像)

PET(Positron-Emission Tomography:陽電子放射断層撮影)

陽電子を放出するRIで標識した糖、脂肪、アミノ酸、神経伝達物質などの物質やその類似化合物を被検体に投与し、その放射能の分布を撮影して生化学的な機能を測定する技術です。

PET(Positron-Emission Tomography:陽電子放射断層撮影)

参考資料:Medcyclopaedia editted by Amersham Health


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