用于组织分子成像的磁共振耦合荧光层析成像扫描仪

本文介绍了一种用于在临床 MRI 内部对小动物体内分子靶标进行成像的多通道光谱分辨光学层析成像系统。长光源/探测器光纤以接触模式工作，将磁体孔内组织表面的光耦合至 16 台光谱仪，每台光谱仪均包含两个针对近红外波长范围优化的光栅。与各摄谱仪相连的高灵敏度制冷电荷耦合器件可检测光谱分辨信号，且各光纤采集的曝光时间均已实现自动化。该设计允许对出射光进行光谱拟合，从而将荧光信号与非特异性背景分离，提高了对低荧光团浓度成像时的准确性和灵敏度。基于光子在组织中传播的扩散近似，采用非线性重建方法恢复荧光产率图像。从 MR 图像中获取的组织形态可用作指导光学重建算法的成像模板。灵敏度研究表明，在直径为 70 mm 的均质体模中，恢复出的 indocyanine green 荧光产率值与低至 1 nM 的浓度呈线性关系，且可检测至接近 10 pM。体模数据还证明了在临床相关大小的组织体积内对不完全荧光团摄取的成像能力。独特的啮齿动物 MR 线圈为光纤提供了接入通道，可同时采集小动物的光学和 MR 数据。一项使用原位胶质瘤模型的小鼠先导研究展示了表皮生长因子受体靶向荧光探针的 in vivo 光学-MRI 成像。