Molecular imaging provides a visualization of normal as well as abnormal cellular processes at a molecular or genetic level rather than at a anatomical level. Conventional medical imaging methods utilize the imaging signals produced by nonspecific physico-chemical interaction. However, molecular imaging methods utilize the imaging signals derived from specific cellular or molecular events. Because molecular and genetic changes precede anatomical change in the course of disease development, molecular imaging can detect early events in disease progression. in the near future, through molecular imaging we can understand basic mechanisms of disease, and diagnose earlier and, subsequently, treat earlier intractable diseases such as cancer, neuro-degenerative diseases, and immunologic disorders. In beginning period, nuclear medicine started as a molecular imaging, and has had a leading role in the field of molecular imaging. But recently molecular imaging has been rapidly developed. Besides nuclear imaging, molecular imaging methods such as optical imaging, magnetic resonance imaging are emerging. Each imaging modalities have their advantages and weaknesses. The opportunities from molecular imaging look bright. We should try nuclear medicine continues to have a leading role in molecular imaging.
Although various ophthalmic imaging methods, including fundus photography and optical coherence tomography, have been applied for effective diagnosis of ocular diseases with high spatial resolution, most of them are limited by shallow imaging penetration depth and a narrow field of view. Also, many of those imaging modalities are optimized to provide microscopic anatomical information, while functional or cellular information is lacking. Compared to other ocular imaging modalities, photoacoustic imaging can achieve relatively deep penetration depth and provide more detailed functional and cellular data based on photoacoustic signal generation from endogenous contrast agents such as hemoglobin and melanin. In this paper, array-based ultrasound and photoacoustic imaging was demonstrated to visualize pigmentation in the eye as well as overall ocular structure. Fresh porcine eyes were visualized using a real-time ultrasound micro-imaging system and an imaging probe supporting laser pulse delivery. In addition, limited photoacoustic imaging field of view was improved by an imaging probe tilting method, enabling visualization of most regions of the retina covered in the ultrasound imaging.
You, Sung-Hye;Kim, Byungjun;Kim, Bo Kyu;Park, Sang Eun
Investigative Magnetic Resonance Imaging
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제25권2호
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pp.81-92
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2021
The role of neuroimaging in patients with acute ischemic stroke has been gradually increasing. The ultimate goal of stroke imaging is to make a streamlined imaging workflow for safe and efficient treatment based on optimized patient selection. In the era of multimodal comprehensive imaging in strokes, imaging based on computed tomography (CT) has been preferred for use in acute ischemic stroke, because, despite the unique strengths of magnetic resonance imaging (MRI), MRI has a longer scan duration than does CT-based imaging. However, recent improvements, such as multicoil technology and novel MRI acceleration techniques, including parallel imaging, simultaneous multi-section imaging, and compressed sensing, highlight the potential of comprehensive MR-based imaging for strokes. In this review, we discuss the role of stroke imaging in acute ischemic stroke management, as well as the strengths and limitations of MR-based imaging. Given these concepts, we review the current MR acceleration techniques that could be applied to stroke imaging and provide an overview of the previous research on each essential sequence: diffusion-weighted imaging, gradient-echo, fluid-attenuated inversion recovery, contrast-enhanced MR angiography, and MR perfusion imaging.
Recent progress in the development of non-invasive imaging technologies continues to strengthen the role of molecular imaging biological research. These tools have been validated recently in variety of research models, and have been shown to provide continuous quantitative monitoring of the location(s), magnitude, and time-variation of gene delivery and/or expression. This article reviews the use of radionuclide, magnetic resonance, and optical imaging technologies as they have been used in imaging gene delivery and gene expression for molecular imaging applications. The studies published to date demonstrate that noninvasive imaging tools will help to accelerate pre-clinical model validation as well as allow for clinical monitoring of human diseases.
To assess the merits and demerits of postcontrast fat-suppressed (FS) brain MR imaging in children in the evaluation of various enhancing lesions, compared with postcontrast conventional or Magnetization Transfer (MT) imaging. 대상 및 방법: We reviewed patients with enhancing lesion on brain MR imaging who underwent both FS imaging and one of conventional or MT imaging as a postcontrast T1-weighted brain MR imaging. Inclusion criteria of our study were as follows: MR studies should be peformed within one-year interval and showed no significant interval change of imaging findings. Thirty-four patients (21 male, 13 female; mean age, 8 years) with 43 enhancing lesions (19 intra-axial, 19 extra-axial, and 5 orbital location) were included in this study, Twenty-one pairs of FS and conventional imaging, and 15 pairs of FS and MT imaging were available. Two radiologists visually assessed the lesion conspicuity and the presence of flow or susceptibility artifacts in a total of 36 pairs of MR imaging by consensus. For 21 measurable lesions (19 pairs of FS and conventional imaging, 5 pairs of FS and MR imaging), contrast ratio between the lesion and the normal brain( [SIlesion-SIwater]/[SInormal brain-SIwater]) were calculated and compared.
In last few decades, medical imaging techniques have been developed startling progress. Especially in MRI (Magnetic Resonance Imaging), many imaging techniques such as chemical shift imaging, flow imaging, diffusion and perfusion imaging, fast imaging, susceptibility imaging and functional imaging have been studied and many of them were well known as useful diagnostic instruments. In this paper, recently developing techniques, i.e., NMR microscopy, fringe field imaging and functional imaging will be presented.
This review introduces the current technique of photoacoustic imaging as it is applied in imaging-guided surgery (IGS), which provides the surgeon with image visualization and analysis capabilities during surgery. Numerous imaging techniques have been developed to help surgeons perform complex operations more safely and quickly. Although surgeons typically use these kinds of images to visualize targets hidden by bone and other tissues, it is nonetheless more difficult to perform surgery with static reference images (e.g., computed tomography scans and magnetic resonance images) of internal structures. Photoacoustic imaging could enable real-time visualization of regions of interest during surgery. Several researchers have shown that photoacoustic imaging has potential for the noninvasive diagnosis of various types of tissues, including bone. Previous studies of the surgical application of photoacoustic imaging have focused on cancer surgery, but photoacoustic imaging has also recently attracted interest for spinal surgery, because it could be useful for avoiding pedicle breaches and for choosing an appropriate starting point before drilling or pedicle probe insertion. This review describes the current instruments and clinical applications of photoacoustic imaging. Its primary objective is to provide a comprehensive overview of photoacoustic IGS in spinal surgery.
In the present study, a large-area hybrid gamma imaging system was designed by adopting coded aperture imaging on the basis of a large-area Compton camera to achieve high imaging performance throughout a broad energy range (100-2000 keV). The system consisting of a tungsten coded aperture mask and monolithic NaI(Tl) scintillation detectors was designed through a series of Geant4 Monte Carlo radiation transport simulations, in consideration of both imaging sensitivity and imaging resolution. Then, the performance of the system was predicted by Geant4 Monte Carlo simulations for point sources under various conditions. Our simulation results show that the system provides very high imaging sensitivity (i.e., low values for minimum detectable activity, MDA), thus allowing for imaging of low-activity sources at distances impossible with coded aperture imaging or Compton imaging alone. In addition, the imaging resolution of the system was found to be high (i.e., around 6°) over the broad energy range of 59.5-1330 keV.
Yu-Ting Huang;Yen-Ling Huang;Koon-Kwan Ng;Gigin Lin
Korean Journal of Radiology
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제20권1호
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pp.18-33
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2019
In this study, we summarize the clinical role of magnetic resonance imaging (MRI) in the diagnosis of patients with malignant uterine neoplasms, including leiomyosarcoma, endometrial stromal sarcoma, adenosarcoma, uterine carcinosarcoma, and endometrial cancer, with emphasis on the challenges and disadvantages. MRI plays an essential role in patients with uterine malignancy, for the purpose of tumor detection, primary staging, and treatment planning. MRI has advanced in scope beyond the visualization of the many aspects of anatomical structures, including diffusion-weighted imaging, dynamic contrast enhancement-MRI, and magnetic resonance spectroscopy. Emerging technologies coupled with the use of artificial intelligence in MRI are expected to lead to progressive improvement in case management of malignant uterine neoplasms.
Molecular imaging is used to improve the disease diagnosis, prognosis, monitoring of treatment in living subjects. Numerous molecular targets have been developed for various cellular and molecular processes in genetic, metabolic, proteomic, and cellular biologic level. Molecular imaging modalities such as Optical Imaging, Magnetic Resonance Imaging (MRI), Positron Emission Tomography (PET), Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT), and Computed Tomography (CT) can be used to visualize anatomic, genetic, biochemical, and physiologic changes in vivo. For in vivo cell imaging, certain cells such as cancer cells, immune cells, stem cells could be labeled by direct and indirect labeling methods to monitor cell migration, cell activity, and cell effects in cell-based therapy. In case of cancer, it could be used to investigate biological processes such as cancer metastasis and to analyze the drug treatment process. In addition, transplanted stem cells and immune cells in cell-based therapy could be visualized and tracked to confirm the fate, activity, and function of cells. In conventional molecular imaging, cells can be monitored in vivo in bulk non-invasively with optical imaging, MRI, PET, and SPECT imaging. However, single cell imaging in vivo has been a great challenge due to an extremely high sensitive detection of single cell. Recently, there has been great attention for in vivo single cell imaging due to the development of single cell study. In vivo single imaging could analyze the survival or death, movement direction, and characteristics of a single cell in live subjects. In this article, we reviewed basic principle of in vivo molecular imaging and introduced recent studies for in vivo single cell imaging based on the concept of in vivo molecular imaging.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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