Ein dreidimensionales optisches molekulares Bildgebungssystem ist eine Technologie, die optische Signale verwendet, um molekulare Informationen in einem Organismus zu erhalten und dreidimensionale Strukturen zu rekonstruieren. Sein Prinzip basiert auf Fluoreszenz, Streuung und anderen optischen Signalen, durch einen Laser mit einer bestimmten Wellenlänge, um Fluoreszenzmoleküle zu stimulieren oder Streuungslichtsignale zu erkennen, dann erfassen diese Signale durch einen hochempfindlichen Detektor und rekonstruieren dreidimensionale Bilder nach der Computerverarbeitung.

In den letzten Jahren haben dreidimensionale optische molekulare Bildgebungssysteme einen erheblichen technischen Durchbruch erzielt. Einerseits verbesserten die Forscher die Tiefe und Auflösung der Bildgebung durch die Entwicklung von höheren Sensitivitätsdetektoren und komplexeren Bildrekonstruktionsalgorithmen. In Kombination mit der CT-Bildgebungstechnik können beispielsweise höhere räumliche Auflösung und Tiefeninformationen zur Verbesserung der Genauigkeit der Weichgewebe-Bildgebung bereitgestellt werden. Auf der anderen Seite hat die Entwicklung der multimodalen Bildgebungstechnologie, wie die Kombination von anderen Bildgebungstechnologien wie PET, CT, die Einschränkungen der einzelnen optischen Bildgebung überwunden und umfassendere physiologische und pathologische Informationen zur Verfügung gestellt.

In Bezug auf die Anwendungsperspektive haben dreidimensionale optische molekulare Bildgebungssysteme einen breiten Anwendungswert in den Bereichen biomedizinische Forschung, Frühdiagnose von Krankheiten und Medikamentenentwicklung. Es kann in Echtzeit die Verteilung von Medikamenten in Tieren, den Stoffwechsel und ihre Auswirkungen auf die Läsionen beobachten und die Wirkung der Tumorbehandlung bewerten. Gleichzeitig können durch die Beobachtung der Fluoreszenzsignale im Körper physiopathologische Prozesse wie Tumorentwicklung, Entzündungsreaktionen und Angiogenese untersucht werden. Darüber hinaus können dreidimensionale optische molekulare Bildgebungssysteme zur Echtzeitüberwachung von Genexpression und -markierung verwendet werden, um leistungsstarke Werkzeuge für die Analyse der Genfunktionalität zu bieten. Mit der Weiterentwicklung von Bildgebungstechnologien, Algorithmen und Detektoren werden die Tiefe, Auflösung und Genauigkeit der dreidimensionalen optischen molekularen Bildgebungssysteme weiter verbessert und mehr Möglichkeiten für die medizinische Forschung eröffnen.