小动物的分子成像已经成为药物临床前研发的重要过程。基于荧光的光学成像已作为一项新技术而出现，可提供关于药物特异性及功效的有价值的信息，费用低廉，灵敏度高。

　　由GE-ART研制的小动物光学分子成像系统能够取得包埋在有机组织中荧光材料的大量特征。其革新式的设计采用时域方法由每组测量值中提取大量的数据，提供精确的定量信息。

光学分子成像
　　分子成像定义为特定分子（基因、蛋白质）以及生物体内分子路径的测量和/或成像。通过分子成像技术可在分子水平上获得关于生理过程的信息资料。这与可提供结构信息的解剖成像方法（如：射线照相）形成了对照。

　　穿过组织的光子在由组织完全吸收，或出现在可探测的表面之前具有很高的散射性。因为散射的光子无选择性的方向或方位，因此可以通过观测光子由散射介质所出现的时间的方式将彼此区分开，获得满意的效果，这就是时域成像。

时域（TD）光学分子成像
　　 传统的生物体内光学分子成像系统对组织内传播的所有光子进行了粗略测量，而未对时间进行辨别。这就是连续波（CW）技术。此方法具有局限性，只提供组织内光子的衰减或总的损失。不能够辨别散射和吸收，这样就阻碍了由图像内的浓度处辨别去耦位置（深度）的能力。

图1　组织内光传播及TD测量值

　　在时域光学成像中，发送光的短脉冲，照亮进行研究的样品。然后，系统依照组织内其传播时间探测出光子（图1）。利用此传播时间分布（通常称为TPSF或时间点分布函数）来恢复样本的光学特性，由散射性质中分辨出吸收性质。除了能够进行深度及浓度去耦之外，散射也会提供成像疾病及生理过程的其他信息。例如：癌细胞及周围组织（基质）在散射性质方面比正常细胞表现出不同的差异。

　　 利用时域光学分子成像，在荧光波长（发射波长）处脉冲激光激发了荧光试样产生附加TPSF，由此可推导出包括荧光寿命在内的许多参数。

　　时域光学成像方法的独特优点
　　小动物光学分子成像系统提供：
　　＊ 所包埋的荧光材料的精确的表面信息
　　＊ 所包埋的荧光材料的精确的深度信息
　　＊ 精确恢复荧光团浓度
　　＊ 断层图像
　　＊ 荧光寿命

小动物光学分子成像系统eXplore Optix
　　 基本的系统平台由两个主要部分组成：数据采集与数据分析。

　　数据采集系统由脉冲调制的激光光源、高灵敏度时间分辨的光子探测器、将激发辐射聚焦的光学链路以及确定所研究样本检测点位置的光学链路组成。采集软件对所有这三个部件进行控制并进行同步化。

　　分析软件利用专利的数据处理及图像重建算法将TPSF信息转换为通过用户界面可视化的结果。

　　eXplore Optix 对荧光强度及寿命进行测量、量化与可视化处理，用于对实验室小动物如大、小鼠进行多重分子成像。

　　系统提供了灵活的扫描选项（全身、所选的感兴趣区、线扫描或点扫描）。采集之后自动进行信号调节及数据处理。系统还可配备吸入麻醉剂与可注射麻醉剂的装备，并有一动物定位板，该定位板温度可维持在最佳的舒适温度处（26-42oC）。

eXplore Optix系统性能
　　 荧光成像的一个重要问题是确定组织内荧光材料的深度位置。若无精确的深度信息，试图对荧光团浓度进行定量评估可能需花费大量的时间及精力，也会引起潜在的误差。例如利用连续波（CW）则不能够将高浓度的深度包埋和低浓度的表面包埋区别开来。深度辨别的性能在评定肿瘤生长、分布及转移等方面具有重要的作用。此外，若无精确的定量测量值，药物代谢动力学应用将产生不可靠的结果。

　　 在体模表面下方5-9mm处，Optix可探测1nM的荧光信号（670nm激发信号，700nm发射号）。并能对浓度和深度进行精确恢复。

应用
　　小动物光学分子成像系统向研究人员提供了新颖的定量方法，从而对生物体内动态的靶目标生理过程有充分的理解，可应用于多个学科领域。