自從X射線發(fā)明以來，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展大概經(jīng)歷了三個(gè)階段：結(jié)構(gòu)成像、功能成像和分子影像。醫(yī)學(xué)影像技術(shù)(包括結(jié)構(gòu)成像和功能成像)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備(如：計(jì)算機(jī)斷層成像CT、核磁共振成像MRI、計(jì)算機(jī)X線成像PET、B超)的出現(xiàn)，使得傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)診斷方式發(fā)生了革命性變化。但是隨著人類基因組測(cè)序的完成和后基因組時(shí)代的到來，人們迫切需要從細(xì)胞、分子、基因水平探討疾病(尤其是惡性疾病)發(fā)生發(fā)展的機(jī)理，在臨床癥狀出現(xiàn)之前就監(jiān)測(cè)到病變的產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)疾病的早期預(yù)警和治療，提高疾病的治療效果。因此，1999年美國(guó)哈佛大學(xué)Weissleder等提出了分子影像學(xué)(Molecular Imaging)的概念：應(yīng)用影像學(xué)方法，對(duì)活體狀態(tài)下的生物過程進(jìn)行細(xì)胞和分子水平的定性和定量研究。它是以體內(nèi)特定分子作為成像對(duì)比度的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，能在真實(shí)、完整的人或動(dòng)物體內(nèi)，通過圖像直接顯示細(xì)胞或分子水平的生理和病理過程。它在分子生物學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)之間架起了相互連接的橋梁，被美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)評(píng)為未來最具有發(fā)展?jié)摿Φ氖畟�(gè)醫(yī)學(xué)科學(xué)前沿領(lǐng)域之一，是二十一世紀(jì)的醫(yī)學(xué)影像學(xué)!

　　傳統(tǒng)影像學(xué)主要依賴非特異性的成像手段進(jìn)行疾病的檢查，如不同組織的物理學(xué)特性(如組織的吸收、散射、質(zhì)子密度等)的不同，或者從生理學(xué)角度(如血流速度的變化)來鑒定疾病，顯示的是分子改變的終效應(yīng)，不能顯示分子改變和疾病的關(guān)系。因此，只有當(dāng)機(jī)體發(fā)生明顯的病理或解剖結(jié)構(gòu)的改變時(shí)才能發(fā)現(xiàn)異常。雖然圖像分辨率不斷提高，但是若此時(shí)發(fā)現(xiàn)疾病，已然錯(cuò)過了治療的最佳時(shí)機(jī)。然而，在特異性分子探針的幫助下，分子影像偏重于疾病的基礎(chǔ)變化、基因分子水平的異常，而不是基因分子改變的最終效應(yīng)，不僅可以提高臨床診治疾病的水平，更重要的是有望在分子水平發(fā)現(xiàn)疾病，真正達(dá)到早期診斷。分子影像學(xué)不再是一個(gè)單一的技術(shù)變革，而是各種技術(shù)的一次整合，它對(duì)現(xiàn)代和未來醫(yī)學(xué)模式可能會(huì)產(chǎn)生革命性的影響。

　　分子影像學(xué)的優(yōu)勢(shì)，可以概括為三點(diǎn)：其一，分子影像技術(shù)可將基因表達(dá)、生物信號(hào)傳遞等復(fù)雜的過程變成直觀的圖像，使人們能更好地在分子細(xì)胞水平上了解疾病的發(fā)生機(jī)制及特征；其二，能夠發(fā)現(xiàn)疾病早期的分子細(xì)胞變異及病理改變過程；其三，可在活體上連續(xù)觀察藥物或基因治療的機(jī)理和效果。通常，探測(cè)人體分子細(xì)胞的方法有離體和在體兩種，分子影像技術(shù)作為一種在體探測(cè)方法，其優(yōu)勢(shì)在于可以連續(xù)、快速、遠(yuǎn)距離、無(wú)損傷地獲得人體分子細(xì)胞的三維圖像。它可以揭示病變的早期分子生物學(xué)特征，推動(dòng)了疾病的早期診斷和治療，也為臨床診斷引入了新的概念。