以研究先进放射诊断和治疗的新原理、新方法、新材料为中心，重点开展放射诊疗一体化分子影像、核医学影像组学、纳米诊疗药物；开展质子/重离子辐射治疗的研究，为恶性肿瘤、心脑血管病、神经退行性疾病的精准放疗提供三维空间影像数据和图谱，实现恶性肿瘤等重大疾病的早期诊断、转移预警、疗效评估。

【主要研究内容】

1. 放射诊疗一体化。实现重大疾病的诊断治疗一体化是分子影像发展的重要目标，本研究包括：（1）高灵敏多模态分子影像。整合多种分子影像技术优势，发展优势互补的高灵敏多模态分子影像。结合多种影像信号基元及靶向基元，研发具有高特异性及高敏感性的多模态诊疗一体化分子影像探针；纳米探针与免疫系统的相互作用及其在生物体内的行为；对重大临床疾病微环境（如特征蛋白酶、pH值、金属离子等）具有高选择性的响应型智能化分子影像。（2）放射性药物及核医学分子影像研究。以核医学为基础，研发能与靶标高特异性结合或参与体内重要生理活动的放射性药物及核医学分子影像探针；发展新的放射性核素标记原理及方法；研究放射性药物的摄取及作用机制；通过改变病灶微环境，提高放射治疗效果；利用放射性核素评价药物的药代动力学；建立放射性药物及核医学分子影像探针的评估平台。

2. 核医学影像组学。利用核医学分子影像以及基于核医学成像的多模态影像技术，准确获取和分析人体生命信息，对于实现重大疾病的早发现、早诊断和早治疗具有重大意义。然而如何高效、准确地从影像数据中挖掘出有价值的信息仍然是一项巨大的挑战。拟开展工作如下：（1）从MRI、CT、PET、SPECT等影像中高通量提取大量高维的定量影像特征并进行分析，包括医学图像处理、图像分割算法、高通量数据特征提取算法和核医学影像组学特征的标准化及数据库的构建。（2）多模融合成像理论与算法，包括先进分子影像方法学的开发、多模态融合模型的建立和多模态融合算法。（3）基于医学影像大数据的肿瘤诊断，以及肿瘤放疗效应与治疗计划评估。

       3. 放射诊断和治疗用纳米药物。相对于小分子药物，纳米药物具有较长的血液循环时间，可以在病灶部位有效聚集，具有较高疗效。主要开展以下研究：（1）放射增敏纳米药物的研究，包括纳米载药系统的结构设计及可控制备、放疗增敏剂的可控负载、纳米药物的放射增敏效果评价以及基于放疗增敏纳米药物的放射治疗和基因治疗的协同治疗。（2）肿瘤高效放疗后的药物潜在毒性研究。开发模拟体内的三维微组织模型，研究辐射纳米毒理机制，包括肝、肺、肾、脑等微组织的构建，评价潜在的辐射毒理学效应。