全球每年新增癌症病例及死亡率以约1%的速度递增，我国每年新增癌症患者200万人，因癌症死亡140万人。癌症的发生发展过程极为复杂，从基因突变起始，随后出现病理代谢改变，最终形成病灶。当患者出现症状就医时，往往已是中晚期，丧失了最佳治疗时机。

分子影像学能够揭示疾病早期发生过程中的基因和分子水平异常，可在肿瘤细胞发生分子改变时就发现病情，实现“早早期”诊断。肿瘤分子影像学已从传统的人体解剖成像进入分子影像、功能成像的新时代，为提高肿瘤患者的治愈率创造了机会。

分子影像的出现对肿瘤影像学的发展产生了巨大冲击。传统影像诊断基于人体解剖学和病理学，常难以早期直接判断肿瘤的良恶性及评估治疗效果，往往需依赖离体细胞学或病理学确认。分子影像学将带来新曙光，成为21世纪影像学研究和癌症治疗的新热点，主要包括以下方向：

1. 分子探针：新型医学影像借助分子探针，深入组织的分子、原子层面，生成人体组织的分子图像、代谢图像及基因转变图像。

2. 基因表达的影像学：利用病毒性、非病毒性或新型非毒性病毒载体，表达特定的mRNA分子，通过监测基因活性的上升或降低来判断肿瘤治疗效果。另有研究利用MRI对信使核糖核酸成像，绘制人体组织蛋白分布图。

据哈尔滨医科大学附属第四医院申宝忠教授在东北三省放射学年会上介绍，分子影像新技术具有巨大潜力：可提供早期疾病检测，使疾病诊断更具合理性，并在分子水平上评估治疗靶点的效果。以癌症为例，当前检测参数仅能了解肿瘤体积大小和解剖定位，而分子影像新技术可获取肿瘤生长动力学评估、恶变前分子异常检测、血管生成生长因子、肿瘤细胞标记物、基因改变等新参数。活体分子成像允许在无损生物体微环境的情况下进行发病机制研究，有助于破译复杂的分子运动轨迹。

此外，分子影像可能通过活体实时分子靶点评估促进药物开发。分子成像与影像导引治疗系统结合，有望在识别疾病的同时进行直接治疗。这不仅是分子生物学和医学影像学的划时代进步，更将对整个生命科学研究产生革命性作用。