也正因為各種成像技術各有利弊，存在各種難點，因此，常常需要進行跨學科、多角度的交叉與合作，這裡面既需要生命科學從分子水平提出亟待解決的問題，也需要物理、化學、生物數字、資訊學等學科發展適應分子影像學研究的理論與技術，並應用於該領域。同時，需結合當代前沿的奈米科學技術。然而，缺乏多學科的合作成了阻礙分子影像學發展的瓶頸，尤其缺乏與生物、化學、物理、工程、計算機等相關學科的交流和合作。比如，在分子探針的設計、製備以及表徵分析中，就需要生物工程、生物化學等相關專家的密切配合。因此，跨學科的專家們首先要坐在一起，尋找共同感興趣的目標，這裡面有臨床意義以及前期的基礎；共同的興趣，如：MRI、CT、PET、超聲；應在某些方面集中，如抗體。其次，為了提高合作研究的效率要組成固定的研究課題組，明確分工責任，明確時間節點。再其次就是經費保證。以及共同發表文章各自的側重點等。所有以上這些是否需要書面協議？把這理清後才有可能更好地往前走，否則效率不高。至此，影像醫學發展逐漸形成了3個主要的陣營：經典醫學影像學：以X線、CT、MR、超聲成像等為主，顯示人體解剖結構和生理功能；以介入放射學為主體的治療學陣營；分子影像學：以MR、PET、光學成像及小動物成像裝置等為主，可用於分子水平成像。三者是緊密聯絡的一個整體，相互印證，相互協作，以介入放射學為依託，使目的基因能更準確到達靶位，透過分子成像裝置又可直接顯示治療效果和基因表達。分子影像學對影像醫學的發展有很大的推動作用，也與傳統的醫學影像學緊密相連。一些醫療器械製造商因此開發出了相應的產品，如西門子的Biograph16TruePoint（正電子發射及計算機斷層掃描系統），融合影像系統以及前沿的應用軟體，使研究人員能夠識別特定的生物學過程、監測化合物的效用、實時測量疾病進展，促進了基礎研究和藥物研發工作，使影像醫學從對傳統的解剖、生理功能的研究，深入到分子水平的成像，去探索疾病的分子水平的變化，將對新的醫療模式的形成和人類健康有著深遠的影響。分子影像學概念分子影像學與傳統影像學的對比　自從X射線發明以來，醫學影像技術的發展大概經歷了三個階段：結構成像、功能成像和分子影像。醫學影像技術(包括結構成像和功能成像)和現代醫學影像裝置(如：計算機斷層成像CT、核磁共振成像MRI、計算機X線成像PET、B超)的出現，使得傳統的醫學診斷方式發生了革命性變化。但是隨著人類基因組測序的完成和後基因組時代的到來，人們迫切需要從細胞、分子、基因水平探討疾病(尤其是惡性疾病)發生發展的機理，在臨床症狀出現之前就監測到病變的產生，從而實現疾病的早期預警和治療，提高疾病的治療效果。因此，1999年美國哈佛大學Weissleder等提出了分子影像學(MolecularImaging)的概念：應用影像學方法，對活體狀態下的生物過程進行細胞和分子水平的定性和定量研究。它是以體內特定分子作為成像對比度的醫學影像技術，能在真實、完整的人或動物體內，透過影象直接顯示細胞或分子水平的生理和病理過程。它在分子生物學與臨床醫學之間架起了相互連線的橋樑，被美國醫學會評為未來最具有發展潛力的十個醫學科學前沿領域之一，是二十一世紀的醫學影像學。傳統影像學主要依賴非特異性的成像手段進行疾病的檢查，如不同組織的物理學特性(如組織的吸收、散射、質子密度等)的不同，或者從生理學角度(如血流速度的變化)來鑑定疾病，顯示的是分子改變的終效應，不能顯示分子改變和疾病的關係。因此，只有當機體發生明顯的病理或解剖結構的改變時才能發現異常。雖然影象解析度不斷提高，但是若此時發現疾病，已然錯過了治療的最佳時機。然而，在特異性分子探針的幫助下，分子影像偏重於疾病的基礎變化、基因分子水平的異常，而不是基因分子改變的最終效應，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現疾病，真正達到早期診斷。分子影像學不再是一個單一的技術變革，而是各種技術的一次整合，它對現代和未來醫學模式可能會產生革命性的影響。分子影像學的優勢，可以概括為三點：其一，分子影像技術可將基因表達、生物訊號傳遞等複雜的過程變成直觀的影象，使人們能更好地在分子細胞水平上了解疾病的發生機制及特徵；其二，能夠發現疾病早期的分子細胞變異及病理改變過程；其三，可在活體上連續觀察藥物或基因治療的機理和效果。通常，探測人體分子細胞的方法有離體和在體兩種，分子影像技術作為一種在體探測方法，其優勢在於可以連續、快速、遠距離、無損傷地獲得人體分子細胞的三維影象。它可以揭示病變的早期分子生物學特徵，推動了疾病的早期診斷和治療，也為臨床診斷引入了新的概念。