研究疾病在小动物模型体内的动态生物过程促进了高分辨率影像学方法的发展。这些方法能够阐明疾病或肿瘤在发生和发展过程中的分子相互作用,评价药物和显影剂的生物效应,并可动态连续监测药物在同一个体的治疗效果。单光子发射型计算机断层成像仪(single photon emission computed tomography,SPECT)在这些应用中具有很多优势。应用SPECT对标记核素发射的γ-射线信号探测分析,可获得病变组织或药物的三维空间分布信息。SPECT联合X-射线诊断设备CT(computed tomography)组成的SPECT/CT系统可辅助界定生物过程的解剖学背景,提高SPECT数据的定位准确度。文章概述了小动物SPECT/CT的特点、成像原理、核素的选择,及其在纳米材料和药物(如脂质体、碳纳米管、纳米粒包括聚合物、胶束和量子点等)方面的应用和研究进展。