研究背景

大/小鼠影像学检测革新了基础研究范式，使科学家能在活体模型中直接观测生理与病理过程的动态演进。它突破了传统终点实验的局限，通过可视化生物事件（如细胞迁移、信号传导、代谢变化）的时空动态特性，为理解复杂生命系统的实时调控网络提供了关键实验证据，从而推动机制研究向更高维度的系统性认知发展。

影像学检测的发展与医学物理、分子探针、计算科学的进步紧密相连：

（1）结构成像时代（20世纪）：X射线、CT提供解剖结构信息；

（2）功能成像时代（1990s-2000s）：PET、fMRI、超声造影揭示生理功能；

（3）分子影像时代（21世纪以来）：特异性分子探针实现对生物过程的靶向可视化；

（4）多模态融合时代（当前趋势）：多种技术结合，提供更全面的生物信息。

动物影像学检测主要包括以下几种核心类型，每种技术从不同维度揭示生物信息：

1. 结构成像

原理：通过物理信号（如X射线、磁场）与组织相互作用，呈现解剖结构。

微型计算机断层扫描：利用X射线穿透差异，生成超高分辨率（微米级）三维骨组织图像，是骨骼、肺及血管结构研究的金标准。

微型磁共振成像：基于氢原子在磁场中的弛豫特性，提供卓越的软组织对比，无辐射，是脑、心脏及肿瘤结构分析的理想选择。

2. 功能与分子成像

原理：探测与生理过程或分子靶点相关的动态信号，揭示活体生物功能。

微型正电子发射断层扫描：注射放射性示踪剂（如¹⁸F-FDG），通过检测正电子湮灭释放的γ光子，实现皮摩尔级灵敏度的代谢、受体分布成像，是肿瘤代谢、神经受体研究的核心工具。

光学成像：

生物发光成像：依赖基因编码的荧光素酶报告系统，背景极低，适用于细胞追踪、基因表达监测。

荧光成像：使用外部光源激发荧光探针，技术灵活，可进行多色标记与表面血管成像。

光声成像：结合光学对比与超声深度，可无创获取血红蛋白浓度、血氧饱和度等功能信息，特别适合血管生物学研究。

3. 实时动态成像

原理：强调高时间分辨率，捕捉生理过程的瞬间变化。

高频超声成像：利用声波反射，实现毫秒级实时的心脏搏动、血流监测，成本较低且无需辐射防护。

功能磁共振成像：通过血氧水平依赖信号间接反映神经活动，用于脑功能连接、刺激响应研究。

4. 多模态成像

原理：整合两种及以上技术，克服单一模态局限，提供互补信息。

PET-CT / PET-MRI：将PET的分子信息与CT的精细解剖或MRI的软组织细节精准融合，已成为肿瘤精确定位、神经科学研究的主流平台。

光学-CT/MRI：将光学信号叠加于结构影像之上，常用于手术导航、药物分布可视化。

应用场景

1.监测肿瘤细胞接种、生长动力学；

2.评估肿瘤血管密度、灌注；

3.示踪免疫细胞浸润、分布；

4.疾病相关脑区体积变化。