首先要說的是結構成像，它主要是反映組織器官的形態(tài)結構變化，特別適合于組織器官存在占位病變時的影像分析。結構影像是功能影像學的基礎，因此，在各種動物實驗中，都需要對其進行影像學研究。T2加權成像是小動物MRI中使用最廣泛的一種結構影像，它主要被用在顱腦有關的疾?。z質瘤、腦出血、腦缺血）、腫瘤、肝腎病變、關節(jié)脊柱病變等動物模型中（圖2）；其次為T1加權成像，主要用于肥胖，糖尿病等代謝性疾病模型的評價研究。

圖2.小動物磁共振T2加權成像在各類動物模型的應用實例。

  弛豫是組織的固有屬性，在主磁場強度固定的情況下，組織的弛豫時間基本保持恒定。利用T1（縱）和T2（橫）弛豫時間變化，可以在一定程度上反映組織的細微變化，被廣泛應用于多種疾?。ㄈ缋w維化，出血，水腫，炎癥，腫瘤等）的研究。

圖3.T2map（用于測定T2弛豫時間）定量分析不同損傷程度小鼠腎臟缺血再灌注恢復過程

  小動物MRI血管成像不需要對比劑就能獲得模式動物的血管形態(tài)學信息。被廣泛應用于顱腦血管性疾病的評估（圖）。

圖4.小動物磁共振血管成像。a.9.4T小動物磁共振成像設備顱內血管成像。b.大鼠腦中動脈阻塞模型（MCAO）T2加權成像及血管成像。

  這兩種方法都是建立在水分子擴散理論基礎上的，都能直接地反映生物組織的微結構特征和變化。DWI只使用了一組擴散敏感梯度場，沒有將水分子得到分散方向納入其中，因此DWI主要應用于急性腦缺血和腫瘤等動物模型的研究中，最常見的史表達分散系數(shù)（Apprarent diffusion coefficient ,ADC），它可以比較簡單的表征組織內的水分子分散情況（圖5）。DTI將擴散的方向性引入到生物組織中，并在此基礎上，對生物組織中水分子擴散的方向性進行了定量研究。在DTI中，三個本征向量（V1、V2、V3）和本征值（λ1，λ2，λ3）分別表示了是三個主要的擴散方向，以及它們各自可能的大小。DTI可以在活體無創(chuàng)狀態(tài)下重建腦白質纖維素，在腦白質病、脫髓鞘，腫瘤等模型研究中有重要作用（圖6）。

圖5.大鼠腦缺血（MCAO）1小時T2加權、DWI圖和ADC圖。腦缺血早期T2圖上未見明顯異常，但DWI和ADC可明顯觀察到異常信號。

圖6.大鼠DTI掃描FA圖和確定性纖維追蹤。

  除了結構性影像，其他的影像學都可以被稱為功能影像學。腦功能成像是一種基于血氧濃度依賴性（BOLD）的腦功能成像技術，其基本原理是通過腦內血氧飽和度的改變來反映腦功能狀態(tài)。按其實施方式可分為兩類：靜息態(tài)（Resting-state fMRI,rs-fMRI）和任務態(tài)（Task fMRI,tfMRI）。

  因為動物難以完成某些具體的工作，所以在小動物中，最常用的方法就是靜息態(tài)的研究。所謂的靜息態(tài)，就是在沒有任何介入的情況下，將動物放入核磁共振儀中，對其進行掃描。目前，已有的研究主要集中在靜息態(tài)，即低頻段（ALFF）和局部一致性（ReHo）等。另外，基于動物靜息態(tài)數(shù)據(jù)我們還可以通過計算不同腦區(qū)BOLD信號的相關系數(shù)研究大腦功能連接（Functional connection,FC)，更深層的基于功能連接的網(wǎng)絡圖還可進行圖論相關指標的分析，如小世界“（small world）屬性、“富人俱樂部”（rich club）等（圖7）。目前，在阿爾茲海默癥和帕金森病等與學習記憶和認知功能障礙有關的動物模型中，應用最多的小動物功能影像學。

圖7.小動物腦功能分析。a.糖尿病大鼠腦ALFF圖[1]。b.動物腦功能連接分析流程[2]。

  核磁共振（MRI）是目前僅有的一種可活體組織中代謝物進行無創(chuàng)檢測的方法。一般情況下，由于氫原子處于不同的化學環(huán)境，其進動頻率也會有所差別，從而使MRS譜線產生的化學位移也會有所差別，從而可以用來判定化合物的類型和含量。目前，小動物MR波譜主要被用來探測腦內代謝產物的變化，比如N-乙酰門冬氨酸酯（NAA)，膽堿（Cho)，肌酸（Cr)，乳酸（Lac）等，因而在腦膠質瘤， AD, PD，腦缺血等腦內代謝產物的變化方面具有非常重要的作用（圖8）。

圖8.小鼠海馬區(qū)MRS檢測。