一、研究背景:小动物 MRI 的技术瓶颈与合作目标
小动物活体成像在肿瘤模型构建、药效学评估以及细胞行为追踪中具有不可替代的作用。然而,在多数科研机构中,动物 MRI 面临着显著的技术门槛。常规的 7T 以上高场动物 MRI 不仅造价高昂,而且对机房、维护与操作人员的要求均远超普通影像平台,使得其难以在医院或科研单位普及。与此同时,临床 60 cm 孔径的 1.5T MRI 虽然广泛可及,但在缺乏适配的小动物线圈时,其信噪比不足、空间分辨率有限、易受呼吸伪影干扰,很难达到科研对微小病灶识别的要求。
基于这一现状,我们与安徽医科大学第一附属医院开展了合作实验,希望验证一个关键问题:在不依赖高场系统的前提下,是否能够利用普通 1.5T 临床 MRI,通过优化射频线圈,获得可用于精准科研的小动物肿瘤成像质量。本次研究采用安徽医科大学构建的胃癌肝转移裸鼠模型,由其团队负责动物建模与操作,中加健康研究院负责成像系统与技术支撑,双方共同完成成像评估。
二、实验结果:在 15 分钟扫描内获得清晰的肝转移灶图像
本次实验基于常规临床使用的 60 cm 孔径 1.5T,中加健康工程研究院的术中MRI系统,对 4 只建模成功的小鼠进行了 T2 加权扫描。成像过程中,我们采用自主研发的小鼠无线射频线圈,使得动物摆位紧凑、信号采集效率大幅提高。扫描时间约为每只 15 分钟,显著缩短了传统动物 MRI 动辄 30–60 分钟的成像周期,也有效降低了因麻醉不稳定带来的风险。
从初步图像观察可见,两只荷瘤鼠均呈现出肝脏内多处信号异常区域,不同大小的转移灶边界清晰,信号特征符合 2–4 mm 级别病灶的影像表现。空白对照组肝脏结构均匀,无可疑高或低信号灶,整体信号分布良好。图像中的呼吸伪影明显减弱,肝脏轮廓、实质结构以及局部结节的细节均能可靠呈现。
总体而言,本次实验验证了常规 1.5T MRI 在配合优化线圈后,能够在较短扫描时间内实现科研级别的小动物肿瘤可视化,为以往认为“1.5T 难以胜任动物实验”的认知提供了新的证据。


三、核心优势:专用无线线圈显著提升 1.5T 系统的成像性能
此次成像质量的提升主要来自于射频线圈的结构优化与系统适配。传统临床线圈在小动物成像中往往存在采样体积过大、贴合度不足、灵敏度下降等限制,从而导致 SNR 不足和伪影增加。我们采用的小鼠专用无线线圈在物理尺寸、灵敏度分布以及磁场兼容性方面均针对小动物进行了设计,使得局部磁场更加均匀,信号采集效率显著提升。无线结构避免了常规线圈导线在临床磁体中引入伪影的问题,使图像整体更为干净,组织对比度提升明显。
值得强调的是,本实验所使用的仅为常规 60 cm 孔径的 1.5T 临床磁体,而非动物专用系统。线圈的匹配性带来了成像性能的跨台阶提升,使得低场设备能够获得接近高场系统的图像分辨率。这一结果不仅证明了线圈设计的重要性,也提示常规 MRI 平台仍具有被进一步开发为科研工具的潜力。
四、合作展望:构建可复制的小动物 MRI 实验平台
本次合作实验证明,常规 1.5T MRI 在适配专用射频线圈后,可以成为科研团队开展小动物肿瘤模型研究的有效工具。基于这一成果,我们计划与临床和科研单位进一步合作,共同建设标准化的小动物 MRI 影像平台,使其能够承担肿瘤模型验证、药效学观察、细胞追踪以及影像方法学研究等任务。未来,该平台将由医院负责模型建立、生物伦理审批与医学监督,中加健康研究院提供设备、技术支持与影像数据处理,实现临床资源与科研成像能力的深度结合。
我们的目标,是在不依赖高场动物 MRI 的条件下,让科研人员以更低成本、更高效率开展小动物影像研究,使这一技术从“稀缺资源”逐渐成为“可常规使用”的实验手段,为更多临床前研究和转化医学探索提供可靠的成像基础。
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