小动物核磁怎么选序列？T1/T2 常见误区一次讲清

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在小动物核磁共振成像（MRI）实验中，你是否遇到类似问题：

同样是 T1WI 或 T2WI，不同样品成像效果差异明显；

离体样本与活体动物能否使用相同序列；

造影剂浓度提高后，信号却并未增强，甚至反而下降。

这些问题的背后，往往并非仪器性能不足，而是序列选择与参数设置未能匹配具体样品特性。本文结合小动物核磁成像的常见应用场景，从基础原理出发，梳理常用序列的物理意义，并总结不同类型样品在实际扫描中的推荐方案与技术要点，帮助你的实验设计更加高效、可控。

MRI（核磁共振成像）是一种先进的影像学技术，其原理简言之就是：核、磁、共振。

人体当中水分占到了绝大部分。而一个水分子，是由两个氢原子和一个氧原子组成，因此，人体当中有无数的氢质子，即“核”。磁共振检查，就是利用氢质子在磁场当中的运动情况，来进行显像，即“磁”。人体好比是一个操场，操场上三三两两分布着许多人，这些人的分布是不均匀的，随机的。这个时候，我们给他一个号令，在磁共振上叫做外加磁场，听到号令之后，这些人会分别的排队，组合形成有序的方阵，即“共振”。

然后，将外加磁场撤去，这些已经成型的队伍，再次恢复到杂乱无章的状态。那么，在这个从有序向无序转换的过程当中，会有极其微弱的电信号释放出来，磁共振的机器，可以探测出这种微弱的电信号，并且经过一系列的计算机的处理，形成人体内部的组织图像。

核磁共振成像（MRI）中的“序列”（sequence）是指一组特定的射频脉冲和梯度磁场组合，用于控制信号采集方式，从而突出组织的不同物理特性。其中最基础、最常用的序列是 T1加权（T1-weighted, T1WI） 和 T2加权（T2-weighted, T2WI） 成像。

（1）T1（纵向弛豫时间）

定义：组织在受到射频脉冲激发后，纵向磁化（沿主磁场方向）恢复到平衡状态所需的时间。

物理意义：反映组织将能量传递给周围环境（晶格）的速度。

T1 短 → 恢复快 → 信号强（如脂肪）。

（2）T2（横向弛豫时间）

定义：激发后，横向磁化（垂直于主磁场）因自旋失相而衰减的时间。

物理意义：反映组织内质子之间相互作用导致信号衰减的速度。

T2 长 → 衰减慢 → 信号强（如水、脑脊液）。

在小动物活体核磁成像中，还会常采用扩散张量成像（DTI）、3D TOF-MRA、T2*加权成像、动脉自旋标记ASL等。无论是哪种序列，本质上都是调整扫描参数（TR/TE）来“加权”突出对应组织或结构属性的成像方式。

选择合适序列，就能针对性地显示实验观测目标的解剖结构或病理变化。

（1）离体样本

离体脑、关节、尾椎、肩胛骨等：推荐T2WI为主；

固定方式：多聚甲醛固定或新鲜冷冻；

注意事项：明确成像平面（冠状/矢状/横断面）；固定后组织可能收缩10–20%。

（2）体外材料

钆基造影剂：T1WI呈高信号，建议浓度0.5–1.0 mmol/L；

铁基造影剂：T2WI呈低信号，建议浓度5–10 mg Fe/mL；

水凝胶：T2WI可区分自由水（亮）与结合水（暗），需T2 mapping定量。

（3）活体动物

荷瘤小鼠：

T2WI肿瘤呈高信号（坏死区更亮），T1WI呈中低信号；

腹部成像：

在T1WI和T2WI中 肝脏均表现为中等低信号，脾脏在T2WI中表现为高信号，肾脏在T1WI中表现为高信号。

TOF-3D序列成像对高流速血管（如动脉）显示清晰，对低速血管（静脉、微小血管）敏感性差。

注射造影剂拍摄增强为佳；需伪影抑制设备。

脑部成像：

T2WI清晰显示灰质（稍高）、白质（稍低）、脑脊液（高信号）；3D-TOF可清晰显示脑动脉。

活体扫描需麻醉，虚弱动物单次扫描建议≤30分钟。

Q1：T1WI vs T2WI如何选择？

选T1WI：看结构、脂肪、早期出血、纤维化；

选T2WI：看水肿、炎症、积液、急性梗死、肿瘤。

Q2：注射对比剂后血管信号降低？

是！动脉信号可能因饱和效应+T1过短反而降低；

解决方案：适当延长TR、优化翻转角。

Q3：钆造影剂浓度越高，T1WI信号反而下降？

是！高浓度时T2*效应压倒T1缩短效应，出现“浓度阈值现象”。

Q4：如何定量水凝胶中自由水与结合水？

T2 mapping：自由水T2 >1000 ms，结合水T2 <100 ms；

结合多回波拟合，可计算两类水比例。

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