在神經(jīng)科學(xué)研究的前沿,理解大腦的精細(xì)結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)變化至關(guān)重要,尤其是在疾病模型、藥物研發(fā)和基礎(chǔ)機(jī)制探索中。擴(kuò)散張量成像(DTI)和擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)作為磁共振成像(MRI)領(lǐng)域的核心技術(shù),為科研人員提供了無創(chuàng)、活體觀察小動(dòng)物(如小鼠、大鼠)腦部微觀世界的強(qiáng)大工具。它們基于水分子擴(kuò)散特性,卻各有側(cè)重:DTI描繪神經(jīng)通路的“結(jié)構(gòu)地圖",DWI捕捉急性病變的“即時(shí)信號(hào)"。了解這兩項(xiàng)技術(shù),對(duì)設(shè)計(jì)高質(zhì)量的小動(dòng)物成像實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要。
01
DTI:繪制小動(dòng)物腦白質(zhì)的“精細(xì)連接圖"(您的神經(jīng)通路研究利器)
原理:
通過在小動(dòng)物腦部施加多個(gè)方向(通常遠(yuǎn)多于6個(gè),以獲取更高精度)的彌散敏感梯度場(chǎng),DTI精準(zhǔn)捕捉水分子沿神經(jīng)纖維束擴(kuò)散的方向性差異(各向異性)。利用張量模型,它能三維重建白質(zhì)纖維束的走向、連接性和微觀結(jié)構(gòu)完整性。
應(yīng)用領(lǐng)域:
在小動(dòng)物研究中的核心價(jià)值:無創(chuàng)追蹤神經(jīng)發(fā)育與退化:縱向研究轉(zhuǎn)基因小鼠(如阿爾茨海默病、帕金森病模型)腦白質(zhì)纖維束隨年齡或疾病進(jìn)展的變化。
評(píng)估神經(jīng)損傷與修復(fù):定量分析創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)、腦卒中模型動(dòng)物的白質(zhì)損傷程度及治療(如干細(xì)胞移植、藥物)后的恢復(fù)情況。
解析神經(jīng)精神疾病模型:研究自閉癥、抑郁癥、精神分裂癥等模型動(dòng)物的腦連接組異常。
腫瘤侵襲性評(píng)估:觀察腦腫瘤模型(如膠質(zhì)瘤)對(duì)周圍白質(zhì)纖維束的侵襲和破壞。
藥物療效評(píng)價(jià):提供客觀定量指標(biāo)(如FA值、MD值)評(píng)估神經(jīng)保護(hù)藥物或促修復(fù)治療對(duì)白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的影響。
優(yōu)勢(shì)(針對(duì)小動(dòng)物成像):
活體、無創(chuàng):避免組織切片破壞,可對(duì)同一動(dòng)物進(jìn)行縱向研究,顯著減少動(dòng)物用量,符合倫理要求。
提供方向與連接信息:能無創(chuàng)顯示小動(dòng)物全腦尺度白質(zhì)纖維束連接通路的成像技術(shù)。
微觀結(jié)構(gòu)敏感度高:可檢測(cè)早于組織形態(tài)學(xué)改變的細(xì)微病理變化。
定量分析:提供FA, MD, AD, RD等參數(shù),實(shí)現(xiàn)客觀、可重復(fù)的組間比較和統(tǒng)計(jì)分析。
02
DWI:監(jiān)測(cè)小動(dòng)物腦部急性病變的“靈敏探針"(您的藥效快速評(píng)估伙伴)
原理:
DWI在特定方向上測(cè)量水分子擴(kuò)散受限的程度。當(dāng)小動(dòng)物腦組織發(fā)生急性病變(如缺血導(dǎo)致的細(xì)胞毒性水腫、細(xì)胞高度密集的腫瘤),水分子擴(kuò)散受限,在DWI圖像上呈現(xiàn)高信號(hào),對(duì)應(yīng)的表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)值降低。
應(yīng)用領(lǐng)域:
在小動(dòng)物研究中的核心價(jià)值:急性腦缺血模型的金標(biāo)準(zhǔn):快速、高靈敏度地檢測(cè)和確認(rèn)MCAO(大腦中動(dòng)脈阻塞)等腦卒中模型的造模成功與否,評(píng)估梗死核心與半暗帶。
治療干預(yù)的快速窗口:在神經(jīng)保護(hù)藥物研究中,早期(數(shù)小時(shí)內(nèi))評(píng)估藥物對(duì)減輕缺血區(qū)擴(kuò)散受限的效果,為急性期治療提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
顱內(nèi)感染模型研究:清晰顯示腦膿腫模型膿腔的特征性高信號(hào),輔助模型驗(yàn)證。
腫瘤模型表征:幫助鑒別高度細(xì)胞性腫瘤(擴(kuò)散受限顯著)與壞死/囊性區(qū)域。
癲癇模型研究:檢測(cè)急性發(fā)作后或特定模型中的潛在擴(kuò)散異常病灶。
優(yōu)勢(shì)(針對(duì)小動(dòng)物成像):
掃描速度快:易于整合到小動(dòng)物多模態(tài)MRI掃描方案中,減少麻醉時(shí)間,提高實(shí)驗(yàn)效率。
急性病變敏感性較高:是評(píng)估急性腦損傷模型(尤其是腦卒中)和急性藥效反應(yīng)的優(yōu)選成像序列。
提供早期病理信息:能在組織發(fā)生不可逆壞死前捕捉到擴(kuò)散異常,為及時(shí)干預(yù)提供依據(jù)。
輔助模型驗(yàn)證與分型:快速確認(rèn)模型建立成功,并對(duì)病變類型進(jìn)行初步鑒別。
03
文章小結(jié)
DTI與DWI絕非競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,而是小動(dòng)物神經(jīng)影像研究重要的互補(bǔ)雙核:
DWI是您研究急性事件(如腦卒中、急性損傷、藥效初篩)的“先鋒官",以其速度和超高敏感性,快速捕捉病變信號(hào),為模型驗(yàn)證和急性干預(yù)效果評(píng)估提供即時(shí)反饋。
DTI則是您探索神經(jīng)通路結(jié)構(gòu)與慢性演變的“測(cè)繪師",無創(chuàng)、定量地描繪白質(zhì)纖維束的精細(xì)地圖,為神經(jīng)發(fā)育、退行性疾病、精神障礙的機(jī)制研究及長期治療效果評(píng)估提供深層次的結(jié)構(gòu)依據(jù)。
選擇專業(yè)的小動(dòng)物成像服務(wù),意味著:
精準(zhǔn)的模型表征:利用DWI快速確認(rèn)模型成功,利用DTI深入解析病理改變。
可靠的藥效評(píng)價(jià):結(jié)合DWI的急性期反應(yīng)和DTI的長期結(jié)構(gòu)恢復(fù),提供多維度、客觀的藥效數(shù)據(jù)。
深入的機(jī)制探索:通過DTI揭示疾病或治療如何影響腦網(wǎng)絡(luò)連接,深化機(jī)制理解。
高效的資源利用:專業(yè)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化掃描方案,確保高質(zhì)量數(shù)據(jù)獲取,縮短您的研究周期。
隨著高場(chǎng)強(qiáng)小動(dòng)物專用MRI、更高階擴(kuò)散模型(如HARDI, NODDI)的應(yīng)用,我們對(duì)小動(dòng)物腦微觀結(jié)構(gòu)和水分子運(yùn)動(dòng)的解析將更加精細(xì)。專業(yè)的DTI和DWI成像服務(wù),將持續(xù)為神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)研究、新藥研發(fā)和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)提供強(qiáng)大的無創(chuàng)在體成像支持,助力您解鎖大腦奧秘,加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)!
我們提供:
我司對(duì)外提供特色化影像學(xué)掃描服務(wù):核磁共振(MRI)掃描,場(chǎng)強(qiáng)包含3T、7T、9.4T、11.7T等,核心技術(shù)矩陣有:#T1mapping成像、#T2mapping成像、#化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移(CEST)成像、#彌散張量(DTI)成像、#磁共振波譜(MRS)、#功能性磁共振成像(fMRI)等。
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