小鼠小动物成像是一种重要的生物医学研究技术，它应用影像学方法对活体小鼠进行组织、细胞和分子水平的定性和定量研究。以下是对小鼠小动物成像技术的详细介绍：

一、主要成像技术

可见光成像（Optical Imaging）

原理：可见光成像技术包括生物发光成像与荧光成像两种。生物发光是动物体内的自发荧光，不需要激发光源；而荧光则需要外界激发光源的激发。

应用：该技术可用于监控转基因的表达、基因治疗、感染的进展、肿瘤的生长和转移、器官移植、毒理学、病毒感染和药学研究等多个领域。

优势：使用低能量、无辐射，对信号检测灵敏度高，可实时监测标记的活体小鼠体内的细胞活动和基因行为。

不足：该技术主要为二维平面成像，不能绝对定量。

核素成像（Radio-nuclear Imaging，PET/SPECT）

原理：PET和SPECT是核医学的两种显像技术，都利用放射性核素的示踪原理进行显像。小动物专用的PET、SPECT具有显著的高分辨率特性。

应用：可用于新型显影剂的开发、监视生理功能、示踪代谢过程和定量受体密度等。

优势：具有标记的广泛性，绝对定量，对浅部组织和深部组织都具有很高的灵敏度，相关应用研究可推广到人体。

挑战：空间分辨率和系统绝对灵敏度是影响PET图像质量的重要指标，但分辨率和灵敏度又是一对矛盾体，需要系统综合设计考虑。

计算机断层扫描（Computed Tomography，CT）

原理：CT属于解剖学成像，利用X射线进行扫描和三维图像重建。

应用：主要用于骨研究、肺部组织、生物材料、疾病机制研究和新药开发等领域。

优势：在小鼠骨和肺部组织检查等方面具有独特优势。

不足：血管、内脏等软组织成像需要借助造影剂增强对比观察。

核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）

原理：MRI依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，而绘制出物体内部的结构图像。

应用：可用于获取生理、分子和解剖学的信息。

优势：无电离辐射性损害，高度的软组织分辨能力，无需使用对比剂即可显示血管结构。

不足：敏感性较低，与核医学成像技术相比低几个数量级。

超声成像（Ultrasound Imaging）

原理：超声成像基于声波在软组织传播而成像。

应用：主要集中在生理结构易受外界影响的膀胱和血管。

优势：无辐射、操作简单、图像直观、价格便宜。

不足：受到组织深度和成像质量的影响，容易产生假象。

二、成像系统举例

IMAGING 100

采用微焦点X射线管和高分辨平板探测器。

通过锥形束CT扫描和三维图像重建技术，提高图像空间分辨率和采集重建时间。

既适用于活体生物，也适用于离体样本。

广泛应用于生命科学、医学、药学、植物学、考古、材料、地质学等领域。

IMAGING 1000

锐视医疗自主研发的三维多模态精准成像系统。

具有Micro-CT、三维生物发光成像、三维荧光分子成像等多种成像模式。

将功能成像与结构成像完美融合，实现精准检测生物体内真实三维信号。

三、成像步骤（以可见光成像为例）

将荧光素酶的基因稳定整合到预期观察的细胞的染色体内，培养出能稳定表达荧光素酶蛋白的细胞株。

将标记好的细胞注入小鼠体内。

观测前注射荧光素酶的底物——荧光素。

将小鼠经过麻醉系统麻醉后放入成像暗箱平台。

软件控制平台的升降到一个合适的视野，自动开启照明灯拍摄第一次背景图。

自动关闭照明灯，在没有外界光源的条件下拍摄由小鼠体内发出的光，即为生物发光成像。

与第一次的背景图叠加后，可以清楚显示动物体内光源的位置，完成成像操作。

四、应用领域

小鼠小动物成像技术广泛应用于癌症、干细胞、感染、炎症、免疫疾病、神经疾病、心血管疾病、代谢疾病、基因治疗等多种疾病分子机理及相关药物研发的临床前研究。例如，可用于基于小动物肿瘤模型的构建以及肿瘤的生长状态、转移过程以及抗肿瘤药物的靶向研究；长时间监测病原体的感染情况以及免疫系统的保护响应机制；药物开发过程中的生物相容性、安全性以及代谢情况的评价等。

综上所述，小鼠小动物成像技术为生物医学研究提供了强有力的工具和支持，具有广泛的应用前景和重要的科研价值。