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1、磁共振对比剂,对比剂的分类,物质置于磁场中，可以具有磁性，这一过程称为磁化，其磁化量的程度称为磁化率。根据磁化性质的不同，物质可分为以下几类： 抗磁性物质 组成该物质原子的外层电子是成对的，它们的磁化率为负值。人体内大多数物质和有机化合物属于这类物质。 顺磁性物质 它们所含的外层电子是不成对的，故具有较大的磁矩，磁化率也较高。它们在磁场中会具有磁性，而在磁场外则磁性消失。在过渡元素的镧系金属中，钆、铬、锰、铁等均为顺磁性物质,对比剂的分类,铁磁性物质 这类物质在一次磁化后，即使在没有外加磁场作用的情况下，也仍带有一定磁性。一般而言，铁磁性物质的磁矩大于顺磁性物质的磁矩 超顺磁性物质 超顺磁性物
2、质在磁场中极易磁化，但当外加磁场不存在时，其磁性消失,对比剂的发展,含钆对比剂做MR增强扫描主要利用其缩短氢质子的弛豫时间，间接地改变这些质子所形成的信号强度 理想的MR对比剂应具备的特点： 对比剂是运用化学元素，化学性质活跃，能与多种物质螯合，形成不同标记物进入相应的组织和器官，以便有目的地进行选择性强化,理想的MR对比剂应具备的特点,具有较强的MR活性，能有效地改变局部磁场强度和弛豫时间 强化效果明显，重复性好。 在诊断用量范围内无毒性，不良反应极小 稳定，易于存放，具有高度溶解性 制造容易，价格低廉 能迅速分解和排泄，在人体内仅短时间存留,磁共振对比剂发展简史,1946年美国学者Bloc
3、h和Percell发现磁共振现象不久，Bloch就对顺磁性物质Fe(N03)，进行了研究。结果发现，Fe(N03)，可缩短组织的T1和T2时间 20世纪70年代末期，德国科学家Weinmann博士发明了Gd-DTPA，经过严格的动物实验研究后，于1983年开始应用于临床,磁共振对比剂发展简史,1984年用于颅内肿瘤病人，显示增强效果极佳，无不良反应 1987年被美国食品及药物管理局(FDA)批准 1988年上市的钆对比剂价格昂贵，使推广应用受到限制。随着钆对比剂日趋成熟，尤其是国产钆对比剂合成上市后价格直线下降，为临床全身应用(实质脏器和血管)敞开了方便之门,对比剂的理化特性,Gd3有7个不成
4、对的电子，有较大的磁矩，为一个顺磁性很强的金属离子，能显著缩短弛豫时间，在浓度为0.11.0mmolkg的范围内弛豫时间呈线性下降,螯合物Gd-DTPA的有关特性,对比剂的药代动力学特性,静脉给药的Gd-DTPA生物学分布没有专一性，组织的分布因各组织的血供及微血管的通透性不同而异，不进入毛细血管屏障的组织，如脑、脊髓、眼及睾丸。经静脉注射后，循环于血管及细胞间隙，然后由肾脏浓缩以原形随尿排出，也有少量分泌于肠道后随粪便排出 Gd-DTPA不透过细胞膜，主要在细胞外液分布，不易透过血-脑屏障，只有血-脑屏障遭破坏时才能进入脑组织和脊髓,对比剂的药代动力学特性,Gd-DTPA在器官中的浓度与该器
5、官的血液供应丰富与否有关，血供丰富的器官，则浓度高 静脉注射Gd-DTPA后，肾皮质和肾髓质内浓度增高，T1缩短，T1WI上其信号增强。经尿路排泄时受到浓缩，使肾盏、肾盂、输尿管和膀胱中的浓度很高，T2缩短明显，使MRI信号减弱，临床上常利用这个特性，对肾脏进行功能评价,对比剂的药代动力学特性,Gd-DTPA静脉给药后5分钟内血中浓度达到高峰，而后血中浓度下降，3小时后80的药物已从尿中排出，7小时后90的药物从尿中排出。在正常人体静脉注射Gd-DTPA 0.lmmol/kg，最高血药浓度可达0.6mmol/L，45分钟后降到0.25mmol/L，有利于提高MR的成像效果及延长成像时间,对比剂
6、的毒理学特性,正常人体内钆离子含量极微，少量自由钆离子进入人体内即可产生不良反应，钆离子和血清蛋白结合并形成胶体，胶体由网状内皮系统吞噬细胞吞噬后分布于肝、脾、骨髓等器官，并引起这些组织器官的中毒反应(如肝细胞坏死) 钆离子可以和一些内源性离子(如Zn2、Cu2、Ca2等)竞争各种细胞受体结合点，从而干扰正常细胞代谢 钆中毒症状严重时可表现为共济失调、神经抑制、心血管及呼吸抑制等,对比剂的安全性,当Gd与DTPA螯合后，使得Gd-DTPA水溶性提高，与血浆蛋白结合少，不经肝脏代谢，很快以原形从肾脏排泄，故使Gd的毒性大大降低 Gd-DTPA外周静脉给药的不良反应发生率为2.4，主要有头晕、头痛
7、、恶心、呕吐、心前区不适、注射局部冷感等，反应一般较轻，且呈一过性 Gd-DTPA出现严重不良反应的几率为1/35000-1/450000，出现严重不良反应的受检者常有呼吸道病史、哮喘及过敏史，一般表现为呼吸急促、喉头水肿、过敏样反应、低血压、支气管痉挛、肺水肿等,目前绝大多数MR对比剂都是通过改变含对比剂组织的Tl和T2弛豫时间，达到增强局部信号强度的目的。 顺磁性对比剂的作用机制 顺磁性物质含有不成对的电子，其不成对电子与质子一样，具有磁矩，但电子质量很轻，磁矩约为质子的657倍。在有不成对电子的顺磁性物质存在时，产生局部巨大磁波动，此时大部分电子的进动频率与Larmor频率相近，使邻近水
8、质子的T1、T2弛豫时间缩短，引起质子弛豫增强，结果造成T1、T2弛豫时间缩短,对比剂作用机制,对比剂作用机制,顺磁性物质缩短Tl和T2弛豫时间与下列因素有关： 顺磁性物质的浓度 在一定的浓度范围内，顺磁性物质的浓度越高，顺磁性就越强，对T1和T2的影响就越明显 顺磁性物质的磁矩取决于顺磁性物质的不成对电子数，不成对电子数越多，磁矩越大，顺磁作用越强，对T1和T2的影响就越明显,对比剂作用机制,顺磁性物质局部磁场的扑动率。局部磁场的扑动率是由于顺磁性物质的中心位置与质子之间的相互作用形成的 顺磁性物质结合的水分子越多，其顺磁作用越强,超顺磁性对比剂作用机制,超顺磁性对比剂可造成磁场不均匀，水分
9、子弥散通过此不均匀磁场时，改变了质子横向磁化的相位，从而加速了去相位过程，形成了有关质子的T2或T2*弛豫时间缩短-T2或T2*弛豫增强 由于超顺磁性对比剂的磁矩和磁化率很大，如超顺磁性氧化铁(SPIO)粒子的磁矩大于Gd-DTPA约100倍，故又称这类对比剂为磁化率性对比剂。磁化率和磁矩越大，去相位也越快 磁化率性对比剂用于T2和T2*加权成像时，使有关质子T2时间缩短，造成信号降低，呈黑色或暗色，故又称之为MR阴性对比剂,Gd-DTPA类顺磁性对比剂初期主要用于中枢神经系统，近年来还用于乳腺、肝脏、心肌、横纹肌、肾脏、骨骼等组织和器官的增强检查以及灌注研究，还用于肝脏动态扫描成像等，使Gd
10、-DTPA应用更广泛。 扫描序列的选择及辅助技术 在注射Gd-DTPA对比剂后，常选用SE序列T1加权成像方法，而磁化传递成像(MTl)对Gd-DTPA增强的协同作用以及通过脂肪抑制技术，使病变显示更确切,对比剂的临床应用,对比剂的临床应用,MTI会使脑组织、肌肉等MR信号强度比一般SE序列者减低20-30，但对脂肪、骨髓、脑脊液信号影响小，注射对比剂后一般SE序列不能显示的脑皮质小静脉可增强。对肿瘤(特别是转移性肿瘤)、脱髓鞘病变、颅内感染诊断的作用相当于使用23倍剂量钆对比剂的效果 在人体脂肪丰富的组织及血管应用钆制剂做增强时，采用T1加权成像，使脂肪和对比剂增强的组织都显示高信号，不利于病情观察和鉴别诊断。因此，必须采用脂肪抑制技术，使脂肪组织信号减低，形成新的对比度来改善造影增强的效果,应用剂量,由于Gd-DTPA总剂量小，刺激性小，临床计算剂量不必十分精确。开始应用时以0.2mlkg体重或以0.1mmolkg体重计，以后应用0.2mmolkg来改善增强效果。其增强效应与对比剂使用剂量、病变性质、血运情况、病变大小及病灶背景信号有关 随着非离子型对比剂Gadoterridol的问世及诊断要 求的提高(检出微小病灶、心脏大血管及脏器的动态增强等)，剂量加倍，最多可加至0.3mmol/kg，增强效果极佳，可检出常规剂量所不能显示的小病灶，但肾功能差者需慎用,
