磁共振对比剂

磁共振成像对比剂 黄石市中心医院饶德利 MR组织对比高和多参数成像等优点 使MR发现病变敏感性显著提高 但仍然存在特异性差 小病变难以发现以及疑难病定性困难等问题 MR对比剂的应用能改变组织的弛豫时间 从而改变组织的信号强度 提高组织的对比 传统X射线和CT诊断造影所用造影剂的增强原理 是造影剂本身对X射线的阻挡作用直接造成的 而MRI造影剂本身不产生信号 信号来自氢原子核 MRI造影剂接近有关质子后 可缩短这些质子的弛豫时间 间接地改变这些质子所产生的信号强度 提高正常与患病部位的成像对比度 从而显示体内器官的功能状态 是用来缩短成像时间的成像增强对比剂 按照造影中以缩短T1弛豫时间为主 使磁共振信号增加 或以缩短T2弛豫时间为主 使磁共振信号下降 可将磁共振造影分为T1弛豫增强造影或T2弛豫增强造影 T1和T2弛豫时间的倒数 即1 T1和1 T2为两者的弛豫率 弛豫效率为造影剂浓度和弛豫率关系的斜线 另外一种造影方法为使用一些无质子的物质或抗磁性物质 目前主要应用于胃肠腔造影 MRI对比剂的发展史 1946年 Block使用顺磁性物质Fe NO 3缩短质子的弛豫时间1976年 顺磁性物质作为用于动物试验并逐渐用于临床1987年 GD DTPA经美国FDA批准上世纪90年代中后期 MR特异性对比剂如肝 铁剂 胰腺 锰剂 淋巴结和血池等组织结构等特异性对比剂相继问世 磁共振对比剂的分类 细胞液内 外对比剂 钆剂应用最广泛的细胞外液对比剂 GD DTPA化学名钆 二乙烯三胺五乙酸 商品名马根维显 细胞内对比剂是以某一组织或器官的细胞作为靶来分布 对比剂迅速从血中廓清并与相关组织结合 如网织内皮系统和肝细胞对比剂 优点是使摄取对比剂组织和不摄取的组织之间产生对比 磁化强度分类 用物理学上不同物质在单位场强的磁场中产生磁化的能力表示 以此分为 1 抗磁性物质 磁化率为负值 其组成原子核外电子是成对的 人体内大多数物质和有机化合物属于这类物质 2 顺磁性对比剂 由顺磁性金属元素组成 如Gd Mn等 它们所含的外层电子是不成对的 故具有较大的磁矩 磁化率也较大 外加磁场存在是 顺磁性物质中的原子偶极子的排列与磁场方向平行 从而具有磁性 一旦外加磁场移去或消失 其原子偶极子排列即呈随机 则磁性消失 3 超顺磁性对比剂 由界于顺磁性和铁磁性之间的磁性微粒或晶体组成 这种粒子或晶体有磁畴组成 当存在外加磁场影响时 聚集粒子或晶体中的每一粒也倾向于排列成序 由于这种粒子或晶体的磁矩相当于成千上万的电子磁矩 所以其磁性大于顺磁性者 其磁化速度快于顺磁性物质 4 铁磁性对比剂 为具有磁矩而紧密排列的一组原子所组成的晶体 这样紧密聚集的一组原子的直径约为50nm 由于原子间的相互作用 是这些原子的磁矩排列有序 形成一个远大于单个原子磁矩的永久磁矩称为磁畴 一次磁化后 即使在没有外加磁场作用的情况下 铁磁性物质的磁畴也不是完全随机排列 故仍带一定磁性 各造影剂基本物质类型及性质 组织特异性分类 肝特异性对比剂如SPIO等 血池对比剂 主要用于MR血管造影等 淋巴结对比剂 观察淋巴结 其他如胰腺锰特异性对比剂等 化学结构分类 钆作为中心离子分为离子型和非离子型 化学结构式分为线形和巨环形鳌合物 对比剂的增强机制 MR的组织信号强度主要取决于该组织的质子密度和弛豫特性 当特定组织中的质子密度一定时 质子弛豫时间 T1或T2 的长短就决定组织的信号强度 MR对比剂就是通过影响质子的弛豫时间T1和T2来增加或降低其信号强度 一 顺磁性鳌合物类对比剂的增强机制 钆 锰等某些金属离子具有顺磁性 弛豫时间长 磁矩较大 在磁共振成像中 顺磁性物质通过扩散或旋转运动引起原子水平的局部磁场巨大波动 这有利于受激励质子间的能量转移 使得被激励后的氢原子核的磁化矢量更快回到其初始状态 缩短弛豫时间 图像对比发生变化 临床上主要利用的是T1弛豫效应 若用T2或T2 效应 含对比剂的组织显示为低信号 这时也可称作阴性对比剂 顺磁性对比剂的影响因素 1 顺磁性物质的浓度 与浓度呈正比 2 顺磁性物质的磁矩 与不成对电子呈正比 3 顺磁性物质结合的水分子数 正比 4 磁场强度 环境温度和金属离子周围结构也有影响 二 超顺磁性和铁磁性类对比剂的增强机制 机制与顺磁性类不同 这两类对比剂的不成对电子的磁矩和磁敏性远大于人体组织 可造成磁场不均匀 水分子扩散通过不均匀磁场时改变了质子横向磁化的相位 加速去相位过程 形成了有关质子的T2或T2 弛豫时间缩短 造成信号减低 呈黑色或暗色 也称为阴性对比剂 这类对比剂通常与成像速度很快的MR技术结合 用于心肌或脑组织的灌注功能成像 血流量和血容量的研究 还可协助肿瘤的定性诊断和恶性肿瘤的分期 分级 超顺磁性氧化铁 SPIO 是代表 主要用于肝脏病变的诊断和鉴别诊断 对比剂的应用 钆剂 主要用于中枢神经系统检查 当血脑屏障破坏时 对比剂才能进入脑和脊髓 使肿瘤 梗塞 感染等病变强化 缩短T1 也有助于小病灶的检出 转移瘤 在腹部 乳腺和肌骨系统中应用也很广泛 用量 0 01mmol kg 90 经肾小球滤过从尿中排除体外 少量经胃肠道排除 MRI对比