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MRI对比剂

已有 71 次阅读2020-3-17 16:44 |个人分类:医学影像|系统分类:医学科学| MRI对比剂

  MRI具有良好的软组织对比,可以反映出人体组织间的物理、化学上的差异,但在显示病变的特异性上较差,常达不到定性诊断要求。因此开发了MRI对比剂,常用的是二乙三胺五乙酸钆(gadoinium diethyl triamine-pentaacetic acid,Gd-DTPA),其为顺磁性物质,目前已广泛应用于临床。还有一些对比剂问世,如含Fe的超顺磁性物质,以Mn为基础的细胞内对比剂等。

  (一)MR对比剂增强机制

  MRI对比剂虽与X线检查用碘对比剂的应用目的相同,但作用机制和功能则完全不同。MRI对比剂本身不显示MR信号,只对邻近质子产生影响和效应,这种特性受到对比剂浓度、对比剂积聚处组织弛豫性、对比剂在组织内相对弛豫性及MR扫描序列参数等多种因素的影响,从而造成MR信号强度的改变。

  在MRI成像中,质子所产生的MR信号及其弛豫时间T1和T2决定着不同组织在MRI图像上的对比,MRI对比剂与质子相互作用来影响T1和T2弛豫时间,一般是使T1和T2时间都缩短,但程度不同,二者中有一种为主。

  某些金属离子如铁(Fe)、钆(Gd)、锰(Mn)具有顺磁性,其原子具有几个不成对的电子,弛豫时间长,有较大的磁矩。在磁共振过程中,这些顺磁性物质有利于在所激励的质子之间或由质子向周围环境传递能量时,使质子弛豫时间缩短。Gd-DTPA临床应用中主要利用其缩短T1效应

  铁磁性物质,如超顺磁性氧化铁含有不成对的电子,产生磁环境。置于外加强磁场时,相邻磁环境相互作用,造成磁场不均,加速共振质子去相位,使T2缩短,其缩短T1效应较弱。

  (二)MR对比剂的种类及特点

  根据对比剂在体内分布、磁特性、对组织T1或T2的主要影响和所产生MR信号强度的差异分类,目前有两种分类:

  1.生物分布性分细胞内、外对比剂两类。

  细胞外对比剂:目前临床广泛应用的钆制剂属此类。它在体内非特异性分布,可在血管内与细胞外间隙自由通过。因此需掌握好时机,方可获得良好的组织强化对比。

  细胞内对比剂:以体内某一组织或器官的一些细胞作为靶来分布,如网织内皮系统对比剂和肝细胞对比剂。此类对比剂注入静脉后,立即从血中廓清并与相关组织结合。其优点是使摄取对比剂组织和不摄取的组织之间产生对比。

  2.磁特性 依磁特性分为顺磁性、超顺磁性和铁磁性三类。

  顺磁性对比剂由顺磁性金属元素组成,如Gd、Mn。对比剂浓度低时,主要使Tz缩短并使信号增强;浓度高时,则组织T1缩短超过T2效应,使MR信号降低。常用其T1效应作为T1加权像中的阳性对比剂。

  铁磁性及超顺磁性对比剂由氧化铁组成,为不同大小微晶金属粒子。二者均影响局部磁场均匀性且产生磁化率效应,使质子失相位加速,T2弛豫时间缩短。

  (三)MR对比剂的应用

  1.钆螯合物是以Gd为基础的MRI对比剂。常规作为非特异性细胞外对比剂。分离子型和非离子型。最常用的Gd-DTPA为离子型对比剂。依化学结构分为线形和巨环形螯合物。Gd对比剂均为亲水性、低分子量复合物,因粒子小,经静脉引入体内,很快从血管内弥散到细胞外间隙,但不易通过血脑屏障,正常时不进入脑与脊髓。其生物学分布为非特异性,一旦它在血管内和细胞外间隙迅速达到平衡后,则很快失去组织间的对比。钆类对比剂主要应用于中枢神经系统MRI检查,可使某些正常结构强化,如垂体、静脉窦等。也使病变强化,如脑瘤、梗死、感染、急性脑脱髓鞘病变及脊髓肿瘤、炎症病变的强化等。它有助于小病变检出,如转移瘤强化后发现病灶数目明显增多。也用于腹部、乳腺、肌骨系统病变增强检查。Gd类对比剂经静脉内注入,用量为0.1mmol/kg,多发性硬化、转移瘤可用至0.2~0.3mmol/kg,以发现更多病变。Gd类对比剂很少引起不良反应,约占1%~5%。主要为胃肠道刺激症状和皮肤黏膜反应,为恶心、呕吐及荨麻疹,反应轻微持续时间短,一般无需处理。孕妇与肾功能不良者应慎用。

  2.超顺磁性氧化铁(superparamagnetic iton oxide,SPIO) 为颗粒物质,经静脉被肝脏的网状内皮系统(retictllo-endothelial system,RES)Küpffer细胞吞噬,主要作为RES定向肝对比剂,用于肝恶性肿瘤诊断。因肝恶性肿瘤缺乏Küpffer细胞,因此增强后与正常肝形成对比。所用剂量为0.015mmol/kg,需用100ml 5%葡萄糖稀释,在30min或以上缓慢滴入。MR扫描在滴人末期进行,延迟30~60min扫描为宜。SE T2WI上及GRE T2WI上肝实质信号明显减低。

  3.肝细胞特异对比剂为肝细胞靶对比剂,即在Gd对比剂中加入芳香环,增加其亲脂性以便与肝细胞结合。

  4.血池对比剂为缩短T2的对比剂。由于血液循环有相对长的时间,可从稳态中获取高分辨力和较高的SNR。目前利用超顺磁性氧化铁粒子。

  5.口服对比剂阳性对比剂用Gd-DTPA与甘露醇配合,服用后肠道显示高信号。阴性对比剂为口服超顺磁性氧化铁剂,它使肠道内对比剂聚集处信号消失。口服对比剂主要用于区分肠道与周围正常、病理的器官或组织,使胃肠道管壁显示清晰。


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发表评论 评论 (2 个评论)

回复 hyc3140 2020-3-17 16:46
钆具有顺磁性,在体内能改变周围组织的磁场环境,缩短局部组织中质子的T1和T2弛豫时间,分别使T1WI信号强度增高、T2WI信号强度降低。

钆剂量低时,缩短T1效应远大于缩短T2效应,因此,经静脉注射钆对比剂后一般仅做T1WI扫描。
回复 hyc3140 2020-3-17 17:11
注射对比剂
动态磁敏感对比增强灌注加权成像(dynamic susceptibility contrast—perfusion weighted imaging,DSC-PWI)基本原理是基于血脑屏障模型,使用T2*W序列来收集每个体素的信号强度-时间曲线,可获得血流动力学指标,反映肿瘤组织血流灌注状态。在连续分析一系列不同时相获得的图像(大约有400~500幅图像)中MR信号改变的规律后,才能获得灌注的定量数据。一般地讲,当局部区域单位时间内通过的造影剂越多,即灌注量越大,信号下降就越多;反之亦然。

T1加权动态对比度增强磁共振成像(DCE-MRI)

动脉自旋标记技术(Artery Spin Labeling,ASL),这种方案采用动脉血中的水分子作为内源性示踪剂,不依赖于血脑屏障。

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