第六章磁共振成像對(duì)比劑

1、第六章 磁共振成像對(duì)比劑磁共振成像的優(yōu)勢(shì)之一是具有良好的組織對(duì)比，使 MR 發(fā)現(xiàn)病變的敏感性顯著提 高。但是，正常組織與病變組織的弛豫時(shí)間有較大的重疊，僅有 MR 平掃，定性診斷困 難，而且有時(shí)難以發(fā)現(xiàn)小病灶。磁共振成像對(duì)比劑能改變組織的弛豫時(shí)間，改變組織的 信號(hào)強(qiáng)度，從而提高組織對(duì)比。1磁共振對(duì)比劑的分類根據(jù) MRI 對(duì)比劑在體內(nèi)的分布，磁敏感性、對(duì)組織的特異性等將磁共振成像對(duì)比 劑分為細(xì)胞內(nèi)外對(duì)比劑、 磁敏感性對(duì)比劑和組織特異性對(duì)比劑三大類。 也可根據(jù)化學(xué)結(jié) 構(gòu)分類。細(xì)胞內(nèi)、外對(duì)比劑細(xì)胞外對(duì)比劑細(xì)胞外對(duì)比劑是應(yīng)用最早、目前應(yīng)用最廣泛的釓制劑屬此類對(duì)比劑。它在體內(nèi)非特異性分布，可在血管內(nèi)或細(xì)

2、胞外間隙自由通過。細(xì)胞內(nèi)對(duì)比劑 以體內(nèi)某一組織或器官的一些細(xì)胞作為目標(biāo)靶來分布。 如網(wǎng)織內(nèi) 皮系統(tǒng)對(duì)比劑和肝細(xì)胞對(duì)比劑。 此類對(duì)比劑注入靜脈后， 立即從血中廓清并與相關(guān)組織 結(jié)合?？墒箶z取的組織與攝取對(duì)比劑的組織之間產(chǎn)生對(duì)比。磁敏感性對(duì)比劑 物質(zhì)在磁場(chǎng)中產(chǎn)生磁性的過程稱為磁化。 不同物質(zhì)在單位磁場(chǎng)中產(chǎn)生磁化的能力稱 為磁敏感性(也稱磁化率)，用磁化強(qiáng)度表示。根據(jù)物質(zhì)磁敏感性的不同，MRI對(duì)比劑可分為順磁性、超順磁性和鐵磁性三類。順磁性對(duì)比劑 順磁性對(duì)比劑中順磁性金屬原子的核外電子不成對(duì)，故磁化率較高，在磁場(chǎng)中具有磁性，而在磁場(chǎng)外則磁性消失。如鑭系元素釓、錳、鐵等均為順磁性金屬元素，其化合 物溶

3、于水時(shí)，呈順磁性。順磁性對(duì)比劑濃度低時(shí)，主要使Ti縮短，濃度高時(shí)，主要使 T2縮短，超過Ti效應(yīng)，使 MR 信號(hào)降低。常用 T1 效應(yīng)作為 T1 加權(quán)像中的陽性對(duì)比劑。超順磁性對(duì)比劑 超順磁性對(duì)比劑是指由磁化強(qiáng)度介于順磁性和鐵磁性之間的各種磁性微粒或晶體組成的對(duì)比劑。其磁化速度比順磁性物質(zhì)快，在外加磁場(chǎng)不存在時(shí)，其磁性消失，如超 順磁性氧化鐵( superparamagnetic iron oxide， SPIO)。鐵磁性對(duì)比劑鐵磁性對(duì)比劑為鐵磁性物質(zhì)組成的一組緊密排列的原子或晶體（如鐵 - 鈷合金）。 這種物質(zhì)在一次磁化后，無外加磁場(chǎng)下也會(huì)顯示磁性。組織特異性對(duì)比劑 此類對(duì)比劑可被體內(nèi)的某種

4、組織吸收、 并在其結(jié)構(gòu)中停留較長(zhǎng)時(shí)間。此類對(duì)比劑可 分為肝特異性對(duì)比劑、血池對(duì)比劑、淋巴結(jié)對(duì)比劑和其它特異性對(duì)比劑四類。肝特異性對(duì)比劑分為由網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng) （SPIO）和肝細(xì)胞攝?。℅d-EOB-DTPA兩種。血池對(duì)比劑主要用于MR血管造影、心肌缺血時(shí)心肌生存率的評(píng)價(jià)。淋巴結(jié)對(duì)比劑用于觀察淋巴結(jié)的改變。其它特異性對(duì)比劑如胰腺、腎上腺對(duì)比劑等。根據(jù)對(duì)比劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)，以 Gd 作為中心離子的 MRI 對(duì)比劑可分為離子型（ Gd-DTPA ）和非離子型（ Gd-DTPA-BMA ）對(duì)比劑。 2磁共振對(duì)比劑的增強(qiáng)機(jī)制MRI對(duì)比劑與X線、CT對(duì)比劑的作用機(jī)制不同，MR對(duì)比劑本身不顯示 MR信號(hào)。 MRI的

5、組織信號(hào)強(qiáng)度主要取決于該組織的質(zhì)子密度和弛豫時(shí)間（ Ti或T2）, MRI對(duì)比 劑是通過影響質(zhì)子的弛豫時(shí)間 Ti或T2達(dá)到增強(qiáng)或降低其信號(hào)強(qiáng)度的。順磁性對(duì)比劑的增強(qiáng)機(jī)制 某些金屬（如釓、錳等）離子具有順磁性，其原子具有幾個(gè)不成對(duì)的電子，弛豫時(shí)間長(zhǎng)， 有較大的磁矩。 這些物質(zhì)有利于在所激勵(lì)的質(zhì)子之間或質(zhì)子向周圍環(huán)境傳遞能量 時(shí)，使質(zhì)子弛豫時(shí)間縮短。臨床主要利用其Ti 效應(yīng)。由于游離的釓離子對(duì)肝臟、脾臟和骨髓有毒性作用，必須用它的螯合物，臨床最常使用的是與 DTPA 的螯合物。順磁性對(duì)比劑縮短 Ti或T2弛豫時(shí)間與下列三種因素有關(guān)。（1）順磁性物質(zhì)的濃度： 在一定濃度范圍內(nèi)，濃度越，高順磁性越強(qiáng)，

6、對(duì)Ti或T2豫時(shí)間的影響就越明顯；（2）順磁性物質(zhì)的磁矩：順磁性物質(zhì)的磁矩受不成對(duì)電子數(shù)的影響，不成對(duì)電子數(shù)越多，磁 矩就越大，順磁作用就越強(qiáng)，對(duì) Ti或T2弛豫時(shí)間縮短的影響就越明顯；（3）順磁性物質(zhì)結(jié)合水的分子數(shù)：順磁性物質(zhì)結(jié)合水的分子數(shù)越多，順磁作用就越強(qiáng)；（4）當(dāng)然，磁場(chǎng)強(qiáng)度、環(huán)境溫度等也對(duì)弛豫時(shí)間有影響。超順磁性對(duì)比劑和鐵磁性對(duì)比劑的增強(qiáng)機(jī)制這兩類微粒類對(duì)比劑的磁矩和磁化率比體組織和順磁性對(duì)比劑大得多。此類對(duì)比劑 會(huì)造成磁場(chǎng)的不均勻性，而質(zhì)子通過 這種不均勻磁場(chǎng)時(shí)，改變了橫向磁化相位，加速 失相位過程，故形成 T2， T2* 弛豫時(shí)間縮短，增強(qiáng)信號(hào)呈黑色低信號(hào)。這類對(duì)比劑對(duì)T1 的效

7、應(yīng)較弱，如 SPIO。 3磁共振對(duì)比劑的副反應(yīng)及臨床應(yīng)用安全性與其它對(duì)比劑一樣，理想的 MRI 對(duì)比劑應(yīng)具有造影效果好，對(duì)人體無害；使用方 便等特點(diǎn)。MRI 對(duì)比劑的毒理學(xué) 目前，臨床最常用的是釓類對(duì)比劑。正常人體內(nèi)釓離子含量極微。少量自由釓離子 進(jìn)入人體內(nèi)，便可產(chǎn)生毒副作用。釓離子進(jìn)入血液后，與血清蛋白結(jié)合形成膠體，這些 膠體被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)吞噬細(xì)胞吞噬后分布于肝、脾、骨髓等器官，引起這些器官的中毒 反應(yīng)。釓中毒嚴(yán)重時(shí)可表現(xiàn)為共濟(jì)失調(diào)，神經(jīng)抑制、心血管及呼吸抑制等。自由釓離子與螯合態(tài)釓有明顯不同。 化學(xué)毒性強(qiáng)的自由釓離子與 DTPA 絡(luò)合形成螯 合物后，其毒性大為減小。雖然已將釓的毒性滅活，但

8、對(duì)人體各臟器仍有不同的作用。 釓的螯合物聚集會(huì)引起一定程度的神經(jīng)細(xì)胞代謝改變。 對(duì)于腎功能不全的患者， 要慎用， 因?yàn)樗鼤?huì)使腎小球過濾功能下降。安全性與副反應(yīng)自由釓離子與 DTPA 結(jié)合形成螯合物 Gd-DTPA 后，不但毒性大為降低，而且很少 與血漿蛋白結(jié)合，不經(jīng)過肝臟代謝，很快以原狀態(tài)由腎臟排除。 Gd-DTPA 的靜脈半致 死量為 610m mol / kg 。試驗(yàn)結(jié)果證明，這是一種安全的對(duì)比劑。外周靜脈給藥的副反 應(yīng)發(fā)生率為約 2.4% 。主要反應(yīng)為頭痛、不適、惡心、嘔吐等，一般反應(yīng)較輕，呈一過 性。Gd-DTPA 發(fā)生嚴(yán)重副反應(yīng)的幾率很低，約為 1/35 萬 1/45 萬；發(fā)生嚴(yán)重副

9、反應(yīng) 的患者常有呼吸道病史、哮喘及過敏史，一般表現(xiàn)為呼吸急促、喉頭水腫、血壓降低、 支氣管痙攣、肺水腫等。對(duì)于癲癇患者，可能誘發(fā)癲癇發(fā)作。孕婦不宜使用。哺乳期婦 女在用藥后 24 小時(shí)內(nèi)禁止哺乳?？傊?， Gd-DTPA 安全性高。常規(guī)靜脈注射用量為 0.1 m mol / kg。操作人員應(yīng)了解 Gd-DTPA 的各種毒副反應(yīng)臨床表現(xiàn)，能熟練處理所發(fā)生的毒副反 應(yīng)。4磁共振對(duì)比劑的臨床應(yīng)用Gd-DTPA 的使用方法目前，臨床上廣泛應(yīng)用的對(duì)比劑主要是順磁性對(duì)比劑Gd-DTPA。Gd-DTPA 主要經(jīng)腎臟排泄，不透過細(xì)胞膜，分布在細(xì)胞外液，不易透過血腦屏障，只有血腦屏障遭到破 壞時(shí)，才能進(jìn)入腦組織和

10、脊髓。Gd-DTPA常規(guī)使用劑量為 0.1m mol / kg ,(或0.2 ml / kg)。靜脈注射應(yīng)在12 min 內(nèi)完成。如果做動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，采集首過效應(yīng)需嚴(yán)格控制注射速度及注射時(shí)間。近年來，通過試驗(yàn)高劑量釓( 0.2 0.3m mol / kg )可提高信號(hào)強(qiáng)度，增加小病灶的 檢出率。比較上述兩種劑量，在安全性和副作用方面，未發(fā)現(xiàn)明顯差別。病變類型與增強(qiáng)效果關(guān)系密切。血腦屏障未破壞的腦良性膠質(zhì)瘤用雙劑量對(duì)比劑， 也不會(huì)增強(qiáng)。血供豐富的神經(jīng)鞘瘤，常規(guī)劑量或 1/2劑量，便可得到顯著的增強(qiáng)效果。Gd-DTPA行MR增強(qiáng)掃描時(shí)，利用Ti效應(yīng)特性，選用SE或FSE加權(quán)脈沖序列， 往往要加脂肪

11、抑制或磁化傳遞技術(shù)，這樣能增加對(duì)比效果。通常采用橫斷位，冠狀位及 矢狀位掃描， 其中一個(gè)掃描方位要包括整個(gè)掃描部位，另兩個(gè)掃描方位可在病灶處定位 掃描。Gd-DTPA 的臨床應(yīng)用顱腦、脊髓Gd-DTPA 用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)引起血腦屏障破壞的病理改變，如腫瘤、缺血、炎癥 等，均會(huì)引起對(duì)比劑在組織間隙內(nèi)聚集，進(jìn)而在正常腦組織中顯示病變。正常情況下， 解剖學(xué)上缺乏血腦屏障的區(qū)域， 如垂體腺和漏斗， 鼻甲、 鼻咽部黏膜、 軟腭、脈絡(luò)膜叢、 Meckel 窩的硬腦膜及天幕有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)增強(qiáng)。Gd-DTPA增強(qiáng)掃描主要解決中樞神經(jīng)系統(tǒng)的診斷問題是：發(fā)現(xiàn)平掃未顯示的腦內(nèi)、腦外等信號(hào)病變； 鑒別腦內(nèi)及腦外腫瘤；

12、顯示腫瘤內(nèi)部情況； 區(qū)分水腫和病變； 鑒 別診斷腫瘤與非腫瘤性病變；術(shù)后及放療后隨訪，觀察療效等。脊柱增強(qiáng)掃描常常使用脂肪抑制診斷術(shù)后纖維化、 鑒別椎間盤疝與腫瘤、鑒別診斷 骨轉(zhuǎn)移、椎間盤感染、骨髓炎、結(jié)核等。對(duì)脊椎動(dòng)靜脈畸形的檢出也有一定幫助。鼻咽部 鼻咽部對(duì)比增強(qiáng)能明確病變部位、范圍、大小及浸潤(rùn)的深度，顯示轉(zhuǎn)移或用于治療后復(fù)查。眼眶Gd_DTPA 掃描用脂肪抑制技術(shù)對(duì)于眼眶內(nèi)腫瘤、眼球內(nèi)病變的顯示及鑒別診斷幫 助較大，頭頸部 頭頸部做增強(qiáng)掃描能明確顯示腫瘤的位置、大小、范圍，對(duì)確定病變性質(zhì)能提供更 多的診斷信息。頭頸部占位性病變及轉(zhuǎn)移性病變用對(duì)比劑做增強(qiáng)掃描要用脂肪抑制技 術(shù)。胸部 胸部、縱隔：增強(qiáng)掃描選用多時(shí)相動(dòng)態(tài)增強(qiáng)，對(duì)縱隔腫瘤、占位性病變的鑒別診斷 是必要的。肺部病變：增強(qiáng)掃描不及 CT 診斷價(jià)值大。肺部結(jié)節(jié)需要做動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描方能對(duì)定 性診斷有幫助。心臟：增強(qiáng)掃描用于評(píng)價(jià)心內(nèi)腫瘤 的范圍。在評(píng)價(jià)心肌梗塞和心肌灌注方面有重 要作用。乳腺：多時(shí)相動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描對(duì)腺良惡性病變幫助極大，同時(shí)對(duì)術(shù)后或放射治療后瘢 痕與腫瘤復(fù)發(fā)的鑒別也相當(dāng)準(zhǔn)確。腹部 肝臟、脾臟、胰腺、腎及腎上腺增強(qiáng)掃描均需要