磁共振对比剂

磁共振对比剂第1页，课件共22页，创作于2023年2月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。第2页，课件共22页，创作于2023年2月传统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。第3页，课件共22页，创作于2023年2月按照造影中以缩短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。第4页，课件共22页，创作于2023年2月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。第5页，课件共22页，创作于2023年2月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第6页，课件共22页，创作于2023年2月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。第7页，课件共22页，创作于2023年2月磁化强度分类：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。第8页，课件共22页，创作于2023年2月（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。第9页，课件共22页，创作于2023年2月（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。第10页，课件共22页，创作于2023年2月（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。第11页，课件共22页，创作于2023年2月各造影剂基本物质类型及性质第12页，课件共22页，创作于2023年2月组织特异性分类：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第13页，课件共22页，创作于2023年2月化学结构分类：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。第14页，课件共22页，创作于2023年2月对比剂的增强机制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。第15页，课件共22页，创作于2023年2月（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。第16页，课件共22页，创作于2023年2月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。第17页，课件共22页，创作于2023年2月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第18页，课件共22页，创作于2023年2月（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。第19页，课件共22页，创作于2023年2月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。第20页，课件共22页，创作于2023年2月对比剂的应用－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。第21页，课件共22页，创作于2023年2月MRI对比剂的