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磁共振造影剂概述 离子型非特异性细胞外液对比剂 磁共振造影剂是通过内外界弛豫效应和磁化率效应间接地改变组织的信号强度，按增强类型可分为阳性和阴性造影剂二大类；按造影剂的生物学分布，可分为细胞外间隙非特异性分布造影剂、进入细胞内或细胞膜结合造影剂、血池分布造影剂等。目前应用最广泛的造影剂，即Gd-DTPA，中文名为二乙三胺五醋酸钆或钆喷酸葡甲胺盐，商品名为马根维显（Magnevist）。 Gd-DTPA的作用原理 Gd-DTPA是一种顺磁性物质，Gd3+具有7个不成对电子，其不成对电子与质子一样为偶极子，具有磁距。电子质量很轻，但其磁距约为质子的657倍。在无顺磁性物质的情况下，组织的T1、T2弛豫是由质子之间的偶极子-偶极子相互作用，形成局部磁场波动所引起的。在有不成对电子的顺磁性物质存在时，由于电子的磁化率约为质子的657倍，从而产生局部巨大磁场波动。此时，大部分电子的运动频率与Larmor频率相近，而使邻近质子的T1、T2弛豫时间缩短，即形成所谓质子偶极子-电子偶极子之间的偶极子-偶极子相互作用，引起所谓质子磁豫增强，其结果造成T1和T2弛豫时间缩短。在Gd-DTPA浓度较低时，由于机体组织的T1弛豫时间较长，故对比剂对机体组织的T1弛豫时间影响较大。然而，随着Gd-DTPA浓度增加，T2缩短效应渐趋明显，当Gd-DTPA浓度大大高于临床剂量，T2缩短甚著，以致T2的增强作用掩盖了T1增强作用，此时如采用T2或T2*加权成象，含对比剂部分组织则显示为低信号，这种情况称为阴性造影。所以高剂量的Gd-DTPA也可用作阴性对比剂。由此可见，MRI对比剂对组织信号强度的影响与其在组织中的浓度有非常密切的关系。 Gd-DTPA的临床应用 Gd-DTPA为离子型细胞外液对比剂，不具有组织特异性，但可用于全身MR增强扫描。 Gd-DTPA的临床应用常规剂量为每千克体重0.1mmol，FDA最大允许剂量为每千克体重0.3mmol。 目前临床上Gd-DTPA主要用于以下几个方面：（1）脑和脊髓病变，由于Gd-DTPA不能透过完整的血脑屏障，因此如果脑组织内出现强化提示血脑屏障的破坏，如肿瘤、炎症、梗塞等。增强扫描有助于发现病变和病变的鉴别诊断；（2）垂体腺瘤或微腺瘤的检查；（3）脑灌注加权成像，主要用于急性脑缺血的检查，也可用于肿瘤等病变的检查和研究；（4）腹部脏器如肝胆胰脾及肾脏的动态增强扫描；（5）心脏灌注加权成像，可显示心肌缺血，延时扫描还可评价心肌活性；（6）对比增强MRA（CE-MRA）；（7）全身其他部位病变的检查，特别是肿瘤病变的检出、诊断及鉴别诊断；（8）可用于部分碘过敏病人的肾动脉X线造影或肾排泄性造影。 Gd-DTPA的安全性及副作用 Gd-DTPA是非常安全的对比剂，半数致死量（LD50）为每千克体重20mmol左右，其常规应用剂量为每千克体重0.1mmol，其安全系数（半数致死量/有效剂量）高达200（碘对比剂的安全系数为8~10）。 Gd-DTPA的副作用发生率很低，文献报道为1.5％~2.5％，多表现为头晕、一过性头痛、恶心呕吐、皮疹等。严重不良反应的发生率极低，约为百万分之一到百万分之二，可表现为呼吸困难、血压降低、支气管哮喘、肺水肿，可导致死亡。出现严重反应者多原有呼吸系统疾病或过敏病史。 关于Gd-DTPA副作用的发生机理仍不清楚。目前，大多数作者认为主要与钆剂本身的化学毒性有关。Gd-DTPA副作用的高危因素及其副作用的预防和处理均与水溶性含碘对比剂相仿。 一些厂家已陆续开发出非离子型细胞外液MR对比剂，如先灵公司的Gd-DO3A-butrol、奈科明公司的Gd-DTPA-BMA（欧乃影）和博莱克公司的Gd-HP-DO3A等，这些非离子型对比剂渗透压低，安全性得以进一步提高。其中欧乃影已经在国内市场销售。 血池性对比剂 血池性对比剂不易透过毛细血管基底膜，在血管内滞留的时间较长，适用于灌注加权成像和对比增强MRA。血池性对比剂根据成分和结构不同可分为两类。 1、钆与大分子的复合物 利用钆喷替酸葡甲胺（Gd-DTPA）与大分子物质如白蛋白、葡聚糖等连接，形成分子量超过2000道尔顿的大分子复合物。该对比剂有两个优点，一是在血管内停留时间延长，另一个是其短T1效应较Gd-DTPA更强。 2、极小超顺磁氧化铁颗粒 其基本成分与网状内皮细胞性对比剂相仿，但直径要小得多（约为20~30nm），可以躲过网状内皮系统的廓清作用，因而在血液中的滞留时间明显延长，表现为短T1短T2效应，最后仍被网状内皮细胞。
网状内皮细胞性对比剂 该类对比剂主要为超顺磁氧化铁颗粒，颗粒直径40~400m，表面用葡聚糖包裹。由于血液中直径在30~5000nm的颗粒主要经网状内皮系统清除，因而静脉注射后该类对比剂进入肝脏及脾脏的网状内皮细胞，产生短T2效应，在肝脏枯否细胞可摄取对比剂颗粒。由于正常肝脏存在枯否细胞，而肿瘤内一般无或少含无枯否细胞，因此对比剂能增加肿瘤与肝实质间的对比，从而提高肝脏肿瘤的检出率。目前有多种网状内皮细胞性MR对比剂已经商品化，如AMI-25和Feridex（菲立磁）等。 肝细胞特异性对比剂 这类对比剂由于其特殊的分子结构，因而能被肝细胞特异性地摄取。目前，该类对比剂已经在临床上得到应用。临床上，肝细胞特异性对比剂主要用于提高肝脏肿瘤的检出率，对鉴别肿瘤是否肝细胞来源也有较大价值，另外还有作者报道利用肝细胞特异性对比剂进行肝脏MR功能成像。根据分子结构及作用机理的不同，肝细胞特异性对比剂又可分为3类。 1、钆螯合物 钆与芳香环的螯合物有较高的亲脂性，能被肝细胞摄取并经胆汁排泄。对比剂分子进入肝细胞后，与细胞内的蛋白质相互作用，使组织的T1值缩短。属于此类对比剂的有：先灵公司的Gd-EOB-DTPA和博莱克公司的Gd-BOPTA（Multihance，莫迪司）等。推荐使用剂量也为0.1mmol/千克体重，有较好的安全性。莫迪司已经进入国内市场，这种对比剂既可作为细胞外液对比剂进行动态增强扫描，注射后40~120分钟扫描又可获得肝细胞特异性信息，还可进行排泌法MR胆管成像。 2、锰螯合物 主要是奈科明公司生产的Mn-DPDP，商品名为Telsascan（泰乐影），被肝细胞摄取后分解出来的锰，能产生很强的缩短T1的效应，最后也经胆汁排泄。使用剂量为5mmol/千克体重，该对比剂副作用较明显，可引起恶心、呕吐、血压升高等，实验证明高剂量使用时可引起胎儿畸形，因而不能用于孕妇。 3、肝细胞受体性对比剂 该类对比剂的核心成分为极小超顺磁氧化铁颗粒，表面用阿拉伯半乳聚糖或无唾液酸基胎球蛋白等进行包裹，可通过肝细胞表面的无唾液酸基糖蛋白受体转运到肝细胞内，进入肝细胞后，在肝细胞的微粒体内分解出氧化铁颗粒，产生很强的短T2效应。该类产品的代表是Guerbet公司的AG-USPIO。 “质子－电子偶极－偶极”质子弛豫增强 PEDDPRE效应 |
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