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磁共振对比剂到底该怎么选?一文了解!

 忘仔忘仔 2023-01-03 发布于山西

一、磁共振对比剂定义

磁共振对比剂(MRI Contrast Agent)是指通过某种途径(一般以静脉注射为主)引入机体后,通过改变组织中水质子弛豫时间,使图像信号强度产生不同变化,从而增加组织间信号差,以利于病灶检出,帮助病灶定性的一类物质1

二、磁共振对比剂分类

1.对比剂磁化性质

根据对比剂磁化性质不同分为顺磁性对比剂、铁磁性对比剂、超顺磁性对比剂。其中,顺磁性对比剂以钆(Gadolinium, Gd)剂最常见,能显著缩短组织T1弛豫时间1

铁磁性对比剂始终表现磁化,主要为一些铁氧化物。超顺磁性对比剂由具有磁矩的铁磁性物质小颗粒紧密排列聚集而成,这种对比剂只有在外部磁化漂移时才表现出磁化性1

2.对比剂增强效果

根据对比剂增强效果分为阳性对比剂和阴性对比剂1

阳性对比剂是指注射对比剂后,强化组织信号增加。阳性对比剂一般多采用钆剂。阴性对比剂则和阳性对比剂相反,强化组织信号降低1

阴性对比剂一般以超顺磁性氧化铁物质为主,可缩短周围组织的T2或T2*弛豫时间1

3.对比剂在体内分布特点

根据对比剂在体内分布特点分为非特异性对比剂和特异性对比剂1

非特异性对比剂一般仅分布于细胞外间隙,不进入细胞内,正常时也不进入脑与脊髓,为目前临床应用最多对比剂,如钆喷酸葡胺、钆特酸葡胺、钆特醇等1

特异性对比剂根据对比剂靶向分布特点,分为网状内皮系统对比剂、肝胆特异性对比剂、血池特异性对比剂等。目前,临床使用比较广泛的为肝胆特异性对比剂——钆塞酸二钠、钆贝葡胺1

基于钆对比剂临床使用最广泛,以下篇幅将对钆对比剂进行系统介绍。

三、钆对比剂知识大盘点

钆对比剂是一类以静脉内注射为主的药品,临床上被广泛用于增强各种内脏器官、血管和组织的图像质量2。1987 年,首个用于MR增强检查的钆对比剂­­——钆喷酸葡胺在美国上市3

迄今为止,全球范围内已经有 9 种钆对比剂上市并应用于临床,其中我国批准上市的钆对比剂为7种:非特异性对比剂钆喷酸葡胺、钆双胺、钆特酸葡胺、钆特醇、钆布醇及特异性对比剂钆贝葡胺、钆塞酸二钠(比国际的9种少钆弗塞胺、钆磷维塞三钠)4

1.钆对比剂的分类和理化特性

钆对比剂根据其化学结构,可分为线性螯合物和大环状螯合物2类,根据 Gd离子状态的不同分为离子型和非离子型5。理论上讲,线性对比剂中的配体是“开环的”。而大环状对比剂中,Gd3+被“固定”在配体周围3

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非离子型线性(钆双胺)

大环状(钆布醇)[3]

钆对比剂有两个稳定性指标,动力学稳定性及热力学稳定性。

  • 动力学稳定性是表征钆螯合物解离的速度,即钆游离的速度。大环状螯合物比线性螯合物的动力学稳定性高。因为在体内复杂的生化条件下,存在多种金属离子(Ca2+等)和配体化合物 (蛋白质等),Gd3+会与其他金属离子发生置换反应,配体也会与其他蛋白质、磷酸等交换转移,从而导致螯合物的解离。大环状螯合物由于其构型更加刚性,包覆紧密,不容易释放Gd3+与其他金属离子和配体化合物交换,而线性螯合物更易释放Gd3+ 3

  • 热力学稳定性是表征体内游离钆及钆螯合物的数量,与清除率相关,通常用热力学稳定常数进行衡量。钆对比剂的稳定性越高,Gd3+越不容易释放,相关的不良反应越少。离子型线性钆对比剂的热力学稳定常数高于非离子型线性钆对比剂,说明非离子型钆对比剂更容易在体内滞留。而钆对比剂的生物毒性强弱与Gd3+ 在体内滞留时间及量有关,因为Gd3+主要通过肾脏和肝脏排泄,其半衰期通常为数周3,6

因此,不同类型钆对比剂综合稳定性由高至低排序如下:大环状对比剂>离子线性对比剂>非离子线性对比剂。

2.钆对比剂的影像显影效果  

根据临床经验知钆对比剂的显影效果主要受组织或病变本身特点、扫描技术、对比剂用量、对比剂浓度和弛豫率影响,通过使用钆对比剂可增强轮廓、程度、范围、影像清晰度和信噪比反应,因此增强对比平扫MRI显影效果显著。

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图1. 头部平扫MRI与增强MRI成像对比图(图片来源:南方医科大学病例)

与常规对比剂相比,高浓度及高弛豫率对比剂图像质量更佳、用药剂量更少,详情可见下表1。

  • 高浓度及高弛豫率对比剂可以增加病灶强化程度,提高病灶细节显示,从而提高疾病影像诊断灵敏度和特异度7

  • 高浓度及高弛豫率对比剂还可以更好的描绘细小血管边界,在脑血管方面应用效果更佳7

  • 在不牺牲图像质量或诊断信息的情况下,利用高浓度及高弛豫率对比剂进行影像检查,可以减少对比剂用量7

表1. 钆对比剂的浓度、弛豫率、及在健康志愿者体内分布的药代动力学特征3

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3.钆对比剂的不良反应

钆对比剂的不良反应包括急性、迟发和极迟发不良反应,但实际临床中各类不良反应的发生率较低。

  • 含钆对比剂急性不良反应发生率为9.2/10,000,见于对比剂注射后1 h 内,其中90%以上为轻中度,大多可自行缓解。严重急性不良反应罕见,发生率为0.52/10,000。大环状对比剂出现急性不良反应的几率高于线性对比剂,这与其大环状结构、蛋白质结合以及离子状态有关3

  • 钆对比剂的迟发不良反应见于对比剂注射后1 h至一周之间。常见症状有恶心、呕吐、头痛、肌肉疼痛、发热等3

  • 含钆对比剂的极迟发不良反应指肾源性系统性纤维化(nephrogenic systemic fibrosis, NSF),见于对比剂注射1周后。绝大多数NSF的报道与钆双胺相关,钆弗塞胺和钆喷酸葡胺也有NSF的报道。严重肾功能不全患者注射钆双胺后NSF发生率为3%~18%,注射钆喷酸葡胺后NSF发生率为0.1%~1.0%3

4.钆对比剂在特殊人群中的使用

【肾功能不全患者】

《钆对比剂临床安全性应用中国专家建议》中,根据患者的肾功能情况,对对比剂的选择做出相应的推荐,便于临床操作3

  • 推荐肾功能正常者,无需选择特定的对比剂;

  • 对慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD) 3期的患者,推荐使用大环状对比剂或者离子型线性对比剂;

  • 对CKD 4期以上的患者、急性肾损伤和透析患者,推荐使用大环状对比剂。

表2. 不同肾功能成人患者的钆对比剂使用推荐[1]

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【妊娠患者】

目前尚不清楚钆对比剂对胎儿的影响,妊娠患者和备孕患者应当谨慎使用钆对比剂,只有当增强MRI检查对妊娠患者或胎儿利明显大于弊时,才考虑使用钆对比剂3

对于必须使用增强MRI检查的妊娠患者,应选择大环状对比剂,并根据说明书使用足以获取诊断结果的最低剂量3

【哺乳期患者】

哺乳患者使用钆对比剂后,仅有极少量钆对比剂会通过乳汁排泄并被婴儿摄取。保险起见,可舍去注射钆对比剂后24 h内乳汁,24 h后可正常进行母乳喂养3

【婴幼儿和儿童患者】

婴幼儿、儿童钆对比剂的使用标准和成人基本一致。婴幼儿、儿童处在不断发育状态,机体生理功能并不完善,建议使用大环状对比剂。

在满足临床需要的前提下,应依据说明书适应症选择钆对剂,根据患儿年龄、体重调整钆对比剂用量,并尽可能减少钆对比剂的重复使用3

5.钆对比剂适应症和适用年龄范围

在临床适应症方面,通过对我国批准上市的钆对比剂(除特异性对比剂钆塞酸二钠之外)在各年龄段[0至4周(不含)、4周及以上至6月龄(不含)、6月龄及以上至2岁(不含)、2岁及以上至18岁(不含)、18岁及以上]适应症的比较发现,钆喷酸葡胺、钆布醇的临床适应症范围最广,可以适用于颅脑和脊髓、全身磁共振成像(包括血管造影)6

在适用年龄范围方面,钆喷酸葡胺和钆布醇均全年龄段可用;钆特酸葡胺18岁以下禁用血管造影,其他适应症全年龄段可用;钆双胺6个月以上可用;钆特醇2岁以上可用,18岁以下禁用全身磁共振;钆贝葡胺仅成人可用6

表3. 6种含钆对比剂(除特异性对比剂钆塞酸二钠之外)在各年龄段的适应症比较6

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6.钆对比剂的价格及进入医保情况

我国批准上市的7种钆对比剂,除钆塞酸二钠外,其他均纳入《国家基本医疗保险、工伤保险和生育保险药品目录(2020年)》9

表4. 我国7种钆对比剂市场价格及医保对比(以原研钆对比剂为例)

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四、目前各种常用钆对比剂信息补充

1、大环状对比剂10-12

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图2. 钆布醇化学结构及图像

【钆布醇】

  • 适应症:颅脑、脊髓、全身(包括血管造影)

  • 适用年龄:所有年龄段均适用

  • 用法用量: 

  • (1)成人颅脑和脊髓磁共振成像:成人推荐给药剂量为0.1mmol/kg体重;

全身MRI:0.1ml/kg体重足以满足临床要求;

CE-MRA

一个观察视野的成像:体重低于75kg,使用7.5ml;体重大于或等于75kg,使用10ml;

多于一个观察视野的成像:体重低于75kg,使用15ml;体重大于或等于75kg,使用20ml。

(2)新生儿、婴幼儿、全年龄段儿童:推荐剂量为0.1mmol/kg(不超过0.1mmol/kg)。

  • 禁忌症:对本品的组成成分过敏者禁用。对其它钆螯合物有过敏反应或可疑过敏反应史的患者也不应使用本品。

【钆特酸葡胺】

  • 适应症:颅脑、脊髓、脊柱及其他全身病理检查(血管造影)

  • 适用年龄:所有年龄段均适用,但18岁以下儿童不推荐用于血管造影

  • 用法用量:成人、儿童和婴儿均为0.1mmol/kg,但一岁以内婴幼儿的肾功能发育不全,需谨慎考虑才可应用。

  • 禁忌症:对本品的组成成分过敏者禁用。对其它钆螯合物有过敏反应或可疑过敏反应史的患者也不应使用本品。

【钆特醇】

  • 适应症:脑、脊柱、全身和周围组织病变

  • 适用年龄:2岁以上

  • 用法用量:成人和儿童均为0.1mmol/kg

  • 特殊人群:严重肾功能受损者(GFR<30m/min/1.73m2)和肝移植手术围手术期患者,如果此类患者必须使用钆特醇,注射剂量应不超过0.1mmol/kg,一次扫描只能注射一次;因为缺乏重复给药的相关信息,钆特醇两次使用的间隔应不少于 7 天。

  • 禁忌症:对活性成分或任何辅料过敏者。一般来说,2 岁以下儿童禁用。全身磁共振检查适应症不适用于 18 岁以下的儿童。

2.线性离子型对比剂13-15

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图3. 钆喷酸葡胺化学结构及图像

【钆喷酸葡胺】

  • 适应症:颅脑、脊髓、全身(包括全身血管造影)

  • 适用年龄:所有年龄段均适用

  • 用法用量:成人、青少年和儿童(包括新生儿和婴幼儿) 0.2 mL/kg(相当于每千克体重 0.1 mmol 钆喷酸葡胺) ,最大单次剂量0.6 ml(成人)或 0.4 ml(儿童) /kg。

  • 禁忌症:对钆喷酸葡胺注射液的任何成份过敏的患者。急性或慢性严重肾损伤(GFR<30 ml/min/1.73m2)患者。

【钆贝葡胺】

  • 适应症:脑、脊柱、全身(包括全身血管造影)

  • 适用年龄:成人和 2 岁以上儿童

  •  用法用量:肝脏部位成人0.1mmol/kg,2岁以上儿童0.05mmol/kg;肾脏、尿道、肾上腺0.05mmol/kg;其余部位0.1mmol/kg。

  • 禁忌症:对本品的组成成分过敏者禁用。对其他钆螯合物有过敏反应史或不良反应史的患者也不应使用本品。同时,使用前患者应进行肾功能不全的筛查。

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图4. 钆塞酸二钠化学结构及图像

【钆塞酸二钠】

  • 对比剂分型:肝脏特异性对比剂

  • 适应症:用于检测肝脏局灶性病变

  • 适用年龄:18岁以下患者不推荐使用

  • 用法用量:成人0.1 ml/kg

  • 禁忌症:对本品活性成分或相关任何辅料过敏的患者禁用。

3.非特异性对比剂,线性非离子型对比剂16

【钆双胺】

  • 适应症:6个月以上(包含6个月)可用于全身、中枢神经系统

  • 适用年龄:只适用于6个月以上(包含6个月)

  • 用法用量:成人和儿童(包括新生儿及婴儿)中枢神经系统推荐用量0.2ml/kg,最大20ml足以;对于怀疑脑转移的病人,注射剂量为0.6ml/kg,最大60ml足以,团注;成人和6个月以上儿童全身推荐剂量为0.2ml/kg,成人20ml或60ml足以。

  • 禁忌症:已知对钆双胺或其组成成分有过敏的病人不能使用;钆双胺禁用于严重肾功能不全的患者(GFR<30 ml/min/1.73m2)或急性肾损伤患者,以及进行过或正在接受肝移植的患者。

供稿专家:蒋春秀 副主任医师

参考文献

[1] 于兹喜. 医学影像检查技术学[M].北京:人民卫生出版社,2010

[2] https://www.nmpa.gov.cn/xxgk/kpzhsh/kpzhshyp/20171206164901759.html

[3] 中华医学会放射学分会磁共振学组,中华医学会放射学分会质量控制与安全工作委员会. 钆对比剂临床安全性应用中国专家建议[J]. 中华放射学杂志, 2019,53(07): 539-544.

[4] 国家药品监督管理局. 含钆对比剂反复使用引起脑部钆沉积风险的通报问答[EB/OL].(2017-12-06). https://www.nmpa.gov.cn/xxgk/kpzhsh/kpzhshyp/20171206164901759.html 

[5] Frenzel T, Lengsfeld P, Schirmer H, et al. Stability of gadolinium‐based magnetic resonance imaging contrast agents in human serum at 37 degrees C[J]. Invest Radiol,2008,43(12): 817‐828.

[6] 覃肖潇,金春林,王美凤,等. 含钆对比剂的临床综合评价[J]. 临床药物治疗杂志, 2021. 19(09): 34-40.

[7] Giesel FL, Mehndiratta A, Essig M. High-relaxivity contrast-enhanced magnetic resonance neuroimaging: a review [J]. Eur Radiol, 2010, 20(10): 2461-2474.

[8] Kanda T, Ishii K, Kawaguchi H, et al. High signal intensity in the dentate nucleus and globus pallidus on unenhanced T1‐weighted MR images: relationship with increasing cumulative dose of a gadolinium‐based contrast material[J]. Radiology, 2014, 270(03): 834-841.

[9] 国家药品监督管理局.《国家基本医疗保险、工伤保险和生育保险药品目录(2020年)》[EB/OL]. (2020-12-25). http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-12/28/content_5574062.htm

[10]钆特酸葡胺说明书

[11] 钆布醇说明书

[12] 钆特醇说明书

[13] 钆喷酸葡胺说明书

[14] 钆贝葡胺说明书

[15] 钆塞酸二钠说明书

[16] 钆双胺说明书

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