造影劑在磁共振成像的原理及應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2015-07-07 13:31

什么是造影劑

核磁共振成像（MRI)目前普遍應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢測成像中，具有無輻射損傷的安全性，可任意方位斷層掃描等技術(shù)靈活性，加以涵蓋質(zhì)子密度、弛豫、加權(quán)成像以及多參數(shù)特征的優(yōu)勢，已成為當(dāng)代臨床診斷中最有力的檢測手段之一，然而臨床發(fā)現(xiàn)某些不同組織或腫瘤組織的弛豫時(shí)間相互重疊,導(dǎo)致診斷困難。因此人們開始研究造影劑，增強(qiáng)信號(hào)對(duì)比度、提高圖像分辨率。其作用主要是通過注射造影劑來改變組織局部弛豫特性，提高成像對(duì)比度，從而提高診斷的準(zhǔn)確性。

造影劑是一類化學(xué)合成的其密度高于活體組織的物質(zhì)，造影劑本身不產(chǎn)生信號(hào)，通過改變體內(nèi)局部組織中水質(zhì)子的弛豫效率，與周圍組織形成對(duì)比，從而達(dá)到造影目的。

造影劑的原理

帶有磁性的物質(zhì)如Fe、Mn、Gd等，具有多個(gè)不成對(duì)的電子，當(dāng)這些物質(zhì)接近共振中的氫原子時(shí)，能有效地改變質(zhì)子所處的磁場，造成T1和T2弛豫時(shí)間明顯縮短。造影劑能改變體內(nèi)局部組織中水質(zhì)子的弛豫速率，提高正常與患病部位的成像對(duì)比度和分辨率，為病變定位和診斷提供更多的信息（圖1和圖2所示）。

MRI造影劑又為順磁性或超順磁性物質(zhì)，能同氫核發(fā)生磁性的相互作用，他們進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，將引起縱向弛豫速率（1/T1)和橫向弛豫速率（1/T2)的改變，在順磁物質(zhì)的作用下，其抗磁和順磁貢獻(xiàn)具有加和性，即：
　　(1/Ti)觀察=(1/Ti)抗磁+(1/Ti)順磁 , (其中i=1,2)
　　在不存在溶質(zhì)之間相互作用的情況下，溶劑的弛豫速率與所加的順磁物質(zhì)的濃度（mol/L)成線性關(guān)系，即：(1/Ti)觀測=(1/Ti)抗磁+求和ri[C] , (其中i=1,2)。其中ri為順磁物質(zhì)的弛豫效率（Relaxivity，單位mmol/L·s），求和是針對(duì)溶液中造影劑的種類而言，T1類型造影劑，如Gd類配合物，成像時(shí)相關(guān)部位變亮，又稱為陽性造影劑；T2類型造影劑，如基于Fe3O4離子的超順磁性造影劑，成像時(shí)相關(guān)部位變暗，又稱為陰性造影劑。

造影劑的應(yīng)用：

弛豫效率是MRI造影劑關(guān)鍵指標(biāo)之一。弛豫效率高的樣品，可以使用最少的量達(dá)到最好的效果；在造影劑研究領(lǐng)域，紐邁專門開發(fā)了小型的核磁共振成像分析儀，可測試方便的測試造影劑T1、T2弛豫時(shí)間，并可對(duì)試管樣品進(jìn)行成像，提供定量和定性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，為造影劑產(chǎn)品的研發(fā)與改進(jìn)提供快速可靠的檢測手段。