mri对比剂的作用机制

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1、MRI对比剂的作用机制孙立国(黑龙江省森工总医院150040}【中图分类号】R445【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2013)27-0133-02MRI对比剂在MRI的增强机制与含碘对比剂在X线和CT的增强机制不同。前者是通过改变局部组织的磁场环境间接增强，后者是通过增加X线的衰减而直接增强。氢核的MRI信号是多种组织的MRI信号源。MRI对比剂木身不产生信号，它的作用在于改变组织内部氢核系统的弛豫时间，与周围组织形成对比。MRI信号强度与物理和化学参数相关，如氢质子密度(ρ)、自旋晶格弛豫时间(T1)和自旋一自旋弛豫时间(T2)。在

2、软组织中氢质子密度变化很小，因此在诊断中常使用T1WI和T2WI。1顺磁性对比剂1.1作用机制根据量子力学理论，氢质子群在外磁场中，各质子的磁矩或与外磁场方向一致，处于低能位；或与外磁场方向相反，处于高能位。在强大而恒定的外磁场中，它们各自的数量处于动态平衡。如用射频脉冲激励这些质子，处于低能位的质子将吸收射频能量，向高能位跃迁，打破外磁场中的动态平衡。当射频脉冲中断时，受激励的质子群将释出吸收的能量，恢复到原来稳定的排列状态，重建动态平衡。这一过程称为弛豫。由于布朗运动，质子处于一个剧烈变动的磁环境中。环境中其他分子和粒子的运动频率和方向变化时，将引起局部

3、磁场变化，影响Tl、T2弛豫时间。这种局部磁场波动是由其他原子核的磁矩引起的，如邻近的质子或不成对电子。我们把相邻的两个质子之间的相互作用称为偶极子一偶极子弛豫，这是弛豫的主要组成部分；把质子与邻近电子之间的相互作用称为阶弛豫或无矢量弛豫，它们在弛豫过程中的地位远不如RDD重要。目前MRI是以氢核为靶子，所以相邻氢质子之间的距离对于RDD十分重要。它们的关系为RDD=(Vl×V2)/d3，其中VI、V2为不同质子的磁矩，d为它们之间的距离。质子间距离变大，RDB减弱。1.2药物动力学钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)是一种钆螯合物。螯合是钳、爪的意思，

4、是指带有3个正电子的钆离子被带有负电的螫合物包围,后者是二乙烯三胺五乙酸的二葡胺盐，冇5个带负电的羧基闭。Gd-DTPA已经成为临床广泛使用的MRI对比剂。它具有较为理想的药物动力学特点，可概括为：①弛豫性强；②毒性小；③安全系数大；④细胞外分布；⑤不通过正常的血-脑屏障；⑥迅速由肾脏排出；⑦在人体内结构稳定；⑧具有高溶解度。Gd-DTPA基本具备了MRI对比剂必须具备的条件：①有较多不成对的电子数，奋较大的磁矩：Gd3+具有7个不成对电子，它的磁矩为10.8玻尔磁子；②为了缩短相关吋间，分子运动要减慢；③具有多点配位，以供水利用：Gd34■有9个配位，以及

5、水化分子具有较大的可动性。尽管Gd3+和DTPA螯合吋占去了Gd34•的8个配位，使Gd3+影响弛豫的性能减弱，但在另一方面，螯合物也减慢了离子的旋转速度，使其影响能力得到增强。通常，螯合后Gd3+影响弛豫的能力不如它的游离型。把Gd-DTPA的浓度增加一倍(与Gd3+的游离型浓度比＞，就可达到临床要求的弛豫性能。2铁磁性对比剂铁磁性物质具有较高的磁化率，且在离开外磁场时仍可保持磁性。它的磁矩比顺磁性物质更大，可明显加速邻近组织中氢质子弛豫，显著降低T2,用于MRI增强检查所需的浓度远低于顺磁性物质。这些铁磁性粒子的直径一般在0.1〜10μm，不溶于水

6、，只能采用匀浆或载体形式给药，多制成适于胃肠道检查的U服制剂。Renshaw等将铁磁性Fe3O4粒子用白蛋白包衣后，在低浓度吋可有效降低Tl、T2。用聚合物如丙烯酸树脂将铁磁性粒子包衣后，粒径在5〜20μm之间，加入增稠剂或表面活性剂可制成混悬剂，用于消化道MRI检查，降低消化管内液体的T2WI信号对比。3超顺磁性对比剂在磁学中，当铁磁性粒子的体积减少到磁能小于热能吋，热运动引起的磁畴随机起伏，使微粒的磁性类似顺磁性，但微粒的磁矩比顺磁性大得多，称为超顺磁性微粒。外磁场消失后，超顺磁性材料的磁性消失。作为超顺磁性MRI对比剂，铁氧化物(如Fe3O4)的

7、微粒远小于铁磁性粒子。Fe3O4呈现超顺磁性的临界直径约为30nm。在多数情况下，超顺磁性氧化铁使T2WI信号降低，其原因是磁性微粒产生不均匀磁场，后者引起水质子失相位加速。因此，它主要缩短T2,影响T2WI对比度。它对T1作用较小，应用不多。许多因素影响超顺磁性对比剂的冇效性，如氧化铁结晶的人小、磁学性质、所带电荷及包衣材料。这些理化性质不仅影响对比剂的成像效果，也影响制剂的稳定性、组织分布、代谢及消除速率。超顺磁性微粒可由右旋糖酐、右旋糖酐衍生物、淀粉、硅油、阿拉伯半乳糖聚糖、蛋白质等包衣。超顺磁性氧化铁微粒(SPIO)己广泛应用于临床，对大鼠放射性示踪

8、实验结果表明，铁可转为体内铁库中的一部分。临床使用剂