造影劑在磁共振成像的原理及應(yīng)用

　　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(cè)成像中，具有無(wú)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(shì)，已成為當(dāng)代臨床診斷中最有力的檢測(cè)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(guò)注射造影劑來(lái)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(guò)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(chǎng)，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(cè)=(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(yáng)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(cè)試方便的測(cè)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(cè)手段。

　　造影劑在體內(nèi)的作用評(píng)價(jià)：

　　造影劑在腎臟中的代謝過(guò)程監(jiān)測(cè)，該造影劑在小鼠體內(nèi)腎臟部位代謝時(shí)間超過(guò)250min,且作用頂峰時(shí)間約在注入后130min。

在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，低場(chǎng)核磁共振可為您提供以下科研方案

1)造影劑研究：弛豫率 效能評(píng)價(jià) 體內(nèi)代謝評(píng)價(jià)；

2)體表腫瘤研究：造影材料作用 藥物靶向 腫瘤藥效評(píng)估;

3)原位腫瘤研究：位置排查 轉(zhuǎn)移判斷 尺寸測(cè)試；

4)清醒動(dòng)物體成分分析：瘦肉 脂肪 自由水含量 脂肪分布；