造影劑在磁共振成像的原理及應用

　　什么是造影劑

　　核磁共振成像（MRI)目前普遍應用于醫學檢測成像中，具有無輻射損傷的安全性，可任意方位斷層掃描等技術靈活性，加以涵蓋質子密度、弛豫、加權成像以及多參數特征的優勢，已成為當代臨床診斷中最有力的檢測手段之一，然而臨床發現某些不同組織或腫瘤組織的弛豫時間相互重疊,導致診斷困難。因此人們開始研究造影劑，增強信號對比度、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，提高成像對比度，從而提高診斷的準確性。

　　造影劑是一類化學合成的其密度高于活體組織的物質，造影劑本身不產生信號，通過改變體內局部組織中水質子的弛豫效率，與周圍組織形 成對比，從而達到造影目的。

　　造影劑的原理

　　帶有磁性的物質如Fe、Mn、Gd等，具有多個不成對的電子，當這些物質接近共振中的氫原子時，能有效地改變質子所處的磁場，造成T1和T2弛豫時間明顯縮短。造影劑能改變體內局部組織中水質子的弛豫速率，提高正常與患病部位的成像對比度和分辨率，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，能同氫核發生磁性的相互作用，他們進入動物體內，將引起縱向弛豫速率（1/T1)和橫向弛豫速率（1/T2)的改變，在順磁物質的作用下，其抗磁和順磁貢獻具有加和性，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的濃度（mol/L)成線性關系，即：(1/Ti)觀測=(1/Ti)抗磁+求和ri[C] , (其中i=1,2)。其中ri為順磁物質的弛豫效率（Relaxivity，單位mmol/L·s），求和是針對溶液中造影劑的種類而言，T1類型造影劑，如Gd類配合物，成像時相關部位變亮，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，成像時相關部位變暗，又稱為陰性造影劑。

　　 造影劑的應用：

　　弛豫效率是MRI造影劑關鍵指標之一。弛豫效率高的樣品，可以使用最少的量達到最好的效果；在造影劑研究領域，紐邁專門開發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弛豫時間，并可對試管樣品進行成像，提供定量和定性評價數據，為造影劑產品的研發與改進提供快速可靠的檢測手段。

　　造影劑在體內的作用評價：

　　造影劑在腎臟中的代謝過程監測，該造影劑在小鼠體內腎臟部位代謝時間超過250min,且作用頂峰時間約在注入后130min。

在生物醫藥領域，低場核磁共振可為您提供以下科研方案

1)造影劑研究：弛豫率 效能評價 體內代謝評價；

2)體表腫瘤研究：造影材料作用 藥物靶向 腫瘤藥效評估;

3)原位腫瘤研究：位置排查 轉移判斷 尺寸測試；

4)清醒動物體成分分析：瘦肉 脂肪 自由水含量 脂肪分布；