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造影劑在磁共振成像的原理及應用
更新時間:2022-06-16   點擊次數:8366次
 

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zui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T1T2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zui少的量達到的效果;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;

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