MR对比剂分类及肝特异性对比剂的临床应用课件.ppt

1、MR对比剂的分类对比剂的分类及特异性肝对比剂的临床应用及特异性肝对比剂的临床应用MRMR对比剂对比剂n1973年Lauterbur首次实现磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）以来，MRI已在医学生物学领域取得了迅猛的发展和广泛的应用。作为一种新型、无创且无辐射的医学影像学诊断技术，它主要是利用生物体不同组织在外加磁场的作用下，产生不同的信号，而其信号强弱主要取决于组织质子的弛豫时间。nMRI对不同组织间的分辨力较高，不仅可以区别T1和T2弛豫特性的差别，并且可进一步通过各种技术手段（如脂肪抑制、磁化传递等）提高组织间的对比，但是许多病变仍需要通过增强扫描来

2、获取诊断信息。MRMR对比剂应用目的对比剂应用目的n通过应用对比剂，改善MRI影像的固有对比。n通过向静脉内快速注入对比剂，在不同期相和时间点观察病变或器官的信号变化，从而判断相应组织的血供信息。n通过使用特异性对比剂，该对比剂在不同组织内进行选择性分布，从而获得病变的生物学乃至分子学水平的信息。MRMR对比剂作用机理对比剂作用机理nMR对比剂采用钆、铁、锰等金属元素作为对比剂，这些元素都具有不成对的电子，具有较强的顺磁性，能够干扰局部质子的弛豫时间，导致T1和T2弛豫时间缩短，最终造成MRI图像中信号改变。n临床上最常用的对比剂为Gd-DTPA，它可引起T1和T2值的缩短，但在常规情况下对T

3、1值的缩短更明显，在T1WI上强化区呈明显高信号改变，因此在增强扫描后仅做T1WI扫描。MRMR对比剂分类对比剂分类按照进药部位分类胃肠道对比剂血管内对比剂胃肠道对比剂n 由于胃肠道内容物信号与周围器官组织无明显差异，因此在腹部检查中常难以辨别胃肠道，一旦胃肠道内存在对比剂可对其进行很好地标记。n 理想的口服对比剂应该具备患者易于接受、易于服用、安全性高、无毒无害、不增加肠蠕动、对比效果明显、标记肠腔信号均匀、不被吸收、没有伪影、以及价格低廉等特点。n 根据对比剂在T1WI及T2WI图像上的信号强度改变，分为阴性对比剂、阳性对比剂以及双相对比剂三类。胃肠道对比剂胃肠道对比剂阴性对比剂n即在磁共

4、振图像上呈现无（低）信号的对比剂，以T2WI图像上为无信号的对比剂为主，包括氟化物、气体、钡剂、氧化铁颗粒等高浓度顺磁性物质等。u氟化物：为全氟溴辛烷，氟取代氢质子，去除其产生的MR信号，造成无信号，且致密低张，可快速越过肠内容物进入小肠，30min到达结肠，对比效果明显。u氧化铁颗粒：即顺磁性的氧化铁（Fe2O3、Fe3O4）晶体颗粒及超顺磁性铁氧体晶体：主要是通过降低肠道内容物T2弛豫时间来降低肠道信号强度，对比效果明显。阴性对比剂阴性对比剂口服钡剂作为胃肠道阴性对比剂口服钡剂作为胃肠道阴性对比剂T2WIT1WI阴性对比剂阴性对比剂阳性对比剂n即在磁共振图像上表现为高信号对比剂，以T1WI

5、图像上为高信号对比剂为主，包括某些可提高肠道信号强度的食物或液体食物、油、脂肪及与肠内容物混合的顺磁性物质等。u用于胃肠道马根维显是最早期商品化的MRI胃肠道口服阳性对比剂之一，它是由1.0mmol/L的钆剂螯合物（Gd-DTPA，钆-二乙烯三胺五乙酸）与15g/L的甘露醇混合而成，增强效果较明显，但由于甘露醇会引起肠蠕动增加，会产生一定的运动伪影。阳性对比剂阳性对比剂口服铁剂作为胃肠道阳性对比剂口服铁剂作为胃肠道阳性对比剂阳性对比剂阳性对比剂双相对比剂n指可以在不同脉冲序列上产生不同对比效果的MRI对比剂。包括水、枸橼酸铁铵制剂、氯化锰制剂、泛影葡胺、甘露醇混合液等。u以枸橼酸铁铵制剂（Fe

6、rric Ammonium Citrate,FAC）为代表，它是一种顺磁性物质，具有较强的弛豫增强作用。l低浓度时以缩短T1时间为主，T1WI信号增高。l高浓度时则以缩短T2时间为主，使T2WI信号减低。双相对比剂双相对比剂口服水作为胃肠道双相对比剂口服水作为胃肠道双相对比剂双相对比剂双相对比剂血管内对比剂n按对比剂的生物学分布可分为：u细胞外间隙非特异性分布对比剂u血池分布对比剂u特异性对比剂血管内对比剂分类细胞外间隙非特异性分布对比剂n指小分子的钆类化合物，此类对比剂分子量小，具有亲水性，不能进入细胞，无特殊的靶器官。n静脉注射后，迅速分布到全身血管系统，随即弥散到血管外细胞间隙，并且很快

7、达到平衡期，97%以上经肾脏排出。细胞外间隙非特异性对比剂特性血管腔隙Vascular Space血管外、细胞外腔隙(细胞间液)n钆（Gd3+）具有7个不成对电子，这种不成对的电子与质子一样为偶极子,具有磁距，且其磁距约为质子的657倍。在无顺磁性物质的情况下，组织的T1、T2弛豫是由质子之间的偶极子-偶极子相互作用，产生局部磁场波动引起的。在不成对电子的顺磁性物质存在时可产生巨大的磁场波动，即形成质子偶极子-电子偶极子相互作用，引起质子弛豫增强，导致T1、T2弛豫时间的缩短。n由于机体组织的T1弛豫时间较长，Gd类对比剂引起T1缩短效应占据主导地位，且信号随着其浓度的增加而升高。nGd3+具

8、很强的顺磁性，但Gd3+以离子形式注入生物活体时，易在肝、有脾和骨中累计，具有较强毒性。因此必须选择合适的配体与Gd3+形成配合物来降低毒性。对比剂基础物质钆nGd-DTPAuDTPA是核医学中常用的配位基，对体内代谢酶的作用很小，且副作用发生率低。Gd3+与其结合后形成的Gd-DTPA（钆-二乙烯三胺五乙酸）毒性明显减低却可保持较强的顺磁性，是目前应用最广泛的对比剂。nGd-DOPAuGd-DOPA是继Gd-DTPA后引入临床的第二个MRI对比剂，具有很高的动力学和热力学稳定性，是迄今为止稳定性最高的钆配合物，而且其半衰期较长，对于需要对比剂在体内滞留较长时间时，它更具优势。nGd-HP-D

9、O3Au属于非离子型对比剂，是Gd-DOPA的衍生物，其药代动力学系数与Gd-DTPA相似，但其耐受性有较大提高。nGd-DTPA-BMAu属于非离子型对比剂，亦是Gd-DTPA的衍生物，是目前安全性最高的对比剂。常用细胞外间隙非特异性对比剂血池分布对比剂n指一些大分子（分子量2000）对比剂。n能够较长时间（50min）地保留在血管，即血浆对比剂的浓度可在60min以上或者更长时间内保持相对稳定的对比剂。n血池对比剂的特点：u评价组织器官的血流灌注水平。u能够发现血管通透性的异常。u应用于增强磁共振血管造影（MRA）。血池对比剂性能及特点n超小型超顺磁性氧化铁颗粒（ultrasmall-SP

10、IOs，USPIOs）u是由左旋糖酐或葡萄糖等外层材料包裹Fe3O4或Fe2O3形成的纳米颗粒，其在血液循环的半衰期较长（200min）而不被网状内皮细胞清除，因此，又被称为血管内对比剂。u由于USPIO在血管中滞留时间较长使其可以透过毛细血管壁，更多的蓄积于肝、脾，因此它也是靶单核吞噬细胞系统的对比剂。uUSPIO同时具有T1及T2加权的强化效果，早期血管及肝实质在T1WI上信号增强，T2WI上信号减低，延迟期由于被单核巨噬细胞摄取，仅显示T2弛豫效应。nAMI-227u是由大葡聚糖包被的超微粒SPIO(USPIO)，平均粒径1720nm，核心粒径46nm，采用静脉团注，小剂量可满足诊断需要

11、。n大分子钆类化合物u一些大分子钆类血池性对比剂，如Gd-DTPA白蛋白等，与小分子相比，不但弛豫效应增加，在血管中滞留的时间明显延长，使得各种增强血管成像序列可以方便进行，但由于钆在体内滞留的时间也相应延长，至今尚未用于人类。常用血池对比剂特异性对比剂n特异性对比剂为分布于网状内皮细胞系统或巨噬细胞-单核细胞吞噬细胞系统的对比剂n最常使用的特异性对比剂为超顺磁性氧化铁粒子（SPIO），它含有与多糖分子结合的Fe2+和Fe3+离子晶体，为水性胶样溶液。静脉给药后，80%的SPIO可以通过肺、心、脑、肾然后被肝脏Kupffer细胞吞噬，由于它的半衰期较长（200min），因此可以在血液中循环相当

12、长时间而不被网状内皮细胞清除。nSPIO颗粒促进去相位的过程会造成磁场的不均匀性，因而缩短了T2弛豫时间，使T2WI信号降低。SPIO对T1弛豫时间亦有影响，特别是静脉给药初期，它可明显缩短T1弛豫时间，增加T1WI信号强度。肝网状内皮细胞特异性对比剂特性n AMI-25uAMI-25（即ferumoxides，菲立磁）是最早进入临床的SPIO类对比剂，它是用葡萄糖包裹的氧化铁晶体，平均粒径80nm，核心氧化铁晶体粒径20nm，血浆半衰期为810min。n SHU555AuSHU555A为二氧化碳葡聚糖包被的氧化铁颗粒，平均粒径60nm，采用静脉团注。常用肝网状内皮细胞特异性对比剂此类对比剂因

13、价格昂贵和安全性问题未得到广泛应用此类对比剂因价格昂贵和安全性问题未得到广泛应用n此类对比剂由肝细胞摄取，并在肝细胞滞留相当一段时间，再通过胆汁排泄至消化道，故又称为肝胆性MR对比剂。它们可以反映肝细胞的代谢功能和胆道的排泄状况。由于Mn和Gd均为顺磁性物质，可通过质子弛豫增强作用影响周围质子的弛豫时间，使T1和T2缩短。其增强特性随着浓度改变而呈双向性变化：u低浓度（临床应用浓度）时缩短T1，T1WI信号增高u高浓度时缩短T2，T2WI信号减低。肝细胞选择性对比剂特性n Gd-EOB-DTPAu 即钆塞酸二钠，它同时具有非特异性细胞外间隙和肝脏特异性对比剂的特性，其在中国地区的商品名为“Pr

14、imovist”，普美显普美显。u 它可以显著缩短T1弛豫时间，这是由于Gd-EOB-DTPA的顺磁性成分（钆喷葡胺）以共价键连接到脂溶性EOB基团，这个亲脂性基团是引起胆汁排泄的原因，也是蛋白质结合率相对较高的原因，由于其与蛋白质可逆的相互作用，在肝细胞中可以提高大约50%的弛豫率。肝肾功能正常者，其通过胆管系统及肾脏的排泄各占50%，当其中一种途存在排泄障碍时，另一种途径可加以代偿。n Gd-BOPTAu 即钆贝酸二甲葡胺，同Gd-EOB-DTPA一样，它也是兼具非特异性细胞外和肝脏特异性对比剂的双重特性。其代表药物是莫迪司莫迪司（multihance）。u Gd-BOPTA可以缩短T1弛

15、豫时间，使组织信号增强，静脉团注后，它可以快速渗透到细胞外隙，并迅速达到平衡，另有3%5%可以通过肝细胞膜上的有机阴离子转运通道被肝细胞选择性摄取，后经胆汁排泄。这种代谢过程依赖肝细胞的正常功能，当缺乏正常肝细胞时，Gd-BOPTA则不能被摄取，注射后不会发生强化。常用肝细胞选择性对比剂肝细胞特异性对比剂的临床应用肝细胞特异性对比剂的临床应用n 由于莫迪司和普美显均为明显缩短T1弛豫时间，因此它们同时具有非特异性细胞外间隙和肝脏特异性对比剂的双重特性。n 当它们进入到血管内并随之扩散到细胞外间隙时与普通的血管内磁共振对比剂Gd-DTPA一样可以起到非特异性增强作用，然而随着时间的延长，对比剂逐

16、渐被肝细胞摄取此时它们可对肝脏进行特异性对比成像。MR对比剂在肝脏的应用胆汁排泄血管腔隙血管外、细胞外腔隙(细胞间液)肝脏n 莫迪司u通常静脉团注以0.1mmol/kg，2ml/s的标准剂量，30min后开始强化，最大强化对比在4050min，肝实质在T1WI像上明显强化持续达120min或更长。n 普美显u目前推荐的常规剂量为0.025mmol/kg,用量仅为Gd-BOPTA的1/4，注药后20min为肝实质最大信号强度，持续时间约2h。肝特异性MR对比剂的使用方法商品名商品名化学名化学名说明书说明书推荐推荐用量用量弛豫弛豫率率mmol-1s-1肝胆肝胆排泄排泄百分比百分比肝胆期时间肝胆期时

17、间价格价格莫迪司莫迪司钆贝葡胺0.1mmol/kg7.95%40-120分钟250RMB普美显普美显钆塞酸二钠0.025 mmol/kg6.950%20分钟1200RMBn 莫迪司和普美显注射后早期与常规钆对比剂作用相同，但由于它们较常规钆对比剂具有更强的缩短T1弛豫时间作用，因此仅半量使用即可达到常规钆对比剂的增强效果。肝特异性MR对比剂作用Homayoon,B et al,Abdom Imaging 2014;39(5):955-62Homayoon,B et al,Abdom Imaging 2014;39(5):955-6220s 1m 3m 5m莫迪司0.05mmol/kg欧乃影0.

18、1mmol/kgn 莫迪司和普美显注射后早期与常规钆对比剂作用相同，但由于它们较常规钆对比剂具有更强的缩短T1弛豫时间作用，因此仅半量使用即可达到常规钆对比剂的增强效果。n 等到达肝胆期，肝细胞通过OATP转运多肽将对比剂由肝血窦摄取到肝细胞内，后经肝细胞表面蛋白MRP2转运至胆管。n 正常肝细胞摄取对比剂发生强化，而无正常肝细胞的病灶则不摄取，因而增加了病灶和正常肝组织间的信号对比，以此来发现肝内是否有转移或非肝细胞源性病变。肝特异性MR对比剂作用肝血窦肝细胞胆 道Thian，Y.L Cancer Imaging 2013:;13(4);567-79肝硬化结节及肝癌肝胆期信号特点n有无OAT

19、P受体表达直接决定病灶肝胆期信号高，OATP8受体数量多少带来肝胆期信号的差异。nRN、LGDN：以高信号为主；HGDN、eHCC等：以低信号为主。RN 再生结节LGDN 低分化非典型增生结节HGDN 高分化非典型增生结节eHCC 早期肝细胞肝癌Jeong Min Lee,MD Korean J Radiol 2011;12(4);403-415A.T1W平扫均匀低信号；平扫均匀低信号；B.T2W TSE病灶显示高信号；病灶显示高信号；C.HASTE 病灶呈病灶呈稍稍信号；信号；莫迪司增强后莫迪司增强后D.动脉期动脉期T1W病灶明显均匀的增病灶明显均匀的增强；强；E.门脉期门脉期T1W 病灶进

20、一步强化病灶进一步强化更明显；更明显；F.平衡期平衡期T1W 病灶呈均匀的低病灶呈均匀的低信号；信号；G、H.注射注射1小时后肝胆期成像小时后肝胆期成像病灶呈低信号。病灶呈低信号。T T1 1WIWI平扫平扫动脉期动脉期静脉期静脉期患者患者女性，女性，75岁岁，慢性肝炎合并肝细胞肝癌慢性肝炎合并肝细胞肝癌Courtesy Morana,G et al.Invest Radiol 2011:46;225-3958岁男性岁男性患丙型肝炎肝硬化，穿刺患丙型肝炎肝硬化，穿刺病理证实为肝细胞肝癌病理证实为肝细胞肝癌A.CT 动脉期动脉期B.CT平衡期平衡期C.MR 动脉期动脉期D.平衡期平衡期E.肝胆期

21、肝胆期Courtesy Marin,D.et al.Radiology 2009:251;85-95病理结果：病理结果：分化良好分化良好HCC（乏血供（乏血供HCC）A.T1W 3D SPGR动脉期病灶未见强化（乏血供动脉期病灶未见强化（乏血供HCC）；）；B.门门脉期病灶呈等信号；脉期病灶呈等信号；C、D.平衡期平衡期和和肝胆期病灶呈低信号。肝胆期病灶呈低信号。Courtesy Gatto,A.et al.Abdom Imaging 2013:38;136-44T1增强肝胆期（延迟增强肝胆期（延迟1个小时）个小时）T1增强平衡期增强平衡期T1同相位同相位T1反相位反相位T1增强门脉期增强门脉

22、期T1增强动脉期增强动脉期T2WIp动脉期无强化，平衡期动脉期无强化，平衡期“流出流出”的结节，肝胆期呈高信号，有助对再生结的结节，肝胆期呈高信号，有助对再生结节诊断。节诊断。p 动态增强结合肝胆期成像对肝脏结节的诊断非常有帮助。动态增强结合肝胆期成像对肝脏结节的诊断非常有帮助。p 肝胆期病灶高信号，说明有正常肝细胞摄取，意味是良性病灶。肝胆期病灶高信号，说明有正常肝细胞摄取，意味是良性病灶。穿病理诊断：穿病理诊断：良性再生结节良性再生结节62岁女性，肝硬化岁女性，肝硬化穿刺：低级别不典型增生穿刺：低级别不典型增生结节结节C.T2WI未见结节显示未见结节显示；D.MR平扫和平扫和T1WI莫迪司

23、注射后莫迪司注射后E.T1W动脉期结节呈高信动脉期结节呈高信号；号；F.门脉期结节未见显示；门脉期结节未见显示；G.肝胆期结节呈肝胆期结节呈高信号。高信号。Courtesy Quaia,E.et al.J Magn Reson Imaging 2013:37;892-902高级别不典型增生结节A.平扫平扫T2W FSE肝肝VI段段直径直径1.8mm结节；结节；莫迪司增强莫迪司增强后后B.动脉期动脉期T1W 3D SPGR 结节呈高信结节呈高信号；号；C.平衡期等信平衡期等信号信号；号信号；D.肝胆期低信肝胆期低信号。号。Courtesy Gatto,A.et al.Abdom imaging

24、2013:38;136-44FNH和肝腺瘤肝胆期信号特点和肝腺瘤肝胆期信号特点nFNHu病理显示：病灶内OTAP转运体有广泛且丰富，没有与胆管系统无交通，病灶内胆汁淤积。uFNH在肝胆期以高信号为主，部分病例可呈等信号、低信号。n肝腺瘤u病理显示：病灶内OATP转运体极少或消失。u肝腺瘤在肝胆期以低信号为主。女性，33岁，肝FNH和肝腺瘤A.T1W平扫同相位稍高信号病灶；平扫同相位稍高信号病灶；B.T1W 反相位病灶内见低信号，提反相位病灶内见低信号，提示病灶内有脂肪示病灶内有脂肪，腺瘤可能，腺瘤可能；C.T2W 显示两个高信号结节；显示两个高信号结节；莫迪司增强后莫迪司增强后D.T1W动脉期

25、病灶显示均匀增强，动脉期病灶显示均匀增强，并且肝脏并且肝脏V段可见大的富血供病段可见大的富血供病灶；灶；E.门脉期门脉期V段大病灶呈等信号，其段大病灶呈等信号，其他两个小病灶一个呈对比剂流出他两个小病灶一个呈对比剂流出呈低信号和另一个病灶呈高信号；呈低信号和另一个病灶呈高信号；F.平衡期除一个病灶呈低信号外其平衡期除一个病灶呈低信号外其他均为等信号；他均为等信号；G、H.T1W压脂和非压脂序列压脂和非压脂序列肝胆肝胆期期，两个小病灶都呈低信号，大的，两个小病灶都呈低信号，大的病灶呈高信号。病灶呈高信号。两个小病灶为无法摄取和排泄莫两个小病灶为无法摄取和排泄莫迪司，为肝腺瘤迪司，为肝腺瘤(红色箭

26、头红色箭头)；大的；大的病灶为病灶为FNH（白色箭头）（白色箭头）。Courtesy Morana,G et al.Invest Radiol 2011:46;225-39n 莫迪司和普美显约50%剂量被肝细胞摄取，并入胆管系统后排出体外，因此，该对比剂可使胆系显影，在胆道系统的应用具有重要价值。u莫迪司应用于胆道系统，计量推荐为0.1mmol/kg，运用高压注射器以3ml/s的速率推入，然后以相同速率注射生理盐水15ml冲洗，静脉注入对比剂后15s和65s分别进行动脉期及门静脉期扫描，另延迟1.52h进行胆道造影，将此薄层图像进行MPR及MIP重建后，调节阈值即可得到清晰的胆管成像。u普美显

27、应用于胆道系统，一般运用25mmol/kg，约2040min后扫描，多可产生满意的胆道系统成像。MR对比剂在胆道系统的应用A.胆管造影显示肝内与肝外的胆管呈“树枝状”分布和胆囊的结石（白箭）均清晰显示；B.肝功能异常合并胆总管结石，肝内胆管、胆囊和胆总管均显示欠佳，但可见多发类圆形或不规则形充盈缺损结石影（白箭）；C.胆总管下段结石（白箭）；D.胆囊结石合并胆囊炎（白箭）；E.肝内胆管及胆总管结石（白箭）；ABCDE 胆总管胆总管下端结石梗阻均可显示，常规下端结石梗阻均可显示，常规MRCPMRCP在在显示肝内胆显示肝内胆管时不及管时不及CE-MRCPCE-MRCP，后者胆管更加光滑、后者胆管更加光滑、真实。真实。MRCPCE-MRCP小结n 肝胆MRI一站式检查u肝脏的常规增强扫描u肝脏特异性对比增强扫描u胆系成像n 主要的临床应用u肝结节的良恶性鉴别诊断（可区分各种不同性质结节）uFNH与肝腺瘤的鉴别诊断u显示更多的肝内病灶u胆系疾病的诊断