作者简介：师东春，解放军第306医院，医学影像科磁共振室。
磁共振检查中，在仪器所设定的磁环境下人体组织的特性差别已经足够大，因而选择合适的成像序列、参数，就能够清楚的分辨出不同的组织及其结构。
为了进一步明确诊断，临床检查过程中还要另外使用对比剂增强进行组织增强对比。目的大多是为了明确并区分正常与感兴趣区域的组织结构，尽可能使感兴趣区域显示出非常规的特异性，即突出显示或者不显示。对比剂通过血液循环到达感兴趣区域改变组织的磁共振信号可以达到进一步区分属性的目的，若同时使用动态增强扫描技术还可以获得特定时间段内感兴趣组织区域的血液供应与灌注信息。
传统X线造影检查和CT增强扫描是利用对比剂本身对X线的衰减作用来达到造影与增强目的，而磁共振对比剂则不同，其本身并不产生信号，是通过对比剂影响质子的弛豫时间间接地改变组织的信号强度。
每幅磁共振图像中不同组织的信号强度都取决于其内在的质子密度、T1、T2与磁敏感和梯度场的内在变量。通常情况下改变人体组织的质子密度是难以实现的，所以在考虑对比剂时首选因素是改变组织T1和T2值。需要设计一种能降低组织T1和T2值的外源性对比剂来影响水分子所在的局部磁场变化的幅度和时间，需要在原子水平产生非常强的局部磁场，产生比质子大得多的磁矩。
在化学元素周期表中，过渡元素和稀土元素可作为符合磁共振对比剂的代表：它们具有非配对电子，非配对会产生一个净的剩余磁矩，由于电子的自选磁矩比质子大658倍，电子直径小并具有相同电荷，任何与非配对电子相近的水分子都会产生强烈的相互作用并增强弛豫。
目前临床上最为常用的磁共振对比剂为离子型非特异性细胞外液对比剂——钆喷替酸葡甲胺（Gd-DTPA），也是最早在临床上应用的磁共振对比剂。钆（gadolinium）的元素符号为Gd，原子序数64，原子量157.25，元素名来源于研究镧系元素有卓越贡献的芬兰科学家加多林，属于稀土元素。1984年Carr首次采用Gd-DTPA进行了人体脑肿瘤的增强显像研究。1987年Gd-DTPA作为MRI对比剂正式被美国FDA批准。经大量药理和临床应用研究证明，Gd-DTPA是一种安全、方便、增强效果良好的对比剂，可应用于全身所有器官和组织的检查。
Gd-DTPA是一种钆的螯合物，螯合（chelate）是钳、爪的意思，是指带3个正电荷的钆离子（Gd3+）被带负电的螯合物包围，即有5个带负电荷羧基团的二乙烯三胺五乙酸的二葡胺盐（DTPA）螯合。Gd-DTPA离子带2个负电荷（+3-5 = -2），伴2个正电荷葡胺离子，呈中性不带电。与游离的或非螯合的钆离子相比较，钆离子被DTPA包围的最大优点是DTPA使钆离子的毒性减小，提高了金属离子的可溶性，防止钆盐在组织的PH条件下产生沉淀。但是，与钆自由离子的弛豫效应相比，钆与螯合物的弛豫效应降低了4倍。
Gd-DTPA的药物动力学与水溶性X线碘对比剂相似，具有高度水溶性，与蛋白质的亲和力较小，细胞内的穿透性低。几乎全部分布于细胞外间隙，由肾小球排泄。肾小球滤过率正常时，Gd-DTPA在血浆内的半衰期是90 min，75%在3小时以内经肾脏排出。
Gd-DTPA与碘对比剂相似，在静脉注射后不能通过正常的血脑屏障。当血脑屏障受损（如脑肿瘤或脑梗塞）时，Gd-DTPA将漏出血管进入组织间隙。
在Gd-DTPA浓度较低时，由于机体组织的T1弛豫时间较长，故对比剂对机体组织的T1弛豫时间影响较大。然而随着Gd-DTPA浓度增加，T2缩短效应渐趋明显，当Gd-DTPA浓度大大高于临床剂量，T2缩短甚著，以致T2的增强作用掩盖了T1增强作用，此时如采用T2或T2*加权成象，含对比剂部分组织则显示为低信号，这种情况称为阴性造影。所以高剂量的Gd-DTPA也可用作阴性对比剂。由此可见，MRI对比剂对组织信号强度的影响与其在组织中的浓度有非常密切的关系。
Gd-DTPA为离子型细胞外液对比剂，不具有组织特异性，但可用于全身MR增强扫描。Gd-DTPA的临床应用常规剂量为每千克体重0.1mmol，FDA最大允许剂量为每千克体重0.3mmol。
Gd-DTPA是非常安全的对比剂，半数致死量（LD50）为每千克体重20mmol左右，与常规应用剂量相比（0.1mmol/kg），其安全系数（半数致死量/有效剂量）高达200（碘对比剂的安全系数为8～10）。
Gd-DTPA的过敏发生率很低，文献报道为1.5％~2.5％，主要与钆剂本身的化学毒性有关，多表现为头晕、一过性头痛、恶心呕吐、皮疹等。严重不良反应的发生率极低，约为百万分之一到百万分之二，可表现为呼吸困难、血压降低、支气管哮喘、肺水肿，可导致死亡。出现严重反应者多原有呼吸系统疾病或过敏病史。近几年来，还有学者观察到与部分使用Gd-DTPA的患者发生肾源性系统性纤维化，这与钆盐的使用剂量和DTPA的螯合方式有关：当患者肾小球滤过率下降至一定水平后，Gd-DTPA无法正常代谢，长时间沉积于体内，造成钆和DTPA解离所导致的皮肤、肺、肝、肌肉和心脏等器官的疾病。所以严格按照适应症使用Gd-DTPA，不要超剂量使用，并在使用前应注意患者肾功能情况，肾小球滤过率GFR > 30ml/min，并且应在体内的对比剂清除后，才可再次使用。严重肾功能不全的患者使用含钆造影剂后，应及时进行血液透析，以帮助患者尽快排出体内的钆，减少钆在患者体内停留的时间。少量Gd-DTPA还可以通过胎盘进入胎儿体内，所以孕妇应该慎用Gd-DTPA。
磁共振对比剂种类很多，可从不同角度进行分类。例如按其对T1弛豫和T2弛豫的影响可分成T1加权对比剂和T2加权对比剂；按其对信号强度的影响（增强或减弱）可分为阳性对比剂和阴性对比剂；按对比剂在体内的生物分布特点，可分为非特异性和特异性对比剂，前者为细胞外间隙对比剂，主要经肾脏排泄，故又称肾性对比剂，后者选择性分布于某些器官和组织，不经过肾脏或仅部分经过肾脏清除，也称非肾性对比剂。根据不同的磁特性，MRI对比剂可分为顺磁性、超顺磁性、铁磁性以及逆磁性四种对比剂。
除了钆对比剂，还有很多新型对比剂业已用于临床或处于研发阶段，主要有非离子型细胞外液对比剂、器官组织特异性对比剂等，包括血池性对比剂、肝细胞特异性对比剂、网状内皮系统特异性对比剂、单克隆抗体对比剂等。
非离子型细胞外液对比剂的对比剂渗透压低，安全性得以进一步提高。肝细胞特异性对比剂具有特殊的分子结构，因而能被肝细胞特异性地摄取。临床上，肝细胞特异性对比剂主要用于提高肝脏肿瘤的检出率，对鉴别肿瘤是否肝细胞来源也有较大价值。网状内皮细胞性对比剂主要为超顺磁氧化铁颗粒，颗粒直径40~400m，表面用葡聚糖包裹。由于血液中直径在30~5000nm的颗粒主要经网状内皮系统清除，因而静脉注射后该类对比剂进入肝脏及脾脏的网状内皮细胞，产生短T2效应，肝脏枯否细胞可摄取对比剂颗粒。由于正常肝脏存在枯否细胞，而肿瘤内一般无或少含无枯否细胞，因此对比剂能增加肿瘤与肝实质间的对比，从而提高肝脏肿瘤的检出率。血池性对比剂不易透过毛细血管基底膜，在血管内滞留的时间较长，适用于灌注加权成像和对比增强血管造影。
