钆DTPA是一种顺磁性材料。Gd3有七个不成对的电子,像质子一样是偶极,有磁距。
电子质量轻,但其磁距约为质子的657倍。
在没有顺磁性物质的情况下,组织的T1和T2弛豫是由质子之间的偶极-偶极相互作用引起的,形成局部磁场波动。
在含有不成对电子的顺磁性物质存在下,由于电子的磁化率约为质子的657倍,从而产生局部巨大的磁场波动。
此时大部分电子的运动频率接近拉莫尔频率,缩短了相邻质子的T1和T2的弛豫时间,即形成了质子偶极和电子偶极之间的偶极-偶极相互作用,导致了所谓的质子磁增强,其结果是T1和T2的弛豫时间缩短。
当Gd-DTPA的浓度较低时,造影剂由于其较长的T1弛豫时间而对身体组织的T1弛豫时间有较大的影响。
然而,随着Gd-DTPA浓度的增加,T2缩短效应越来越明显。当钆DTPA的浓度远远高于临床剂量时,T2缩短非常严重,以至于T2的增强掩盖了T1的增强。此时,如果使用T2或T2*加权成像,一些含有造影剂的组织会出现低信号,这就是所谓的负对比。
因此,高剂量的钆喷酸葡胺也可用作阴性造影剂。
可以看出,MRI造影剂对组织信号强度的影响与其在组织中的浓度密切相关。