三倍量国产钆喷替酸葡甲胺增强MRI探查脑转移瘤的研究
作者:王霄英 蒋学祥 肖江喜 王纪琛 高玉洁
单位:100034 北京医科大学第一医院医学影像科
关键词:磁共振成像;造影剂;图像增强;脑肿瘤;肿瘤转移
中华放射学杂志991217摘要:目的 评价3倍量(0.3 mmol/kg)国产钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)增强MRI探查脑转移瘤的效果。 方法 用国产Gd-DTPA 3倍量增强MRI检查55例怀疑脑转移瘤的患者。对MR扫描所见进行定性、定量分析。 结果 3倍量增强比常规量增强扫描发现了更多的转移病灶,分别为37及175个。对3倍量增强扫描多发现的138个病灶的定量分析表明,3倍量增强使病灶的相对信号强度明显增高。尤其值得指出的是,2例患者常规量检查正常而3倍量增强发现有颅内转移。3例患者常规量检查为单发转移而3倍量增强发现为多发转移。 结论 国产Gd-DTPA 3倍量(0.3 mmol/kg)增强MRI与常规量(0.1 mmol/kg)增强MRI比较,可提高病灶检出率,并提供更多的诊断信息。
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Investigation on detection of brain metastases with triple-dose China-made Gd-DTPA
WANG Xiaoying, JIANG Xuexiang, XIAO Jiangxi, et al.
Department of Medical Imaging, the First Hospital, Beijing Medical University, Beijing 100034
Abstract Objective To assess the effectiveness of triple-dose China-made Gd-DTPA in the MR evaluation of patients with brain metastases. Methods 55 patients with clinical suspicion of brain metastases were studied prospectively with China-made Gd-DTPA. MR findings were analyzed qualitatively and quantitatively. Results 28 patients were proved to have metastases. A significantly greater number of lesions was seen on triple-dose as opposed to the standard-dose images (37/175). Quantitative analysis of the 138 lesions demonstrated only in triple-dose contrast images showed increase in relative signal intensity when compared with standard-dose studies. 2 patients with negative finding with standard-dose had lesions identified on triple-dose study. 3 patients with solitary lesion on standard-dose examination demonstrated multiple metastases on triple. ConclusionsTriple-dose (0.3 mmol/kg) contrast study provides improved lesion detectability and additional diagnostic information over the study performed in the same patients with conventional dose (0.1 mmol/kg).
, 百拇医药
Key words Magnetic resonance imaging Contrast media Image enhancement Brain neoplasms Neoplasm metastasis
常规量(0.1 mmol/kg) 钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)增强MRI在诊断脑转移瘤方面发挥了重要作用[1]。近年来发现大剂量(0.2 mmol/kg以上)Gd-DTPA对于探查脑转移瘤效果更好,尤其是对小病灶的检出更有帮助。国外已有这方面的文献报道[2,3],但笔者尚未见国内有报道,尤其是专门研究国产对比剂的3倍量应用更无先例。我们对55例临床怀疑有脑转移瘤的患者进行了MRI平扫、常规量增强MRI及3倍量(0.3 mmol/kg)增强MRI的前瞻性对照研究,比较了3倍量增强MRI和常规量增强MRI的效果。
材料与方法
, 百拇医药
1996年3月至1997年12月在本院行3倍量MR增强扫描检查的患者共55例。其中男31例,女24例,年龄43~87岁(平均63.6岁)。筛选病例的条件为:(1)近1年内发现原发肿瘤且有颅脑症状而临床怀疑脑转移的患者;(2)虽未发现原发肿瘤,但CT发现颅内病灶,高度怀疑为脑转移瘤者。原发肿瘤包括:肺癌23例,乳腺癌17例,结肠癌3例,食管癌3例,肝癌2例,子宫内膜癌1例,恶性黑色素瘤1例,腮腺癌1例。原发肿瘤不明者4例。
使用国产(北京北陆化学工业公司)Gd-DTPA对比剂。分2次注射,第1次注射0.1 mmol/kg,30分钟后再注射0.2 mmol/kg,从而达到累积剂量0.3 mmol/kg。每位患者注射的总剂量27~54 ml,平均38.2 ml。采用人工推注,注射速度约为1 ml/s。使用岛津SMT-100X 1.0 T超导MR仪扫描。注射前扫描轴面T1WI(TR500毫秒、TE20毫秒)和T2WI(TR 2 500毫秒、TE毫秒90),层厚8 mm,层距2 mm,视野(FOV)23 cm×23 cm,激励次数1~2,矩阵 256×192。第1次注射和第2次注射后分别行即刻扫描和20分钟延时扫描:T1WI(层厚8 mm,层距2 mm,视野23 cm×23 cm,激励次数1~2,矩阵 256×192。常规量增强、常规量延迟、3倍量增强、3倍量延迟分别简称为GD-1、GD-1-D、GD-3和GD-3-D。
, 百拇医药
静脉注射3倍量Gd-DTPA的禁忌证包括:一般状况极差的病人;严重肝、肾功能不全者;妊娠妇女和年龄小于18岁者及其他MR检查禁忌者。
对脑转移病灶增强效果的判定:(1)把脑转移瘤患者按无转移、单发转移和多发转移的诊断分为3类,比较常规量增强和3倍量增强对脑转移瘤患者的定性诊断有何不同;(2)记录并统计各扫描序列上发现脑转移瘤的病灶数,并进行比较;(3)对于3倍量增强发现、而常规量增强未发现的病灶,测量GD-1、GD-1-D、GD-3、GD-3-D一 系列图像中正常脑实质、病灶(GD-3和GD-3-D)或病灶相应位置(GD-1和GD-1-D)及背景噪声的信号强度,计算L/B(病灶/背景)的相对信号强度公式如下:
L/B=(病灶信号强度-背景噪声)/(正常脑实质信号强度-背景噪声)
对各扫描序列之间的平均L/B值的比较采用配对 t检验。
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结果
一、55例患者颅内病变的最后诊断结果
55例患者共发现203个病灶,其中28例为脑转移瘤,发现了175个病灶。另外还有5例脑梗死,8个病灶;4例胶质瘤,4个病灶;2例脑脓肿,3个病灶;2例多发硬化,9个病灶;1例放疗反应,1个病灶;1例脑膜瘤,1个病灶;1例胶质增生,1个病灶;1例鼻咽癌颅内侵犯,1个病灶;10例阴性。
二、对于脑转移瘤,3倍量与常规量增强MRI的比较
1. 常规量和3倍量增强MRI对脑转移瘤定性诊断的情况见表1。
表1 常规量和3倍量增强MRI对脑转移瘤
诊断情况比较(28例) 扫描方式
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无转移
单发转移
多发转移
常规量增强
2
16
10
3倍量增强
0
14
14
常规量增强认为2例患者无转移,而3倍量增强则发现其中1例为单发转移,另1例为多发转移;常规量增强认为16例患者为单发转移,而3倍量增强发现13例为单发转移,另3例为多发转移;常规量增强仅发现10例多发转移,而3倍量增强发现实际上有14例为多发转移。所以,共有5例患者疾病的定性诊断发生了改变,即由无转移瘤发现为单发或多发转移瘤,由单发转移瘤发现为多发转移瘤,占全部病例的18%(5/28)。
, 百拇医药
2. 3倍量较常规量增强扫描可发现更多转移瘤病灶。对于28位患者,GD-1共发现37个病灶,GD-1-D发现45个病灶,GD-3发现175个病灶,GD-3-D发现170个病灶。3倍量增强比常规量增强多发现了138个转移病灶,即由37个变为175个。
每个病例由常规增强、延迟与3倍量增强、延迟检查,发现病灶数有改变的共有10例,病灶数无改变的共有18例。10例患者的病灶数增加有以下4种情况:(1)由无到发现单发病灶(图1,2);(2)由无到发现多发灶;(3)由单到发现多发灶(图3,4),(4)由多发灶到多发的数目增多(图5,6),见表2。表2 病灶数增加的类型(10例) 类型
病例数
病灶数
无→单
1
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0→1
无→多
1
0→2
单→多
3
3→8
多→更多
5
11→127
合计
10
14→138
, 百拇医药
图1 常规量增强扫描,未发现异常强化病灶
图2 与图1同一病例。3倍量增强扫描发现单发脑转移瘤(箭头)
图3 常规量增强,仅发现左顶部1个脑转移瘤(白色箭头)
图4 与图3同一病例。3倍量增强扫描,发现左枕叶内侧还有1个转移瘤(黑色箭头)
图5 常规量增强发现多发转移瘤
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图6 与图5同一病例。3倍量增强发现更多的转移瘤(箭头)
3.常规量增强未发现、而3倍量增强发现的138个病灶(3倍量图像)和病灶相应部位(常规量图像)的平均相对信号强度(L/B):GD-1为1.007,GD-1-D为1.101,GD-3为1.299,GD-3-D为1.463。
以上可以看出GD-3比GD-1的病灶强化程度(L/B)增高了23.1%,用配对t检验进行统计学处理,发现两者有统计学上的显著性差异(P<0.05)。
讨论
一、国产Gd-DTPA与国外Gd对比剂大剂量增强扫描效果的比较
从1987年开始,国外开始了大剂量(0.2 mmol/kg以上)Gd-DTPA临床应用的研究[3]。文献报道了一系列大剂量MRI增强扫描的Ⅱ期、Ⅲ期临床实验,使用剂量以0.2 mmol/kg[4]和0.3 mmol/kg[5]较多见,结果证明0.3 mmol/kg的增强效果优于0.2 mmol/kg[2],0.4 mmol/kg的增强效果优于0.3 mmol/kg[6]。但文献报道普遍认为0.3 mmol/kg的Gd-DTPA可在安全的前提下获得足够好的增强效果,所以临床应用以0.3 mmol/kg为多,本研究的实验方法就是参照上述国外经验设计的。
, 百拇医药
Runge等[6]研究了12例脑转移瘤患者的大剂量增强扫描,发现病灶的检出数增加了13%,病灶强化程度更强。0.3 mmol/kg和0.1 mmol/kg比较,强化程度增加了17%,而且病灶显示更大,边界更清晰。Yuh等[7]检查了27例患者,0.3 mmol/kg时19例出现了共46个常规量未发现的病灶。本研究的结果表明,国产Gd-DTPA 3倍量增强有46.0%的患者发现了更多的转移瘤病灶,有14.3%的患者疾病的性质发生了变化,病灶强化程度(L/B)增高了23.1%。所以,国产Gd-DTPA 3倍量增强的效果与国外大剂量增强MRI扫描的效果是相似的。
二、临床应用价值
有25%的肿瘤患者有颅内转移,且脑转移瘤占到成人脑肿瘤的40%。肺癌、乳腺癌、黑色素瘤的脑转移是较多见的。大的脑转移瘤通常有明显的水肿和占位效应,可以用常规CT或MR和常规增强CT或MR检出;小的脑转移瘤,在没有明显瘤周水肿的情况下则不易被检出。而转移瘤是呈指数方式生长的,它处于体积很小的状态可以长达数年时间,所以在很长时间内用常规方法不能检出。本研究的结果表明,3倍量增强有可能发现这样的小病灶。另外有些常规增强MRI诊断为单发转移瘤的患者,3倍量增强发现了其他隐匿的转移灶。这对临床确定治疗方案至关重要。
, 百拇医药
参考文献
1 Healy ME, Hesselink JR, Press GA, et al. Increased detection of intracranial metastases with intravenous Gd-DTPA. Radiology,1987,165:619-626.
2 Niendorf HP, Lianiado M, Sem mler W, et al. Dose administration of gadolinium-DTPA in MR imaging of intracranial tumors. AJNR,1987,8:803-815.
3 Yuh WTC, Fisher DJ, Engelken JD, et al. MR evaluation of CNS tumors: dose comparison study with gadopentetate dimeglumine and gadoteridol. New agents and applicaltions. Radiology,1991,180:485-491.
, 百拇医药
4 Runge VM, Kirsch JE, Wells JW, et al. Magnetic resonance contrast agents in neuroimaging. Neuroimaging Clin N Am,1994,4:175-183.
5 Niendorf HP, Haustein J, Louton T, et al. Safety and tolerance after intravenous administration of 0.3 mmol/kg Gd-DTPA . Invest Radiol,1991,26:S221-S226.
6 Runge VM, Wells VM, Williams NM. Magnetic resonance imaging of an experimental model of intracranial metastatic disease: a study of lesion detectavility. Invest Radiol,1994,29:1050-1056.
7 Ginsberg LE, Lang FF. Neuroradiologic Scanning for brain metastases-can quadruple dose gadolinium be for forward? AJNR,1998,19:829-831.
收稿:1999-01-12
修回:1999-08-12, 百拇医药
单位:100034 北京医科大学第一医院医学影像科
关键词:磁共振成像;造影剂;图像增强;脑肿瘤;肿瘤转移
中华放射学杂志991217摘要:目的 评价3倍量(0.3 mmol/kg)国产钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)增强MRI探查脑转移瘤的效果。 方法 用国产Gd-DTPA 3倍量增强MRI检查55例怀疑脑转移瘤的患者。对MR扫描所见进行定性、定量分析。 结果 3倍量增强比常规量增强扫描发现了更多的转移病灶,分别为37及175个。对3倍量增强扫描多发现的138个病灶的定量分析表明,3倍量增强使病灶的相对信号强度明显增高。尤其值得指出的是,2例患者常规量检查正常而3倍量增强发现有颅内转移。3例患者常规量检查为单发转移而3倍量增强发现为多发转移。 结论 国产Gd-DTPA 3倍量(0.3 mmol/kg)增强MRI与常规量(0.1 mmol/kg)增强MRI比较,可提高病灶检出率,并提供更多的诊断信息。
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Investigation on detection of brain metastases with triple-dose China-made Gd-DTPA
WANG Xiaoying, JIANG Xuexiang, XIAO Jiangxi, et al.
Department of Medical Imaging, the First Hospital, Beijing Medical University, Beijing 100034
Abstract Objective To assess the effectiveness of triple-dose China-made Gd-DTPA in the MR evaluation of patients with brain metastases. Methods 55 patients with clinical suspicion of brain metastases were studied prospectively with China-made Gd-DTPA. MR findings were analyzed qualitatively and quantitatively. Results 28 patients were proved to have metastases. A significantly greater number of lesions was seen on triple-dose as opposed to the standard-dose images (37/175). Quantitative analysis of the 138 lesions demonstrated only in triple-dose contrast images showed increase in relative signal intensity when compared with standard-dose studies. 2 patients with negative finding with standard-dose had lesions identified on triple-dose study. 3 patients with solitary lesion on standard-dose examination demonstrated multiple metastases on triple. ConclusionsTriple-dose (0.3 mmol/kg) contrast study provides improved lesion detectability and additional diagnostic information over the study performed in the same patients with conventional dose (0.1 mmol/kg).
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Key words Magnetic resonance imaging Contrast media Image enhancement Brain neoplasms Neoplasm metastasis
常规量(0.1 mmol/kg) 钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)增强MRI在诊断脑转移瘤方面发挥了重要作用[1]。近年来发现大剂量(0.2 mmol/kg以上)Gd-DTPA对于探查脑转移瘤效果更好,尤其是对小病灶的检出更有帮助。国外已有这方面的文献报道[2,3],但笔者尚未见国内有报道,尤其是专门研究国产对比剂的3倍量应用更无先例。我们对55例临床怀疑有脑转移瘤的患者进行了MRI平扫、常规量增强MRI及3倍量(0.3 mmol/kg)增强MRI的前瞻性对照研究,比较了3倍量增强MRI和常规量增强MRI的效果。
材料与方法
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1996年3月至1997年12月在本院行3倍量MR增强扫描检查的患者共55例。其中男31例,女24例,年龄43~87岁(平均63.6岁)。筛选病例的条件为:(1)近1年内发现原发肿瘤且有颅脑症状而临床怀疑脑转移的患者;(2)虽未发现原发肿瘤,但CT发现颅内病灶,高度怀疑为脑转移瘤者。原发肿瘤包括:肺癌23例,乳腺癌17例,结肠癌3例,食管癌3例,肝癌2例,子宫内膜癌1例,恶性黑色素瘤1例,腮腺癌1例。原发肿瘤不明者4例。
使用国产(北京北陆化学工业公司)Gd-DTPA对比剂。分2次注射,第1次注射0.1 mmol/kg,30分钟后再注射0.2 mmol/kg,从而达到累积剂量0.3 mmol/kg。每位患者注射的总剂量27~54 ml,平均38.2 ml。采用人工推注,注射速度约为1 ml/s。使用岛津SMT-100X 1.0 T超导MR仪扫描。注射前扫描轴面T1WI(TR500毫秒、TE20毫秒)和T2WI(TR 2 500毫秒、TE毫秒90),层厚8 mm,层距2 mm,视野(FOV)23 cm×23 cm,激励次数1~2,矩阵 256×192。第1次注射和第2次注射后分别行即刻扫描和20分钟延时扫描:T1WI(层厚8 mm,层距2 mm,视野23 cm×23 cm,激励次数1~2,矩阵 256×192。常规量增强、常规量延迟、3倍量增强、3倍量延迟分别简称为GD-1、GD-1-D、GD-3和GD-3-D。
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静脉注射3倍量Gd-DTPA的禁忌证包括:一般状况极差的病人;严重肝、肾功能不全者;妊娠妇女和年龄小于18岁者及其他MR检查禁忌者。
对脑转移病灶增强效果的判定:(1)把脑转移瘤患者按无转移、单发转移和多发转移的诊断分为3类,比较常规量增强和3倍量增强对脑转移瘤患者的定性诊断有何不同;(2)记录并统计各扫描序列上发现脑转移瘤的病灶数,并进行比较;(3)对于3倍量增强发现、而常规量增强未发现的病灶,测量GD-1、GD-1-D、GD-3、GD-3-D一 系列图像中正常脑实质、病灶(GD-3和GD-3-D)或病灶相应位置(GD-1和GD-1-D)及背景噪声的信号强度,计算L/B(病灶/背景)的相对信号强度公式如下:
L/B=(病灶信号强度-背景噪声)/(正常脑实质信号强度-背景噪声)
对各扫描序列之间的平均L/B值的比较采用配对 t检验。
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结果
一、55例患者颅内病变的最后诊断结果
55例患者共发现203个病灶,其中28例为脑转移瘤,发现了175个病灶。另外还有5例脑梗死,8个病灶;4例胶质瘤,4个病灶;2例脑脓肿,3个病灶;2例多发硬化,9个病灶;1例放疗反应,1个病灶;1例脑膜瘤,1个病灶;1例胶质增生,1个病灶;1例鼻咽癌颅内侵犯,1个病灶;10例阴性。
二、对于脑转移瘤,3倍量与常规量增强MRI的比较
1. 常规量和3倍量增强MRI对脑转移瘤定性诊断的情况见表1。
表1 常规量和3倍量增强MRI对脑转移瘤
诊断情况比较(28例) 扫描方式
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无转移
单发转移
多发转移
常规量增强
2
16
10
3倍量增强
0
14
14
常规量增强认为2例患者无转移,而3倍量增强则发现其中1例为单发转移,另1例为多发转移;常规量增强认为16例患者为单发转移,而3倍量增强发现13例为单发转移,另3例为多发转移;常规量增强仅发现10例多发转移,而3倍量增强发现实际上有14例为多发转移。所以,共有5例患者疾病的定性诊断发生了改变,即由无转移瘤发现为单发或多发转移瘤,由单发转移瘤发现为多发转移瘤,占全部病例的18%(5/28)。
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2. 3倍量较常规量增强扫描可发现更多转移瘤病灶。对于28位患者,GD-1共发现37个病灶,GD-1-D发现45个病灶,GD-3发现175个病灶,GD-3-D发现170个病灶。3倍量增强比常规量增强多发现了138个转移病灶,即由37个变为175个。
每个病例由常规增强、延迟与3倍量增强、延迟检查,发现病灶数有改变的共有10例,病灶数无改变的共有18例。10例患者的病灶数增加有以下4种情况:(1)由无到发现单发病灶(图1,2);(2)由无到发现多发灶;(3)由单到发现多发灶(图3,4),(4)由多发灶到多发的数目增多(图5,6),见表2。表2 病灶数增加的类型(10例) 类型
病例数
病灶数
无→单
1
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0→1
无→多
1
0→2
单→多
3
3→8
多→更多
5
11→127
合计
10
14→138
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图1 常规量增强扫描,未发现异常强化病灶
图2 与图1同一病例。3倍量增强扫描发现单发脑转移瘤(箭头)
图3 常规量增强,仅发现左顶部1个脑转移瘤(白色箭头)
图4 与图3同一病例。3倍量增强扫描,发现左枕叶内侧还有1个转移瘤(黑色箭头)
图5 常规量增强发现多发转移瘤
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图6 与图5同一病例。3倍量增强发现更多的转移瘤(箭头)
3.常规量增强未发现、而3倍量增强发现的138个病灶(3倍量图像)和病灶相应部位(常规量图像)的平均相对信号强度(L/B):GD-1为1.007,GD-1-D为1.101,GD-3为1.299,GD-3-D为1.463。
以上可以看出GD-3比GD-1的病灶强化程度(L/B)增高了23.1%,用配对t检验进行统计学处理,发现两者有统计学上的显著性差异(P<0.05)。
讨论
一、国产Gd-DTPA与国外Gd对比剂大剂量增强扫描效果的比较
从1987年开始,国外开始了大剂量(0.2 mmol/kg以上)Gd-DTPA临床应用的研究[3]。文献报道了一系列大剂量MRI增强扫描的Ⅱ期、Ⅲ期临床实验,使用剂量以0.2 mmol/kg[4]和0.3 mmol/kg[5]较多见,结果证明0.3 mmol/kg的增强效果优于0.2 mmol/kg[2],0.4 mmol/kg的增强效果优于0.3 mmol/kg[6]。但文献报道普遍认为0.3 mmol/kg的Gd-DTPA可在安全的前提下获得足够好的增强效果,所以临床应用以0.3 mmol/kg为多,本研究的实验方法就是参照上述国外经验设计的。
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Runge等[6]研究了12例脑转移瘤患者的大剂量增强扫描,发现病灶的检出数增加了13%,病灶强化程度更强。0.3 mmol/kg和0.1 mmol/kg比较,强化程度增加了17%,而且病灶显示更大,边界更清晰。Yuh等[7]检查了27例患者,0.3 mmol/kg时19例出现了共46个常规量未发现的病灶。本研究的结果表明,国产Gd-DTPA 3倍量增强有46.0%的患者发现了更多的转移瘤病灶,有14.3%的患者疾病的性质发生了变化,病灶强化程度(L/B)增高了23.1%。所以,国产Gd-DTPA 3倍量增强的效果与国外大剂量增强MRI扫描的效果是相似的。
二、临床应用价值
有25%的肿瘤患者有颅内转移,且脑转移瘤占到成人脑肿瘤的40%。肺癌、乳腺癌、黑色素瘤的脑转移是较多见的。大的脑转移瘤通常有明显的水肿和占位效应,可以用常规CT或MR和常规增强CT或MR检出;小的脑转移瘤,在没有明显瘤周水肿的情况下则不易被检出。而转移瘤是呈指数方式生长的,它处于体积很小的状态可以长达数年时间,所以在很长时间内用常规方法不能检出。本研究的结果表明,3倍量增强有可能发现这样的小病灶。另外有些常规增强MRI诊断为单发转移瘤的患者,3倍量增强发现了其他隐匿的转移灶。这对临床确定治疗方案至关重要。
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参考文献
1 Healy ME, Hesselink JR, Press GA, et al. Increased detection of intracranial metastases with intravenous Gd-DTPA. Radiology,1987,165:619-626.
2 Niendorf HP, Lianiado M, Sem mler W, et al. Dose administration of gadolinium-DTPA in MR imaging of intracranial tumors. AJNR,1987,8:803-815.
3 Yuh WTC, Fisher DJ, Engelken JD, et al. MR evaluation of CNS tumors: dose comparison study with gadopentetate dimeglumine and gadoteridol. New agents and applicaltions. Radiology,1991,180:485-491.
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5 Niendorf HP, Haustein J, Louton T, et al. Safety and tolerance after intravenous administration of 0.3 mmol/kg Gd-DTPA . Invest Radiol,1991,26:S221-S226.
6 Runge VM, Wells VM, Williams NM. Magnetic resonance imaging of an experimental model of intracranial metastatic disease: a study of lesion detectavility. Invest Radiol,1994,29:1050-1056.
7 Ginsberg LE, Lang FF. Neuroradiologic Scanning for brain metastases-can quadruple dose gadolinium be for forward? AJNR,1998,19:829-831.
收稿:1999-01-12
修回:1999-08-12, 百拇医药