ガドリニウム

英

gadolinium、Gd

関

Gd-DTPA

WordNet

1. a ductile silvery-white ductile ferromagnetic trivalent metallic element of the rare earth group (同)Gd, atomic number 64

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2015/01/06 11:40:31」(JST)

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ユウロピウム ← ガドリニウム → テルビウム - ↑ Gd ↓ Cm 64Gd 周期表
外見
銀白色
一般特性
名称, 記号, 番号	ガドリニウム, Gd, 64
分類	ランタノイド
族, 周期, ブロック	n/a, 6, f
原子量	157.25
電子配置	[Xe] 4f7 5d1 6s2
電子殻	2, 8, 18, 25, 9, 2（画像）
物理特性
相	固体
密度（室温付近）	7.90 g·cm-3
融点での液体密度	7.4 g·cm-3
融点	1585 K, 1312 °C, 2394 °F
沸点	3546 K, 3273 °C, 5923 °F
融解熱	10.05 kJ·mol-1
蒸発熱	301.3 kJ·mol-1
熱容量	(25 °C) 37.03 J·mol-1·K-1
蒸気圧（推定）
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k 温度 (K) 1836 2028 2267 2573 2976 3535
原子特性
酸化数	1, 2, 3（弱塩基性酸化物）
電気陰性度	1.20（ポーリングの値）
イオン化エネルギー	第1： 593.4 kJ·mol-1
	第2： 1170 kJ·mol-1
	第3： 1990 kJ·mol-1
原子半径	180 pm
共有結合半径	196 ± 6 pm
その他
結晶構造	六方晶系
磁性	強磁性/常磁性 292 K で転移
電気抵抗率	(r.t.) (α, poly) 1.310 µΩ·m
熱伝導率	(300 K) 10.6 W·m-1·K-1
熱膨張率	(100 °C) (α, poly) 9.4 µm/(m·K)
音の伝わる速さ （微細ロッド）	(20 °C) 2680 m/s
ヤング率	(α form) 54.8 GPa
剛性率	(α form) 21.8 GPa
体積弾性率	(α form) 37.9 GPa
ポアソン比	(α form) 0.259
ビッカース硬度	570 MPa
CAS登録番号	7440-54-2
最安定同位体
詳細はガドリニウムの同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP 152Gd 0.20 % 1.08 × 1014 y α 2.205 148Sm 154Gd 2.18 % 中性子90個で安定 155Gd 14.80 % 中性子91個で安定 156Gd 20.47 % 中性子92個で安定 157Gd 15.65 % 中性子93個で安定 158Gd 24.84 % 中性子94個で安定 160Gd 21.86 % > 1.3 × 1021 y β-β- 1.7 160Dy

ガドリニウム (英: gadolinium) は原子番号64の元素。元素記号は Gd。希土類元素の一つ（ランタノイドにも属す）。

性質

銀白色（白色）の金属。常温、常圧で安定な結晶構造は、六方最密充填構造 (HCP)。比重は7.9、融点は1312 °C、沸点は約3000 °C。水にゆっくりと溶け、酸には易溶。安定な原子価は+3価。

ガドリニウムは、最大14個の電子が入る 4f 軌道が、占有可能な電子数の半分にあたる7個の電子で占有されており、7つの不対電子を持つ。そのため、7つの異なる軌道に合成スピン角運動量による磁気モーメントが最大となる。このことからガドリニウム錯体（Gd-DOTA 等）は磁性材料や MRI 検査用の造影剤に利用されている。

3価の陽イオン Gd³⁺ も 4f⁷ の球対称な電子配置を取るため、化合物中の原子価も無色の3価が唯一安定な状態となる。

室温以下で強磁性も示し、そのキュリー点は20 °C (292 K) である。

また、ガドリニウムは中性子吸収断面積が非常に大きいので、原子炉の制御材料などに使われる。

歴史

ジャン・マリニャック (J.C.G.de Marignac) が1880年に発見。語源は、ガドリニウムを分離した鉱石、イットリア鉱石の主成分イットリウムの発見者である、フィンランドの鉱物学者ヨハン・ガドリン (J.Gadolin, 1760-1852) から。因みに人名に因んで名付けられた元素は、ガドリニウムが最初であり、かつ最も原子番号の小さい元素である。

ガドリニウムの化合物

• 酸化ガドリニウム(III) (Gd₂O₃) - ガドリニアとも呼ばれる
• ガドリニウムガリウムガーネット (Gd₃Ga₅O₁₂)

同位体

詳細は「ガドリニウムの同位体」を参照

¹⁵³Gd は、X線吸光光度分析法や骨粗鬆症のための骨密度測定等のX線源として用いられる。

出典

*/Gagolinium for nutron capture therapy.(Гадолиний для нейтрон-захватывающей терапии) //LAP LAMBERT Academic Publishing

UpToDate Contents

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• 1. 進行した腎不全における腎性全身性線維症／腎性線維化性皮膚症 nephrogenic systemic fibrosis nephrogenic fibrosing dermopathy in advanced renal failure
• 2. 核磁気共鳴画像法の原理 principles of magnetic resonance imaging
• 3. 造影剤に対する即時型過敏反応：再発反応の予防 immediate hypersensitivity reactions to radiocontrast media prevention of recurrent reactions
• 4. 心血管MRIの臨床的有用性 clinical utility of cardiovascular magnetic resonance imaging
• 5. 妊娠中の画像診断の手順 diagnostic imaging procedures during pregnancy

Japanese Journal

• 上下斜視が著明に変動した眼窩筋炎の1例

• 宇井 恵里/大平 明彦/堀 貞夫
• 東京女子医科大学雑誌 82(E1), E230-E233, 2012-01-31
• … MRIでは左眼は上直筋・上斜筋、右眼は下直筋に腫脹およびガドリニウム造影による増強効果が認められた。 …
• NAID 110008767982

• ガドリニウム造影剤による腎性全身性線維症に係る安全対策について (医薬品・医療機器等安全性情報(No.285))

• 日本医師会雑誌 140(10), 2247-2251, 2012-01
• NAID 40019129066

Related Links

• MRIにガドリニウム造影剤を使うのはどうして ...- Yahoo!知恵袋

【ベストアンサー】MRIは組織特異性が高くないため、造影剤を用いることがあります。 MRIの特性上ガドリニウム製剤を使用します。 造影剤（ガドリニウム製剤）にはT1短縮作用があるため ...

• ガドリニウム - BIGLOBE百科事典

性質 銀白色（白色）の金属。常温、常圧で安定な結晶構造は、六方最密充填構造 (HCP)。比重は7.9、融点は1312 C 、沸点は約3000 C。水にゆっくりと溶け、酸には易溶。安定な原子価は+3価。 ガドリニウムは、最大14個の電子が ...

Related Pictures

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★リンクテーブル★

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「MRI」

　　[★]

同

magnetic resonance imaging、核磁気共鳴画像、磁気共鳴撮像、磁気共鳴断層撮影 magnetic resonance computed tomography MR-CT、磁気共鳴映像法、磁気共鳴画像法、核磁気共鳴画像診断法

頭部MRIにて使用するシークエンス

• T1強調画像
• T2強調画像
• MR angiography

• 造影剤を使わない方法

• TOF法(time-of-flight法)

• 流入してくるプロトンの量を強調→流入する血流のみを高信号に描出

• PC法(phase contrast法)

• 流速に応じた位相の変化を利用

• 造影剤を使用する方法

• MRDSA(MR digital subtraction angiography)

• 造影剤の急速注入→適応：動静脈病変、血行動態、例えば脳動静脈奇形

• T2*強調画像：出血性病変
• ダイナミックMRI：下垂体、vascularity

Perfusion imaging：vascularity

• 3D-MRI
• FLAIR法(fluid attenuated inversion recovery)

• 頭蓋内スクリーニング(T2より病変がわかりやすい)

• 拡散強調画像 diffusion imaging

• 適応：急性期脳梗塞

• functional MRI(fMRI)：術前マッピング
• MR spectroscopy（MRS）：代謝物質

MRIの撮像条件と信号強度

		水	脂肪	骨
T1強調画像	T1WI	黒	白	黒
T2強調画像	T2WI	白	白	黒
FLAIR		黒	白	黒
拡散強調画像	DWI	黒	黒	黒

基本的な物質のMRI画像

参考2 SOR.122

T2 強 調 画 像	高信号		水					出 血 「 メ ト ヘ モ グ ロ ビ ン 」
									脂肪
					線維組織
			皮質骨 空気 血流
	低信号
		低 信 号	.	.	.	.	.	.	高 信 号
		T1強調画像

YN.J-60

• MRIの組織間信号強度
• MRIの血液信号の強度 経時的変化(脳出血)

脳のCT, MRIの比較

	CT	MRI
		T1	T2
灰白質	high	low	high
白質	low	high	low
CSF	low	low	high
血液	high	void	void

疾患とMRI

脳出血

• 超急性期：oxyhemoglobin
• 急性期：deoxyhemoglobin
• 亜急性期：methemoglobin
• 慢性期：hemosiderin

wiki_jaを引用改変

病期	ヘム鉄の性状		磁性	局在	T2WI	T1WI	CT
超急性期（24時間以内）	オキシヘモグロビン	oxyhemoglobin	Fe2+/反磁性	赤血球内	軽度高信号	軽度低信号	高吸収域
急性期（3日以内）	デオキシヘモグロビン	deoxyhemoglobin	Fe2+/常磁性	赤血球内	低信号	軽度低信号	高吸収域
急性期（7日以内）	メトヘモグロビン	methemoglobin	Fe3+/常磁性	赤血球内	低信号	高信号	高吸収域
亜急性期（2週間以内）	フリーメトヘモグロビン		Fe3+/常磁性	赤血球外	高信号	高信号	辺縁部から低下
慢性期（1か月以後）	ヘモジデリン	hemosiderin	Fe3+/常磁性	赤血球外	低信号	低信号	低吸収域

脳梗塞

• CTでは発症早期の所見は取りづらく(early CT signは除く)、12-24時間後に低吸収が出現するため、拡散強調画像(DWI)による発症1-3時間後の高信号をとらえるのが早期診断に有用である。

肝臓

SRA.482

• 正常：T1　＞筋肉、脾臓、T2　脾臓、腎臓＞　＞筋肉。
• 病変：T1　軽度低信号、T2　軽度高信号
• T1強調画像で高信号：脂肪沈着を伴う病変(脂肪肝、肝細胞癌、線種様過形成)、高蛋白貯留液を含む嚢胞性病変(粘液性嚢胞、感染後の嚢胞)、線種様過形成、常磁体物の沈着(亜急性期メトヘモグロビン)、メラニン、ガドリニウム
• T2強調画像で著明な高信号：液体の貯留　→　肝嚢胞、海綿状血管腫
• T2強調画像で低信号：水分減少を伴う病変(凝固壊死、線種様過形成)、メラニン、デオキシヘモグロビン、ヘモジデリン

DWI

• 肝臓では占拠性病変が高信号として描出される。悪性腫瘍では細胞密度が増加し水分子の拡散が制限された結果、高信号を示すと考えられている。

ADC

• 各肝腫瘍における見かけの拡散係数（ADC：apparent diffusion coefficient）を比較し、血管腫では高ADC、悪性腫瘍では低ADCであった。

血腫

参考5改変

血腫におけるヘモグロビンの変性とMRI所見
出血	血液成分	T1強調画像	T2強調画像
直後(～24時間)	オキシヘモグロビン	軽度低信号	軽度高信号
1～3日(急性期)	デオキシヘモグロビン	軽度低信号	低信号
3日～1カ月(亜急性期)	血球外メトヘモグロビン	高信号	高信号
1カ月以上(慢性期)	ヘモジデリン	軽度低信号	低信号

T1とT2

• T1が場所、T2が性質を知るために行う？

造影

• ガドリニウム：MRIで造影といえばこれ。
• 超磁性体酸化鉄粒子 SPIO：肝網内系をターゲットとした造影剤である。SPIOはKupffer細胞に貪食されリソソームにクラスター化される家庭でT2*緩和時間およびT2緩和時間を短縮させる。ゆえにKupffer細胞を含む正常肝組織の信号が低下し、含まない腫瘍とのコントラストを強調することができる。(参考1)

磁場

参考3 参考4

• 2010年現在、臨床で主流となっているMRIは1.5Tが主流。3Tも入り始めている、らしい。
• 臨床で使用可能な磁場強度の上限は厚労省が決めているらしい。

参考

• 1. 多様化する肝転移治療の選択｜肝転移の画像診断：Cancer Therapy.jp：コンセンサス癌治療

http://www.cancertherapy.jp/liver_metastasis/2007_autumn/02.html

• 2. C．産婦人科検査法 9．婦人科疾患のMRI 診断 - 日産婦誌59巻5号

http://www.jsog.or.jp/PDF/59/5905-113.pdf

• 3. MR検査室 - 慶応大学病院

http://www.hosp.keio.ac.jp/kensa/hoshasen/m0.htm

• 4. MRI開発史と科学者たち 物理学専攻 M1 24B07054 森尾豊

http://www-het.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~higashij/lecture/coe07/4hanmorio.pdf

• 5. B．産婦人科検査法 9．婦人科疾患のMRI 診断 - 日産婦誌53巻6号

http://www.jsog.or.jp/PDF/53/5306-099.pdf

「造影MRI」

　　[★]

英

contrast enhanced MRI

関

ガドリニウム

• ガドリニウムを使用したMRI。磁性体であり、T1,T2の両方を短くするために、画像上高信号をていする

「ガドテリドール」

　　[★]

英

gadoteridol

商

プロハンス

関

ガドリニウム。その他の診断用薬

「gadolinium」

　　[★]

ガドリニウム

関

Gd

　

「Gd-DTPA」

　　[★]

同

ガドリニウム

「ガドリニウムDTPA」

　　[★]

英

gadolinium DTPA

関

ガドペンテト酸ジメグルミン、ガドペンテト酸、マグネビスト