To use inductively coupled plasma mass spectroscopy (ICP-MS) to evaluate gadolinium accumulation in brain tissues, including the dentate nucleus (DN) and globus pallidus (GP), in subjects who received a gadolinium-based contrast agent (GBCA).Institutional review board approval was obtained for this study. Written informed consent for postmortem investigation was obtained either from the subject prior to his or her death or afterward from the subject's relatives. Brain tissues obtained at autopsy in five subjects who received a linear GBCA (GBCA group) and five subjects with no history of GBCA administration (non-GBCA group) were examined with ICP-MS. Formalin-fixed DN tissue, the inner segment of the GP, cerebellar white matter, the frontal lobe cortex, and frontal lobe white matter were obtained, and their gadolinium concentrations were measured. None of the subjects had received a diagnosis of severely compromised renal function (estimated glomerular filtration rate <45 mL/min/1.73 m(2)) or acute renal failure. Fisher permutation test was used to compare gadolinium concentrations between the two groups and among brain regions.Gadolinium was detected in all specimens in the GBCA agent group (mean, 0.25 µg per gram of brain tissue ± 0.44 [standard deviation]), with significantly higher concentrations in each region (P = .004 vs the non-GBCA group for all regions). In the GBCA group, the DN and GP showed significantly higher gadolinium concentrations (mean, 0.44 µg/g ± 0.63) than other regions (0.12 µg/g ± 0.16) (P = .029).Even in subjects without severe renal dysfunction, GBCA administration causes gadolinium accumulation in the brain, especially in the DN and GP.

Purpose To assess whether an association exists between hyperintensity in the dentate nucleus (DN) on unenhanced T1-weighted magnetic resonance (MR) images and previous administration of gadolinium-based contrast agents (GBCAs) that contain different types of gadolinium chelates. Materials and Methods The institutional review board approved this study. Written informed consent was waived because this was a retrospective study. Evaluated were 127 cases among 360 consecutive patients who underwent contrast agent–enhanced brain MR imaging. Two radiologists conducted visual evaluation and quantitative analysis on unenhanced T1-weighted MR images by using regions of interest. DN-to-cerebellum (DN/cerebellum) signal intensity ratios were calculated and the relationship between DN/cerebellum and several factors was evaluated, including the number of previous linear chelate and/or macrocyclic GBCA administrations by using a generalized additive model. The Akaike information criterion was used in model selection. Interobserver correlation was evaluated with paired t tests and the Lin concordance correlation coefficient. Results The images of nine patients (7.1%) showed hyperintensity in the DN. Twenty-three patients (18.1%) received linear GBCAs (median, two patients; maximum, 11 patients), 36 patients (28.3%) received macrocyclic GBCAs (median, two patients; maximum, 15 patients), 14 patients (11.0%) received both types of GBCA (linear [median, two patients; maximum, five patients] and macrocyclic [median, three patients; maximum, eight patients]), and 54 patients (42.5%) had no history of administration of gadolinium chelate. Interobserver correlation was almost perfect (0.992 [95% confidence interval: 0.990, 0.994]). The DN/cerebellum ratio was associated with linear GBCA (P < .001), but not with macrocyclic GBCA exposure (P = .875). According to the Akaike information criterion, only linear GBCA was selected for the final model, and the DN/cerebellum ratio had strong association only with linear GBCA. Conclusion Hyperintensity in the DN on unenhanced T1-weighted MR images is associated with previous administration of linear GBCA, while the previous administration of macrocyclic GBCAs showed no such association. © RSNA, 2015