Een marker voor lekkage van de bloed-hersenbarrière. Gadolinium geeft een signaal op een MRI-beeld. Gadolinium kan de bloed-hersenbarrière niet passeren. Een gadolinium-signaal op een MRI-beeld na het inspuiten van gadolinium in het bloed, betekent dus dat het gadolinium via een lek in de bloed-hersenbarrière het centrale zenuwstelsel moet zijn binnengekomen.
Gadolinium wordt ook gebruikt als contrastmiddel bij MRI-scans. Door lokale veranderingen in het vaatbed van weefsels worden deze beter zichtbaar in een MRI-scan. Na afloop van het MRI-onderzoek wordt het complex geleidelijk door de nieren uitgescheiden. Ook wordt gadolinium gebruikt om bloedvaten zichtbaar te maken.