Kontrastna sredstva u CT dijagnostici
Osnovni princip CT-a je isti kao i u klasičnoj radiografiji (mjerenje apsorpcije rendgenskih zraka u tijelu pacijenta). Rendgenske zrake prolaze kroz tijelo pacijenta kružeći oko njega iz raznih uglova, oslabljene ih bilježe detektori zračenja, a tako dobivene vrijednosti apsorpcije obrađuju se kompjuterski i stvaraju CT sliku u aksijalnim presjecima.
CT kontrast je farmaceutsko sredstvo koje se koristi za bolji prikaz određenih organa, krvnih žila ili tkiva. Tokom mnogih CT pregleda od pacijenata se zahtijeva uzmu kontrastno sredstvo u zavisnosti od organa ili organskog sistema koji će se posmatrati (oralno, rektalno ili putem injekcije).
Oralna primjena kontrasta se najčešće koristi kod pregleda abdomena i zdjelice. Postoje dvije različite vrste tvari koje se koriste snimanje:
Ø
barijev sulfat kao najčešće oralno kontrastno sredstvo koje se koristi na CT-u
Ø
gastrografin (napitak na bazi vode pomiješan s jodom)
Rektalni kontrasti se često koriste kako bi se poboljšala slika crijeva i drugih organa u zdjelici. Koristi se isti kontrast koji se koristi i u oralnoj primjeni. Rektalna kontrastna sredstva se obično daju pomoću klistira. Oni pomažu povećati osjetljivost pretrage koja se ne ocrtava samo na debelom crijevu već i na mjehuru, maternici kod žena i drugim organima.
Važno je ukloniti što više hrane iz želuca i crijeva kako bi se poboljšala osjetljivost slike pomoću kontrasta i kako hrana ne bi oponašala neku bolest. Zato se ne smije jesti nekoliko sati prije CT pregleda (isto pravilo važi i za druge radiografske metode posmatranja GIT-a)!
PET/CT je vodeći uređaj slikovne i funkcionalne dijagnostičke metode kojom se procjenjuje građa i funkcija tkiva i organa u organizmu. U ovu svrhu se koristi mala količina radioaktivnog materijala koji se ubrizga u venu. Najčešće se koristi radioaktivni šećer (F-18 FDG; analog glukoze, fluorodeoksiglukoza (FDG), obilježena ciklotronskim proizvodom, izotopom fluora (18F)) koji se nakon davanja u venu rasporedjuje u tkiva i organe ovisno o stepenu aktivnosti stanica u tkivima. Naime, poznato je da tumorske stanice za svoje potrebe koriste puno glukoze, te se ista, kad je obilježena, izrazito se nakuplja u tumorskim stanicama, za razliku od nakupljanja u okolnim, zdravim strukturama, te nam na taj način omogućava razlikovanje tumorskog tkiva, primarnog tumora ili metastaza, od okolnog zdravog tkiva.
Angiografija
Angiografija je invazivna radiološka metoda prikazivanja arterija i vena uz pomoć kontrastnog sredstva injiciranog u određenu krvnu žilu.
Angiografija se dijeli na:
Ø arteriografiju koja označava prikaz arterija
Ø flebografiju kojom se prikazuju vene.
Rutinskoj primjeni angiografije pridonijelo je usavršavanje rendgenske aparature, pronalazak manje toksičnih jodnih kontrastnih sredstava i usavršavanje tehnike punkcije krvnih žila i perkutanog uvođenja katetera. Kada se dijagnostički problem ne može riješiti neinvazivnim pretragama pristupa se angiografskom pregledu. Međutim veliki dio dijagnostičkog područja zamijenjen je manje invazivnim metodama kao što su Doppler ultrazvuk, MSCT i MR angiografije.
Kontrastna sredstva u magnetnoj rezonanciji (MRI)
Magnetna rezonancija je dijagnostički postupak u kojem se ne primjenjuju rendgenske zrake, već se temelji na rezonanci vodikovih iona u jakom magnetnom polju. U odnosu na druge radiološke metode, prednost ove je visoka osetljivost na promjene sadržaja vode unutar tkiva u patološkim stanjima, kao i visoka kontrastnost različitih tkiva.Tijelo, odnosno organ koji se pretražuje tokom snimanja nalazi se u statičkom magnetnom polju, a primjenom radiofrekventnih valova dolazi do pojave signala, koji se pomoću kompjuterskih programa pretvaraju u sliku. Na taj način dobivena slika omogućuje visoku diferencijaciju mekotkivnih struktura i krvnih žila znatno bolju od CT-a. Kontrastna sredstva u MR dijagnostici mogu naglasiti kontrastnost između magnetski sličnih, a histološki različitih struktura i time omogućiti uočavanje patoloških promjena zbog čega se ovaj vid pregleda koristi u svrhu dijagnosticiranja tumora, infekcija, upalnih procesa, razlikovanja žarišnih lezija itd. Najčešće korištena kontrastna sredstva su gadolinij, mangan i željezo.
Gadolinij
Ima šest nivoa energije i 7 nesparenih elektrona zbog čega ulazi u interakcije s vodikovim ionima. Soli gadolinija(III), topive u vodi, su veoma toksične ako se apliciraju u ljudsko tijelo. Međutim, ako se gadolinij smjesti u kelate organskog porijekla neće imati vremena predati ione tijelu i postat će netoksičan, te kao takav moći će se aplicirati intravenski. Kelacija je specifičan način kako ioni i molekule vežu metalne atome.
Kontrastna sredstva u ultrazvučnoj dijagnostici (UZV)
Stvaranje UZV slike temelji se na odbijanju akustičkih valova od struktura u tkivu, dok se stvaranje RTG slike temelji na različitom prolasku X-zraka kroz tkiva i organe. UZV je neinvazivna metoda. Reflektivnost (ehogenost) tkiva ovisi o količini kolagena, masti i fibroznih struktura, odnosno o broju međuploha između dijelova tkiva različitih akustičkih otpora. UZV kontrastno sredstvo treba povećati količinu energije koja se odbija od struktura tkiva i time pojačati B-mod ili Dopplerski signal. To se najčešće postiže pomoću sitnih mjehurića u krvi ili tkivu, koji imaju različiti akustički otpor od okolnog tkiva. Za dobru reflektivnost mjehurići bi trebali biti što veći, ali ipak tako mali da ne izazovu plinske embolije u plućima, podjednake veličine, stabilni, otporni na tlak.
Negativni učinci i nuspojave nakon primjene kontrastnog sredstva
Primjena kontrastnih sredstava uvijek predstavlja potencijalni rizik od fatalnog ishoda. Reakcije koje nastaju odmah nakon aplikacije mogu biti lokalne i opće. Neželjene reakcije se očituju nizom simptoma, od sasvim blagih, prolaznih do teških sa slikom anafilaktičkog šoka i smrti.
Nefropatije (komplikacije na bubrezima) porastom vrijednosti kreatinina u serumu za više od 25% od normalne vrijednosti, unutar 3 dana od primjene kontrastnog sredstva, uz isključenje ostalih mogućihi uzroka nefropatije.
Ekstravazacija (aplikacija kontrasta izvan krvnog suda) - je komplikaciju koja najčešće nastaje zbog primjene automatskih injektora uslijed apliciranja velikog volumena hiperosmolalnog, viskoznog kontrastnog sredstva u kratkom vremenskom razdoblju. Obuhvaća blagu i prolaznu reakciju koja se spontano sanira unutar 24-48 sati , ali i teške reakcije sa nekrozom i ulceracijom tkiva.
Zračna embolija
je komplikacija koja podrazumijeva ulazak zraka u venski sistem prilikom intravenoznog injiciranja kontrastnog sredstva.
Klasifikacija reakcija na kontrastna sredstva:
Ø blage: mučnina, povraćanje, osjećaj vrućine, lokalizirana urtikarija, znojenje, blijedilo, svrbež, kihanje
Ø umjerene: nesvjestica, jako povraćanje, difuzna urtikarija, edem lica, bronhospazam, dispnea, tresavica, bol u prsima
Ø teške: teški kolaps, gubitak svijesti, plućni edem, srčani arest, infarkt miokarda, aritmije
Prevencija i liječenje komplikacija
Kako bi se spriječila ili ublažila neželjena reakcija, prije radioloških ispitivanja potrebno je izvršiti odgovarajuću premedikaciju. U rizičnoj grupi bolesnika ispitivanje treba izvesti nejonskim niskoosmolarnim kontrastnim sredstvom. Rizik od ozbiljnijih alergijskih reakcija na kontrast koji sadrži jod je veoma rijetka, a odeljenja radiologije su dobro opremljena za brzu sanaciju alergijskih reakcija.
Blage i srednje reakcije saniraju se intravenskom primenom antihistaminika, nizak pritisak, kolaps i teške vaskularne reakcija tretiraju se subkutano ili intravenski datim noradrenalinom, i prema potrebi udisanjem kisika. U stanjima šoka primenjuju se infuzije visokomolekularnih rastvora. Kod pojave grčeva primenjuje se diazepam. U komplikacije intravenozne aplikacije kontrastnog sredstva spada i ekstravazacija i infiltracija mekih tkiva. Simptomi infiltracije su e crvenilo i osjećaj toplote, peckanja i bola. Najčešći uzrok infiltracije je ispadanje igle iz punktirane vene. Ukoliko se javi infiltracija odmah se prestaje sa aplikacijom medikamenta. Infiltracija se najčešće liječi;
Ø aplikacijom leda ukoliko se infiltracija javila u prvih 30 minuta,
Ø postavljanjem tople komprese ukoliko se infiltracija javila nakon 30 minuta.
Zanimljivosti
Prva dijagnostička upotreba rtg-zraka bila je prikazivanje prijeloma kostiju, te stranih tijela, što je sve bilo vidljivo zahvaljujući prirodnoj kontrastnosti zbog visokog sadržaja kalcija. Primijećeno je da su sva meka tkiva jednako “prozirna” za rtg-zrake i ne mogu se međusobno razlikovati, ali kad bi se ispunila spojem koji sadrži kalcij ili teški metal povećala bi im se gustoća. Morton i Hammer 1896. godine u svojoj monografiji izlažu ideju o neškodljivim sredstvima neprozirnim za X- zrake. Becherje 1896.g prikazao crijevo svinje Pb - acetatom, Dutto je prikazao arterije amputirane ruke kredom, Haschek i Lindenthal Hg-sulfidom (cinabar) te bizmutom i olovom želudac štakora.
Zaključak
Kontrastno sredstvo je supstanca, rastvorljiva ili nerastvorljiva u vodi, koja se primenjuje u invazivnoj i neinvazivnoj radiološkoj dijagnostici. Svrha primjene kontrastnih sredstava ogleda se u poboljšanju i preciziranju dijagnostičkih informacija kao slikovnih prikaza anatomije i patologije organskih sistema. Izuzetno je važno poznavati indikacije za primjenu kontrastnih sredstava kako bi njihova primjena bila optimalna i kako bi se reducirale potencijalne mogućnosti nastanka alergijskih reakcija odnosno drugih neželjenih komplikacija.
Reference:
1. Choi JW, Moon WJ. Gadolinium Deposition in the Brain: Current Updates. Korean J Radiol. 2019 Jan;20(1):134-147.
2. Bush WH, Swanson, DP. Acute Reactions to Intravascular Contrast Media: Types, Risk Factors, Recognition, and Specific Treatment. AJR 1991; 157:1153-1161.
3. Burtea C, Laurent S, Vander Elst L, Muller RN. Contrast agents: magnetic resonance. Handb Exp Pharmacol. 2008;(185 Pt 1): 135-65.
4. Mandlik V, Prantl L, Schreyer AG. Contrast Media Extravasation in CT and MRI - A Literature Review and Strategies for Therapy. Rofo. 2019 Jan; 191(1): 25-32.
5. Heshmatzadeh Behzadi A, Farooq Z, Newhouse JH, Prince MR. MRI and CT contrast media extravasation: A systematic review. Medicine (Baltimore). 2018 Mar; 97:0055.
6. Atar E. Gadolinium-based magnetic resonance imaging contrast agents in interventional radiology. Isr Med Assoc J. 2004 Jul;6(7):412-4.
7. Huang DY, Yusuf GT, Daneshi M, Ramnarine R, Deganello A, Sellars ME, Sidhu PS. Contrast-enhanced ultrasound (CEUS) in abdominal intervention. Abdom Radiol (NY). 2018 Apr;43(4):960-976.
8. Hayward R, Dawson P. Contrast agents in angiocardiography. Br Heart J. 1984 Oct;52(4):361-8.
9. De La Vega JC, Häfeli UO. Utilization of nanoparticles as X-ray contrast agents for diagnostic imaging applications. Contrast Media Mol Imaging. 2015 Mar-Apr;10(2):81-95.
10. den Adel B, van der Graaf LM, Que I, Strijkers GJ, Löwik CW, Poelmann RE, van der Weerd L. Contrast enhancement by lipid-based MRI contrast agents in mouse atherosclerotic plaques; a longitudinal study. Contrast Media Mol Imaging. 2013 Jan-Feb;8(1):63-71.
11. Boyd EM, Abel M. The acute toxicity of barium sulfate administered intragastrically. Can Med Assoc J. 1966 Apr 16;94(16):849-53.
12. Bishop NL. Radiology. Br Med J (Clin Res Ed). 1982 Sep 11;285(6343):701-3. doi: 10.1136/bmj.285.6343.701.
13. Hung AH, Lilley LM, Hu F, Harrison VS, Meade TJ. Magnetic barcode imaging for contrast agents. Magn Reson Med. 2017 Mar;77(3):970-978.