Foto: webdr.ba
Šta su to kontrastna sredstva i čemu služe?
Kontrastna sredstva su supstance nerastvorljive ili rastvorljive u vodi, koja se primenjuje u invazivnoj i neinvazivnoj radiološkoj dijagnostici. Zbog sposobnosti da apsorbuje rendgen zračenje više ili manje od tjelesnih tkiva ili organa, nakon parenteralnog, intravenoznog, intraarterijskog, intraartikularnog unosa u organizam ono omogućava pojačanu osjenčenost mekih tkiva, nakon njihovog izlaganja rendgen zracima u toku klasične radiografije ili kompjuterizovane tomografije.
Prikazivanje organa i organskih sistema uz primjenu kontrastnih sredstava naziva se kontrastna dijagnostička metoda. Ova metoda se koristi kako bi vizualizirala i najmanje moguće razlike u strukturi tkiva, organa i patoloških procesa. Zbog gustoće i debljine tkiva kontrastna sredstva su različite koncentracije. Upotrebljavaju se za slikovne metode prikaza u: radiografiji, dijaskopiji, kompjuterizovanoj tomografiji (CT), magnetnoj rezonanci (MRI), ultrazvučnoj dijagnostici (UZV) itd. Budući da nijedno kontrastno sredstvo danas nije bezopasno, kontrastne pretrage se obavljaju kod strogo određenih indikacija. Svako davanje kontrastnih sredstava koje sadrži atome joda može izazvati niz nepoželjnih reakcija bolesnika.
Podjela kontrastnih sredstava
Imamo više podjela kontrastnih sredstava. Prema mjestu aplikacije imamo:
- intravenska kontrastna sredstva,
- kontrastna sredstva za gastrointestinalni system,
- rektalna kontrastna sredstva,
- kontrastna sredstva za prikaz tjelesnih šupljina.
Prema promjeni apsorpcije rendgenskih zraka imamo:
- negativna kontrastna sredstva (smanjuju apsorpciju rendgenskih zraka),
- pozitivna kontrastna sredstva (povećavaju apsorpciju rendgenskih zraka), i to prema:
- topivosti imamo:
- netopiva – primjenjuju se za prikaz šupljih organa, uglavnom su to organi GITa (BaSO4/barijev sulfat),
- topiva – sredstva koja se brzo izlučuju putem bubrega ili putem jetre. To su spojevi koji sadrže jod,
- teško topiva i ona koja se slabo resorbuju. Primjer su uljna kontrastna sredstva koja se nakon pretrage moraju odstraniti, jer mogu izazvati upalne reakcije tkiva.
Prema načinu eliminacije iz organizma imamo:
- urotropna kontrastna sredstva (eliminacija putem urina),
- hepatotropna kontrastna sredstva (eliminacija putem jetrenih ćelija u žučne kanale)
Kontrastna sredstva u konvencionalnoj radiologiji
Kontrastna sredstva koja koristimo u konvencionalnoj radiologiji su pozitivna i negativna.
Pozitivna kontrastna sredstva su hemijske supstance koje povećavaju apsorpciju x-zraka i daju intenzivniju rendgensku sjenu. Pozitivna kontrastna sredstva daju prikaz onih organa čiji prirodni kontrast nije dovoljan, dok negativna smanjuju gustoću sjene organa. Pozitivna kontrastna sredstva su spojevi joda i barija. Preparati barija se isključivo koriste za pregled probavnog sistema, a preparati joda se koriste za ostale kontrastne metode pregleda.
U negativna kontrastna sredstva ubrajaju se kiseonik (O2), azotni oksid (N2O) i ugljenikov dioksid (CO2). Ova sredstva se mogu kombinovati sa barij-sulfatom (dvostruko kontrastne pretrage probavnih organa) ili sa jodnim kontrastnim sredstvom (dvostruko kontrastna artrografija).
Šta su jodna kontrastna sredstva i gdje ih sve upotrebljavamo?
Jodna kontrastna sredstva su najraširenija i najvažnija grupa kontrastnih sredstava koja se koriste za prikazivanje organa, krvnih sudova, telesnih šupljina u mijelografijama itd. Korištenjem ove vrste kontrastnih sredstava, u svijetu se godišnje napravi preko 10 miliona procedura. Sva današnja hidrosolubilna kontrastna sredstva su derivati trijodbenzena, i koriste se u sledećim neinvazivnim poluinvazivnim i invazivnim procedurama:
- angiografija (dijagnostika arterijskih bolesti),
- Venografija (dijagnostika venskih bolesti),
- cistoureterografija (dijagnostika bolesti mokraćnih puteva),
- histerosalpinografija (dijagnostika bolesti materice),
- intravenska urografija (dijagnostika bolesti bubrega).
Danas su u upotrebi uglavnom preparati koji su manje osmolarnosti sa vrlo rijetkim nuspojavama i alergijskih reakcija (učestalosti oko 1:1.000.000 bolesnika). Indikovani su za direktni i indirektni prikaz gotovo svih organa i organskih sistema. Za ovu grupu kontrastnih sredstava, koja se izlučuju putem bubrega, prije same primjene potrebno je ispitati bubrežnu funkciju. Neželjeni efekat ovih kontrastnih sredstava je mogućnost oštećenja bubrežne funkcije.
Upotreba u angiografiji i koronografiji
Angiografija je je invazivna dijagnostička metoda pregleda unutrašnjosti, ili lumena, krvnih sudova tijela, posebno arterija, vena i komora srca. Obavlja se ubrizgavanjem radio neprozirnog hidrosolubilnog kontrastnog sredstva, kroz u tu svrhu napravljene specijalne katetere, koji se uvode u krvni sud. Ova tehnika se koristi za slikanje arterija u mozgu, srcu, bubrezima, gastrointestinalni trakt, aorti, vratu, grudnom košu, udovima i plućima.
Angiografija se dijeli na:
- arteriografija koja označava prikaz arterija,
- flebografija kojom se prikazuju vene.
Rutinskoj primjeni angiografije pridonijelo je usavršavanje rendgenske aparature, pronalazak manje toksičnih jodnih kontrastnih sredstava i usavršavanje tehnike punkcije krvnih sudova i perkutanog uvođenja katetera. Kada se dijagnostički problem ne može riješiti neinvazivnim pretragama pristupa se angiografskom pregledu.
Koronografija je invazivna dijagnostička procedura u kojoj se uz pomoć sofisticirane radiološke opreme obavlja pregled unutrašnjosti (lumena) krvnih sudova srca ili karonornih arterija. Koronarografija je najkorisnija i najvažnija procedura u dijagnostici koronarnih bolesti, jer omogućava ljekaru da tačno vidi gdje su koronarne arterije sužene ili zatvorene. Zato je u kardiologiji i kardiohirurgiji najveći dio dijagnostike usmjeren na koronarnu angiografiju koja se obavlja uz pomoću koronarografskog uređaja.
Koronografija je selektivna angiografska metoda koja se izvodi ubrizgavanjem hidrosolubilnog kontrastnog sredstva, kroz u za tu svrhu napravljen specijalni kateter, koji se uvode u krvni sud srca. Zapis (na filmu ili slika na monitoru fluroskopa), krvnih sudova srca zove se angiogram .
Prednosti i vrste jodnih kontrastnih sredstava
Hidrosolubilna ili u vodi rastvorljiva jodna kontrastna sredstva, prema osmolarnosti mogu biti:
- visokoosmolarna (hipertonična, hiperosmolarna),
- niskoosmolarna (hipotonična, hipoosmolarna) i
- izoosmolarna (hipotonična, hipoosmolarna).
Osnovni cilj u razvoju i proizvodnji kontrastnih sredstva je postizanje što većeg broja atoma joda u rastvoru, sa ciljem da se što je moguće više poveća apsorpcija rendgen zračenja uz što manji broj čestica ili što manju osmolarnost, što zahtjeva vezivanje više atoma joda za jedan organski molekul nosioca.
Prednosti niskoosmolarnih kontrastnih sredstva ogleda se u slijedećim njihovim osobinama:
- ne izazivaju bol na mestu injektiranja u arterije,
- ne izazivaju hemodinamske i elektrokardiografske poremećaje kod interventnih radioloških procedura na srcu i plućima,
- mogu se primjeniti i u većim dozama u odnosu na visokoosmolarna kontrastna sredstva.
Visokoosmolarana (jonska) kontrastna sredstva su supstance koje su rastvorljivije u vodi, jer disociraju na katjon (natrijum ili meglumin) i anjon, građen od benzenovog jezgra sa tri joda i negativnom karboksilnom grupom (COOH-).
Najčešći u upotrebi su:
- diatrozat (monomer visoke osmolarnosti),
- metriozat (monomer visoke osmolarnosti) i
- joksaglat (dimer visoke osmolarnosti).
Nisko osmolarna (nejonska) kontrastna sredstva su supstance koje ne disociraju, ali su ipak hidrosolubilna jer imaju polarne grupe OH- sa viškom elektrona oko kiseonika (pol) i manjkom elektrona oko vodonika (H+ pol) pa se tako polarni molekuli mogu rastvoriti među disociranim molekulima vode (što više OH ima u molekulu to je hidrosolubilnost bolja. Osim dobre rastvorljivosti ona smanjuju i subarahnoidalnu toksičnost.
Najčešći u upotrebi su:
- jopamidol (monomer niske osmolarnosti),
- joheksol (monomer niske osmolarnosti),
- joksilan (monomer niske osmolarnosti) i
- jopromid (monomer niske osmolarnosti).
Zbog električnog naboja kontrastna sredstva se rasprostiru samo ekstracelularno pa prema tome ne deluju toksično u ćelijama. Jonska kontrastna sredstva disociraju na jone koji ulaze u reakcije u organizmu iz kojih se oslobađaju supstance koje mogu da izazovu alergijske reakcije. Nejonska kontrastna sredstva ne disociraju, i zato ne ulaze u nikakve reakcije u organizmu.
Posljednji korak u evoluciji kontrastnih sredstava je razvoj izoosmolarnih kontrastnih sredstava koji se sastoje od molekule sa 2 benzenska prstena (svaka sa 3 atoma joda) koja su nejonska i zato ne disociraju u vodi. Smanjenje osmolarnosti u nejonskim spojevima ostvareno je spajanjem 2 monomera da bi se dobio dimer. Prednost smanjenja osmolarnosti je u tome što poboljšava njihovu sigurnost. Konačno to dovodi do toga da su izoosmolarna kontrastna sredstva bolja u prevenciji kontrast indukovane nefropatije (engl. CIN) od niskoosmolarnih kontrastnih sredstava, shodno na osmolarnost koja bi mogla da izazove osmotsku diurezu i ometa protok krvi u bubrezima, što i jeste jedan od glavnih mehanizama razvoja CIN-a. Predstavnik ove grupe je Iodixanol.
Poželjne osobine jodnih kontrastnih sredstava:
- da ima visoku rentgensku gustinu, koja omogućava dobru kontrastnost (što više atoma joda u jednom molekulu),
- da je biološki inertan (tj da nema specifično biohemijsko dejstvo, da ne menja biohemijske reakcije u organizmu),
- da je fizičko-hemijski stabilan (da naknadno ne stvara u tijelu toksične supstance, i da se hemijski ne razlaže prebrzo),
- da je praktičan za upotrebu i da ima prihvatljivu cijenu,
- da ima nisku osmolarnost (što manji broj čestica po ml),
- da je nejonski ili da ne disocira na anjon i katjon,
- da se dobro rastvara u vodi (a time i u krvi, tj da je što više hidrofilan (treba da sadrži hidrofilne lance u strukturi molekula što manje lipofilan (lipofilne materije mogu da prolaze kroz membrane u ćeliju, što je nepoželjno jer u ćeliji kontrastno sredstvo deluje toksično) i
- da ima što nižu viskoznost (osim ako je ona poželjna u cilju kvalitetnije dijagnostike).
Neželjene reakcije nakon primjene kontrastnog sredstva
Primjena kontrastnih sredstava uvijek predstavlja potencijalni rizik od fatalnog ishoda. Reakcije koje nastaju odmah nakon aplikacije mogu biti lokalne i opšte. Neželjene reakcije se ogledaju u nizu simptoma, od sasvim blagih, prolaznih do teških sa slikom anafilaktičkog šoka i smrti.
One mogu biti:
- blage: mučnina, povraćanje, osjećaj vrućine, lokalizovana urtikarija, znojenje, bljedilo, svrbež, kihanje;
- umjerene: nesvjestica, jako povraćanje, difuzna urtikarija, edem lica, bronhospazam, dispnea, tresavica, bol u prsima;
- 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 kiseonika. 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 crvenilo i osjećaj toplote, peckanja i bol. Najčešći uzrok infiltracije je ispadanje igle iz punktirane vene. Ukoliko se javi infiltracija odmah se prestaje sa aplikacijom medikamenta, stavlja se led unutar prvih 30 minuta i postavlja topla kompresa unutar prvih 30 minuta.
Preporuke i zaključak
Primjena kontrastnih sredstava u radiologiji je neophodna, ali svakom pregledu treba pristupiti sa dosta obazrivosti i uvek misliti na moguće neželjene reakcije na aplikovano kontrastno sredstvo. Sve neželjene reakcije na lijekove moraju se prijaviti nadležnim organizacijama. Tu obavezu imaju svi zdravstveni radnici. Procjenom prijavljenih slučajeva zaključuje se o kliničkom značaju neželjenih reakcija, kao i o odgovarajućim mjerama u cilju prevencije i terapije istih. Ne postoji mogućnost da se predvidi da će doći do neželjene reakcije na kontrastno sredstvo. Zato je najbitnije početi sa dobrom i iscrpnom ličnom i heteroanamnezom. Takođe veoma je značajna adekvatna identifikacija faktora rizika i premedikacija kod pacijenata sa rizikom, kao i brza reakcija u slučaju pojave eventualnih neželjenih reakcija.
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 redukovale potencijalne mogućnosti nastanka alergijskih reakcija odnosno drugih neželjenih komplikacija.
Kad god je moguće, treba birati nejonske niskoosmolarne kontraste, jer je incidenca neželjenih reakcija znatno niža.
Autor
Mr ph Dragan Stanojević
Reference:
- Choi JW, Moon WJ. Gadolinium Deposition in the Brain: Current Updates. Korean J Radiol. 2019 Jan;20(1):134-147.
- Bush WH, Swanson, DP. Acute Reactions to Intravascular Contrast Media: Types, Risk Factors, Recognition, and Specific Treatment. AJR 1991; 157:1153-1161.
- Burtea C, Laurent S, Vander Elst L, Muller RN. Contrast agents: magnetic resonance. Handb Exp Pharmacol. 2008;(185 Pt 1): 135-65.
- 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.
- Heshmatzadeh Behzadi A, Farooq Z, Newhouse JH, Prince MR. MRI and CT contrast media extravasation: A systematic review. Medicine (Baltimore). 2018 Mar; 97:0055.
- Atar E. Gadolinium-based magnetic resonance imaging contrast agents in interventional radiology. Isr Med Assoc J. 2004 Jul;6(7):412-4.
- 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.
- Hayward R, Dawson P. Contrast agents in angiocardiography. Br Heart J. 1984 Oct;52(4):361-8.
- Jo SH. Iso-osmolar Iodixanol Is Better than Low-osmolar Contrast for CIN Prevention. And Then? Korean Circ J. 2021 Feb ;51(2):182-184.
- 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.
- 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.
- Boyd EM, Abel M. The acute toxicity of barium sulfate administered intragastrically. Can Med Assoc J. 1966 Apr 16;94(16):849-53.
- Bishop NL. Radiology. Br Med J (Clin Res Ed). 1982 Sep 11;285(6343):701-3. doi: 10.1136/bmj.285.6343.701.
- 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.