SUBIECT 6 SUBSTANE DE CONTRAST N RADIOLOGIEDr. Mihai Lesaru UMF "Carol Davila", Bucuresti Substanele de contrast au drept scop creterea sensibilitii unei metode imagistice, cu vizualizarea unor structuri care nu sunt vizibile fr utilizarea acestor substane, si caracterizarea mai bun a leziunilor n vederea elaborrii unui diagnostic. Ele sunt prezente att n radiologia clasic ct i n restul metodelor imagistice ecografie, tomografie computerizat, imagistica prin rezonan magnetic, angiografie avnd structuri chimice adecvate explorrii n cauz. n radiologia clasic pot fi mprite dup tipul de modificare a imaginii n substane care realizeaz contrast pozitiv i substane care realizeaz contrast negativ. Substanele care realizeaz contrast pozitiv sunt sulfatul de bariu i substanele iodate. Acestea au n compoziie elemente chimice care determin absorbie crescut a radiaiei X bariu sau iod. Contrastul negativ este realizat prin utilizarea aerului, mecanismul care genereaz contrastul fiind n acest caz substracia. Sulfatul de bariu este destinat explorrii tractului digestiv tranzit esogastroduodenal, enteroclisma, irigografia. Nu este indicat n cazul suspicionrii unei fistule digestive, perforaiilor - sulfatul de bariu fiind iritant pentru peritoneu - sau a ocluziei intestinale - precipitarea cu formarea de conglomerate poate agrava o ocluzie. De regul n explorrile menionate se folosete i tehnica dublului contrast, ceea ce presupune folosirea aerului drept contrast negativ adugat contrastului pozitiv (bariu), avnd drept rezultat aprecierea mai fidel a morfologiei mucoasei digestive. Substanele de contrast iodate sunt destinate explorrii altor lumene dect cele digestive sau pentru lumene digestive n cazul contraindicaiilor sulfatului de bariu. Astfel, pot fi utilizate pentru opacifierea vaselor sanguine (arteriografie, flebografie), cilor biliare (colangiografie anterograd sau retrograd), cilor excretorii urinare (urografie intravenoas, ureteropielografie retrograd sau percutan, uretrografie, cistografie), canalului rahidian (mielografie),articulaiilor (artrografie), tub digestiv, explorri complexe (tomografie computerizat),fistulelor Au nceput a fi folosite pe scar larg n 1950 odat cu apariia srurilor monomerice de acid benzoic triiodat. Aceste prime substane sunt monomeri ionici cu osmolaritate ridicat de 5-8 ori osmolaritatea plasmei ceea ce determin apariia relativ frecvent a reaciilor adverse (toxice, anafilactice i hemodinamice) la injectarea intravascular. n anii `70 au aprut primii monomeri nonionici, substane de contrast care nu disociaz n soluie, realiznd un raport iod : particul chimic activ de 3 : 1, cu riscuri mai reduse de reacii adverse. Osmolaritatea acestor substane este de aproximativ dou ori mai mare dect cea a plasmei, similar urmtoarei generaii de medii de contrast iodate, substanele ionice dimerice. Spre sfritul anilor `80 apar substanele de contrast dimerice nonionice, care au osmolaritate practic egal osmolaritii plasmei (300 mg/ml) i un raport iod : particul chimic activ de 6 : 1. Avantajul principal al substanelor de contrast dimerice non-ionice este o toleran foarte bun la injectarea intravascular, cu creterea securitii pentru pacient. Dezavantajele sunt preul de cost relativ ridicat i o vscozitate ce crete pe msur ce scade osmolaritatea, fcnd injectarea intravascular mai dificil mai ales pentru debite mari. Chiar i n aceste condiii n multe ri s-a renunat la injectarea intravascular a substanelor hiperosmolare, securitatea pacientului fiind prioritar. Injectarea intravascular a substanelor de contrast iodate va produce opacifierea vaselor mari (timp vascular-vizibil n funcie de debitul de injectare i concentraia produsului), urmat de opacifierea capilarelor parenchimatoase (timp parenchimatos) i n final eliminarea din organism (timp excretor).

27

Agenii de contrast iodai nu depesc n mod normal bariera hematoencefalic. Eliminarea substanelor de contrast iodate se face pe cale renal (filtrare glomerular), timpul de njumtire fiind de aproximativ dou ore, la 4 ore fiind eliminat aproximativ 75% din substan. Reducerea filtratului glomerular are drept consecin eliminarea contrastului iodat si pe alte ci (biliar, cutanat). De notat ns c prezena contrastului iodat n vezicula biliar poate apare dup injectare i.v. i la indivizii cu funcie renal normal, fr a avea o semnificaie patologic. Efectele adverse apar aproape n exclusivitate la injectarea intravascular, fiind relativ rare, cu o frecven a reaciilor severe sub 1% din totalul injectrilor. Sub aspectul mecanismului pot fi clasificate n reacii idiosincrazice sau chemotoxice. Primele sunt reacii anafilactoide i apar imprevizibil, independent de doza sau concentraia contrastului., fiind implicate mecanismele de tip alergic. Reaciile de tip chemotoxic depind de doz i de caracteristicile fiziologice a fiecrei substane (osmolaritate, viscozitate, ncrctur electric, capacitatea de chelare a calciului, coninutul de sodiu). Acestea apar mai frecvent la pacieni cu insuficiene de organ, manifestndu-se cel mai frecvent sub forma nefrotoxicitii. Mai practic i mai frecvent utilizat este clasificarea reaciilor adverse n renale i non-renale (1,2), ultimele fiind subdivizate n imediate i tardive. Reaciile non-renale imediate la substane de contrast pot fi clasificate n minore, intermediare i grave. Reacii minore sunt considerate greaa, vrsturi, pruritul, eritemul, cefaleea, urticari moderat. De regul sunt de intensitate mic nu necesit tratament, disprnd spontan odat cu terminarea injectrii. Frecvena este mai mare n cazul folosirii substanelor hiperosmolare, ajungnd la 5-15%. Reaciile medii includ, pe lng cele anterioare cu intensitate mai mare, hipotensiunea i bronhospasmul. Apar n 1-2% din cazurile injectate cu substane hiperosmolare. Necesit tratament care induce de regul remisia prompt. Reaciile grave au potenial fatal i includ pe cele enumerate anterior plus convulsii, pierderea cunotinei, edem laringian, edem pulmonar, aritmii cardiace i stop cardiorespirator. Frecvena lor pentru substanele hiperosmolare este de 0,2-0,06%. Toate aceste reacii au o frecven de aproximativ 5 ori mai mic n cazul folosirii substanelor de contrast cu osmolaritate joas, motiv pentru care utilizarea mediilor de contrast cu osmolaritate joas este preferabil folosirii substanelor de contrast hiperosmolare asociat cu profilaxie cu corticosteroizi (1-7). Factorii de risc care predispun la apariia reaciilor adverse de tip non-renal sunt existena reaciilor adverse n antecedente, antecedente de astm, bronhospasm, alergie sau atopie, suferine cardiace, deshidratare, boli hematologice (sickle-cell anemia, policitemie, mielomatoza), nou-nscui, pacieni foarte vrstnici, medicamente ( blocante, interleukin 2, AINS). O modalitate de prevenire a reaciilor este identificarea acestor factori i evitarea folosirii de substane de contrast hiperosmolare. Este recomandabil folosirea n aceste cazuri a substanelor de contrast cu osmolaritate joas sau, ca alternativ, injectarea unei substane hiperosmolare precedat de administrarea de metilprednisolon per os cu 12 i 2 ore nainte de injectare. Odat recunoscute, tratamentul acestor reacii trebuie s fie prompt. Primul element care trebuie asigurat este posibilitatea accesului venos i perfuzie cu ser fiziologic. Administrarea i.v. de calciu poate diminua reaciile uoare sau medii, fiind cunoscut faptul c substanele de contrast iodate sunt chelatoare de calciu, producnd o hipocalcemie pasager. Bronhospasmul este tratat prin administrare de oxigen 100% pe masc i salbutamol prin vaporizator 5 mg n 2 ml de ser fiziologic. Reaciile vagale necesit perfuzie rapid cu ser fiziologic, ridicarea picioarelor pacientului i atropin 0,6 mg, i.v., cu repetare dac este nevoie la 3-5 minute, pn la un total de 3 mg. Reaciile grave impun chemarea serviciului de terapie intensiv n paralel cu perfuzia i.v. rapid de ser fiziologic, administrarea de hidrocortizon 500 mg bolus i.v., oxigen pe masc (6-10 l/min) dup asigurarea permeabilitii cilor aeriene. Adrenalina este de regul necesar n administrare i.v. (0,5-1 ml diluie 1/10.000 cu controlul pulsului sau ECG) sau i.m. (recomandabil, 0,5 ml diluie 1/1.000).

28

Reaciile non-renale tardive nu amenin de regul viaa i cuprind stri flu-like, parotidite, dureri abdominale, grea i vrsturi. Fiziopatologia acestor reacii este incomplet cunoscut. Reaciile adverse la nivel renal sunt descrise clasic cu termenul de nefrotoxicitate la substane de contrast (NSC). Este definit drept reducerea funciei renale (creterea creatininemiei cu 25% sau 44 mol/l) aprut n maxim trei zile dup administrarea intravascular a unei substane de contrast, fr depistarea unei etiologii alternative (1-11). Rinichii sunt principalul organ asupra cruia acioneaz substanele de contrast iodate, acestea fiind eliminate n proporie de 99% pe aceast cale, cu reducerea nivelului plasmatic la jumtate dup 2 ore i cu 75% dup 4 ore de la administrarea intravascular. n plus, prin reabsorbia apei filtrate glomerular n proporie de 99% (75% n tubii contori proximali, 5% n ansa Henle, 15% n tubii contori distali i 5% n tubii colectori), concentraia substanei de contrast n urin este de 50-100 de ori mai mare n urin dect n plasm. La pacienii cu alterarea funciei renale, eliminarea contrastului iodat este prelungit cu creterea concomitent a eliminrii extra-renale prin ansele intestinale i pe cale biliar. Acumularea la nivelul veziculei biliare a contrastului iodat nu traduce obligatoriu o afectare a funciei renale, acest aspect fiind prezent i la pacieni cu funcie renal normal. NSC poate fi considerat nesemnificativ la pacienii cu funcie renal normal, dar poate avea implicaii grave la pacienii cu afectare renal preexistent, n special diabetici. Pe lng creterea creatininemiei i reducerea clearance-ului creatininei, traducnd o reducere a filtratului glomerular, NSC poate asocia drept manifestri oligurie i proteinurie. n majoritatea cazurilor simptomatologia se remite n 1-2 sptmni, afectarea ireversibil fiind rar. Cele mai eficiente metode de tratament sunt folosirea substanelor de contrast normoosmolare i/sau creterea volumului extracelular prin hidratare sau perfuzii cu ser fiziologic 100 ml/h ncepnd cu 4 ore nainte de administrarea contrastului iodat i continuat 24 de ore dup injectare. Substanele de contrast ecografice se bazeaz pe observaia c microparticulele de aer cresc reflexia fascicolului de ultrasunete, ducnd la creterea intensitii semnalului receptat. Astfel, microbule de dioxid de carbon injectate intravenos cresc ecogenitatea vaselor i a oricrei leziuni vascularizate, reducndu-se dimensiunile leziunilor detectate (crete sensibilitatea metodei), mai ales n cazul leziunilor izoecogene cu un parenchim dat. Dimensiunile microbulelor sunt de civa microni permind trecerea fr probleme prin capilare. Pentru asigurarea duratei necesare examenului, microbulele sunt ataate altor componente (galactoz Echovist, Levovist , microsfere de albumin uman Albunex ), eventual protejate cu un strat de acid palmitic 0,1% (Levovist) sau fosfolipide (Sonovue, Definity), prevenind astfel difuzia rapid a aerului n interstiiu i confer stabilitate la variaiile de presiune. Astfel contrastul persist de la 60 secunde pn la 7 minute. Leziunile parenchimatoase sunt mai uor de vizualizat att n ecografia mod B, ct i Doppler (color, power Doppler sau armonic). Stenozele, vasele cu fluxuri lente i modificrile la nivelul acestora sunt de asemenea mai uor de vizualizat. Principalele indicaii ale substanelor de contrast ecografice sunt evaluarea tumorilor hepatice (se poate aprecia vascularizaia i dimensiunea zonelor de necroz), evaluarea ramurilor venoase portale n ciroz, unturile TIPS, stenoza de arter renal, stenoza strns a a. carotide, sonosalpingografie (evaluarea permeabilitii conductelor tubare). Reaciile adverse sunt practic inexistente dup administrarea intravenoas a substanelor de contrast ecografice. Substanele de contrast pentru imagistica prin rezonan magnetic (IRM) i datoreaz efectul modificrii timpului de relaxare spin-reea (T1) i spin-spin (T2). Sunt denumite substane de contrast paramagnetice i conin ioni cu unul sau mai muli electroni liberi. Efectul pe timpul de relaxare protonic (proton relaxation time) apare datorit interaciunii dipolului magnetic electronic al

29

substanei de contrast cu dipolul magnetic al protonilor vecini. Datorit faptului c dipolul magnetic electronic este de 1000 ori mai mare dect al protonului cantitatea de substan paramagnetic necesar pentru a reduce timpul de relaxare este foarte mic. Dintre toi atomii gadoliniul (Gd), un element natural rar, are efectul de relaxare cel mai puternic. Reducerea timpului de relaxare va avea drept efect T1 o cretere a intensitii semnalului, realiznd un contrast pozitiv utilizat n practic, iar n T2 o reducere a intensitii semnalului, efect nefolosit n practic. n stare natural, ionii au o toleran redus cu efecte toxice care au fost controlate prin chelarea acidului dietilentriamin-penta-acetic-Gd (Gd-DTPA) cu N-metilglucamin (meglumin). Compusul rezultat, Gd-DTPA (gadopentat) dimeglumin (Magnevist) este un agent de contrast nespecific extracelular, cu o toleran foarte bun administrat i.v. Este utilizat pe secvenele T1 pentru vizualizarea vaselor i a cordului (angio-IRM) sau caracterizarea leziunilor cu diferite localizri, ntr-o manier similar utilizrii compuilor iodai n TC, doza uzual fiind de 0,1 mmol/kgcorp. Fa de acetia din urm, Gd-DTPA are avantajul absenei nefrotoxicitii, putnd fi administrat pacienilor cu insuficien renal. Timpul de njumtire plasmatic este de aprox. 90 min, eliminarea fiind aproape integral renal. Reaciile adverse la Gd-DTPA dimeglumin sunt rare, de intensitate redus i necesit de regul doar tratament simptomatic i urmrire. Dezvoltarea produilor de contrast a dus la apariia unor substane cu specificitate de organ, n mod special hepatici. Gadobenatul de dimeglumin (Gd-BOPTA Multihance) este exponentul unei clase de ageni de contrast specifici hepatobiliari extracelular, avnd efect de scurtare T1 i eliminare biliar ntre 2 i 5%, restul pe cale renal. Alt categorie de substane de contrast specifice cu localizare intracelular include agenii cu particule degradabile de oxid de fier. Aceste particule sunt fagocitate de sistemul reticulo-endotelial din ficat (celule Kupffer-predominant, pn la 80% din doza injectat), splin (macrofagele din pulpa roie) i mduva hematopoetic, determinnd reducerea semnalului n esuturile normale. esuturile care nu conin acest tip de celule, de regul esuturi tumorale, nu vor fagocita particulele de oxid de fier pstrnd un semnal de intensitate ridicat, fiind mai bine vizualizate dup folosirea acestui tip de contrast. Dup dimensiunile particulelor de oxid de fier aceste substane de contrast specifice includ substanele cu particule mici (small particles iron oxide SPIO) cu efect de scurtare T1 i substanele cu particule foarte mici (ultrasmall particles iron oxide USPIO) cu efect de scurtare a T1 i T2. Ultimele pot fi utilizate att pentru contrastul parenchimului hepatic ct i vascular. O alt substan de contrast cu specificitate hepatobiliar este Mangofodipirul trisodium (Mn-DPDP - Teslascan) care produce o scurtare a T1 n ficatul normal (intensitate crescut a semnalului), leziunile patologice aprnd n hiposemnal. Se elimin n proporie mare (>40%) pe cale biliar. Reaciile adverse sunt rare, cu o inciden de 1-2%, reaciile anafilactoide severe fiind de 6 ori mai rare dect n cazul substanelor de contrast non-ionice. Referine bibliografice 1. Thomsen H.S., Morkos S.K. Radiographic contrast media , British Journal of Urology (2000), 86 Suppl. 1. 1-10 2. Morkos S.K., Thomsen H.S. Adverse reaction to iodinated contrast media. Eur. Radiol (2001),11:1267-1275 3. A. Pop, L. Ghilencea, A. Costache Ghid practic de ultrasonografie clinic. Editura Infomedica 2003, p. 95-108 4. xxx Ultrasound echo enhancing agents a reference database (Schering A.G.) 5. P. Reimer Clinical MRI/A practical approach , Edit.Springer 1999 , p. 36-47

30