Specificità dei Mezzi di Contrasto
Cosa sono i mdc
• I mdc sono farmaci che permettono di aumentare
il contrasto tra la struttura studiata e i tessuti
circostanti
Esistono tre tipi di mdc
- per X-RAY
- per Risonanza Magnetica
- per Ecografia
Slide #1
Specificità dei Mezzi di Contrasto
Requisiti di un mdc ideale per x-ray
• Capacità di attenuazione del cammino
dei raggi X
• Farmacodinamica nulla
• Farmacocinetica a rapida eliminazione
e legame proteico nullo
• Assenza di tossicità
Slide #2
Specificità dei Mezzi di Contrasto
Struttura dei mdc organo-iodati
-
COO
I
OH
+
OH
Cation+
R3
I
I
R1
I
R2
OH
R1
OH
I
I
R2
OH
OH
Monomeri ionici
Monomeri non-ionici
300 mgI/ml: 1400 mOsm/kg
300 mgI/ml: 502-695 mOsm/kg
Slide #3
Specificità dei Mezzi di Contrasto
Struttura molecolare di un
dimero non-ionico
OH
OH
OH
CH2CHCH2NHCO
OH
I
CH2CHCH2NHCO
I
OH
CONHCH2CHCH2
I
CH3
I
H3C
CO
OC
NCH2CHCH2N
OH
OH
I
I
CONHCH2CHCH2
OH
OH
Osmolarità a 300 mgI/ml= 290 mOsm/kg
Slide #4
Specificità delle tecniche d’uso
Evoluzione dei mdc organo-iodati
•Ionico/non ionico
• Monomero/dimero
• Numero di atomi di I
Slide #5
Specificità delle tecniche d’uso
Caratteristiche delle molecole
Monomero
Dimero
Concentrazione
Osmolarità
Viscosità
Slide #6
Specificità delle tecniche d’uso
Nomi e produttori dei mdc organo-iodati
Generic name(s)
Trade (name(s)
Company/-ies
Metrizamide
Iohexol
Amipaque
Omnipaque
Omnitrast
Iopentol
Iodixanol
Iopamidol
Imagopaque
Visipaque
Iopamiro/iopamiron
Jopamiro/Jopamiron
Solutrast
Isovue
Niopam
Amersham Health
Amersham Health
/Schering /Daiichi
Juste
Nycomed
Nycomed
Bracco/Astra
Iomeprol
Ioxaglate
Iobitridol
Ioversol
Iopromide
Iotrolan
Ioxilan/ioxitol
Iomepron
Hexabrix
Xenetix
Optiray
Ultravist
Isovist
??
Byk-Gulden
Bracco (Squibb)
Merck
Bracco
Guerbet/Mallinckrodt
Guerbet
Mallinckrodt/Guerbet
Schering
Schering
Cook/var. licensees
Slide #7
Specificità dei Mezzi di Contrasto
Una interrelazione complessa
PAZIENTE
FARMACO (m.d.c.)
Apparecchiatura per imaging
Slide #8
Specificità delle tecniche d’uso
Impiego clinico dei mdc organo-iodati
•Tomografia Computerizzata
•Angiografia (DSA)
•Radiologia Convenzionale (Urografia)
Slide #9
200
Enhancement (H.U.)
Specificità delle tecniche d’uso
Contrast Enhancement
180
Aorta
160
Liver
140
120
100
80
60
40
20
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
T ime (min)
Slide #10
Specificità delle tecniche d’uso
Spazi fisiologici
• Vasi
- Compartim. intravascolare
• Parenchimi
- Compartim.
intravascolare
- Compartim.
extravascolare/extracellulare
Slide #11
Specificità delle tecniche d’uso
Fase vascolare
Slide #12
Specificità delle tecniche d’uso
Fase portale
Slide #13
Specificità delle tecniche d’uso
Fisiologia dell’enhancement
contrastografico
Fattori legati al Paziente
(altezza, peso, età, sesso,
stato cardiovascolare,
funzione renale)
Protocolli di iniezione
(concentrazione, volume,
flusso, viscosità)
Slide #14
Mdc in RM
In RM il contrasto intrinseco dell’immagine è dovuto a diversi
parametri (multiparametricità) e può essere modificato
dall’operatore
I fattori che determinano il segnale si dividono in due categorie:
Fattori propri
del tessuto
Fattori propri
delle sequenze
Tempi di rilassamento T1 e T2
Densità protonica
TR e TE
NON MODIFICABILI
MODIFICABILI
Slide #15
Parametri tissutali
Non modificabili, a meno che non si utilizzi mezzo di contrasto
(MdC) il quale, influenzando le caratteristiche magnetiche dei
tessuti, determina una alterazione del magnetismo locale
In RM non si valuta il MdC ma le modifiche tissutali in
T1 e T2 dovute all’influenza esercitata dal MdC stesso
Slide #16
Classi magnetiche delle sostanze
Diamagnetiche
Paramagnetiche
Superparamagnetiche
Ferromagnetiche
Slide #17
Classi magnetiche delle sostanze
Paramagnetiche: sostanze con elettroni spaiati
nell’orbitale più esterno. In presenza di campo magnetico
esterno gli elettroni si allineano lungo il campo stesso e
influenzano il magnetismo delle sostanze vicine.
Le sostanze più usate sono il Gd (7 elettroni spaiati), il Mn
e il Fe 3+ (5 elettroni spaiati)
Slide #18
Classi magnetiche delle sostanze
Superparamagnetiche: riducendo le dimensioni della particella
ferromagnetica si isola un singolo dominio che ci consentirà di
avere un intenso momento magnetico solo se c’e un campo
magnetico esterno (non hanno “effetto memoria”):
- inerti sull’uomo;
- a base di ossido di Ferro;
- captazione di pertinenza del SRE
Slide #19
Interazione tra MdC e tessuti
Tutte le sostanze con una di queste caratteristiche magnetiche
interagiscono con il campo magnetico statico e producono una
magnetizzazione che può ridurre (sostanze diamagnetiche) o
incrementare il campo magnetico effettivo a livello tissutale
(suscettività magnetica): questo fenomeno è maggiore per le
sostanze superparamagnetiche
Durante l’acquisizione delle immagini i protoni a contatto con
sostanze dotate di suscettività magnetica (i MdC), danno luogo
ad una risposta molto più intensa che non in assenza della
sostanza stessa. Ne derivano modifiche dei tempi di
rilassamento molto intense localmente (relassività)
Slide #20
MdC utilizzabili in RM
Ogni sostanza con capacità magnetica e possibile impiego
come MdC in RM deve essere protetta in una forma molecolare
inerte prima del suo utilizzo: questo contribuisce a determinare
il destino che il MdC subirà dopo la sua introduzione nel corpo
umano (farmacocinetica)
In base alla diversa biodistribuzione si distinguono MdC:
- intravascolari extracellulari
- epatobiliari
- reticolo-endoteliali
- liposomiali
- intravascolari
- gastrointestinali
Sperimentali
Slide #21
MdC intravascolari-extracellulari
Gadolinio: sostanza con 7 e - spaiati nell’ultimo orbitale e quindi
con il massimo effetto di “enhancement” del magnetismo locale.
Estremamente tossico, l’unico modo per iniettarlo è di “coprirlo”
con una molecola che lo leghi; il tipo di legame è la chelazione
I chelati del Gd aumentano l’intensità di segnale nello spazio
extracellulare e hanno caratteristiche fisico-chimiche che li
rendono simili, nel comportamento farmacocinetico, ai MdC
uroangiografici
Gd-DTPA: il DTPA è il chelante più usato in medicina. Dopo
l’iniezione e.v. attraversa la membrana capillare, arriva nel
compartimento extracellulare (interstizio) ed è rapidamente
escreto dal rene. Dose: 0,1 mmol/Kg di peso corporeo
Slide #22
MdC intravascolari-extracellulari
L’effetto è sul tempo di rilassamento T1 che si accorcia grazie ad
un recupero più veloce della magnetizzazione longitudinale
Intensità di segnale
(bianco)
Dopo la somministrazione del MdC si acquisiscono sequenze T1
che evidenziano l’enhancement contrastografico
Lo studio dinamico dopo iniezione a bolo è la componente più
Importante per lo studio dell’addome, in particolare per il
rilevamento e la caratterizzazione delle lesioni focali epaticheSlide #23
MdC intravascolari-extracellulari
I chelati del Gd non superano la BEE quindi ogni patologia che la
interrompe determina enhancement contrastografico
Slide #24