MEZZI
DI
CONTRASTO
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La parola CONTRASTO va ad indicare la differenza tra due oggetti.
Solitamente viene utilizzata nell’ambito delle immagini per definire la
differenza di aspetto (colore, intensità, luminosità) di due oggetti o
figure. Ma possiamo anche usarla quando descriviamo la differenza di
gusto tra un moscato dolce e un piatto di ravioli al ragù di cinghiale,
oppure per il tatto basta pensare al braille (il sistema di scrittura e
lettura a rilievo per i non vedenti)
In pratica il contrasto è una differenza, che può essere più o meno
importante.
Nel campo dell’imaging la parola “contrasto” viene utilizzata per descrivere la
differenza tra un tessuto e l’altro, o tra una parte di tessuto o l’altro, oppure
visto a livello “microscopico” la differenza tra un pixel e l’altro.
Tutte le immagini digitali infatti vengono solitamente rappresentate
utilizzando 256 livelli di grigio, partendo dal nero (valore 0) per arrivare fino
al bianco (valore 256).
Due strutture rappresentate dallo stesso valore
di grigio, se adiacenti, non sono distinguibili una
dall’altra.
Due strutture rappresentate da due livelli di
grigio poco differenti (100 e 120 come valori di
scala) hanno basso contrasto.
Due strutture rappresentate da due
livelli di grigio molto differenti (30 e
200 come valori di scala) hanno alto
contrasto.
In risonanza magnetica il contrasto tra due
strutture e’ condizionato da molti fattori, primo
fra tutti la composizione molecolare dei tessuti.
La composizione dei tessuti avra’ quindi come
risultato dei valori diversi di Densita’ protonica,
di rilassamento T1 e di rilassamento T2. Altra
caratteristica la diffusivita’
Entrano pero’ in gioco anche il tipo di sequenza utilizzata, la
tecnica di acquisizione della stessa, i parametri che ne
determinano la pesatura. Quindi TR, il TE, l’angolo dell’impulso,
la sequenza utilizzata e moltissimi altri fattori
Non si puo’ dire che una sequenza e’ ad alto contrasto, si puo’
solo dire che una sequenza ha un altro contrasto tra il tessuto
X e il tessuto Y (o tra più tessuti).
Che cosa sono i Mezzi di
contrasto
I mezzi di contrasto sono solitamente dei
prodotti farmaceutici con caratteristiche
tali da aumentare il contrasto tra due o più
strutture, con un meccanismo specifico a
seconda del prodotto usato e della
metodica.
Esistono anche delle sostanza di tipo non
farmacologico (ad esempio l’acqua o il gel)
che possono essere utilizzate come mezzo
di contrasto per determinati studi.
Il gadolinio è il prodotto piu’ usato in
risonanza magnetica perché dispone
di 7 elettroni disaccoppiati ed hanno
uno spin parallelo. Condizionano
quindi anche il segnale dei tessuti
circostanti
L’utilizzo di molecole superparamagnetiche (come
il ferro cristallino) permette di avere un
amplificazione elevatissima del momento
magnetico.
Un tessuto che subisce una variazione di segnale dopo
somministrazione di mdc si dice che subisce un
enhancement.
Molti tessuti normali prendono contrasto!!!!
L’enhancement puo’ essere lieve, importante, omogeneo,
disomogeneo, precoce, tardivo, centrale, periferico ecc….
Categorizzazione principale dei mezzi di contrasto RM
Contrasto positivo: è sostanzialmente
l’effetto ottenuto dalla maggior parte dei
mezzi di contrasto utilizzati in radiologia,
nel quale si verifica un incremento
dell’intensità del segnale dei tessuti che
subiscono un enhancement.
Prima la struttura ha un aspetto “normale”,
dopo somministrazione la struttura
diventa iperintensa.
Questo avviene quindi in angiografia, in
urografia, in mielografia, nelle TC
classiche con mdc, e ovviamente ecc…..
Contrasto negativo: e’ l’effetto contrario,
nel quale si ottiene una diminuzione
dell’intensità del segnale di determinati
tessuti. Nella radiologia tradizionale è
l’effetto ottenuto nella
Pneumocisternografia o nella
Pneumocistografia, in TC ad esempio è
l’effetto ottenuto nel tubo digestivo dopo
aver somministrato acqua o metilcellulosa o
l’insufllazione di gas nella Colon TC virtuale.
Metodi di somministrazione dei mezzi di contrasto RM
La somministrazione del mezzo di contrasto e’ generalmente per via endovenosa, ma non solo. Per
alcuni esami infatti il prodotto viene introdotto in maniera differente:
- Tramite puntura percutanea e fino
alla cavita’ articolare nelle artroRM
- Tramite somministrazione per OS
o per via rettale negli esami del
tubo digerente
- Per via vaginale negli esami
dell’organo stesso o della cervice
- Piu’ rare l’incanulazione dell’orifizio
esterno di eventuali fistole o dotti,
e somministrazione di gas tramite
le vie respiratorie.
Le tempistiche
dell’acquisizione
L’esame classico in risonanza magnetica con
completamento dopo mezzo di contrasto avviene
solitamente secondo lo schema classico:
- Acquisizione delle immagini
senza mdc
- Somministrazione del mdc
- Acquisizione delle immagini
dopo mdc
Le tempistiche dell’acquisizione
La scelta del momento esatto in cui acquisire le immagini dopo mdc rispetto al momento
dell’acquisizione non deve essere lasciato al caso, ma vanno rispettate alcune regole che
cambiano a seconda della struttura anatomica da studiare e dalla patologia in questione.
Questo e’ dovuto anche al fatto che le sequenze in risonanza magnetica possono durare molti
minuti (anche fino a 10) o pochi secondi (anche solo 15) e le informazioni acquisite,
indipendentemente dai parametri della sequenza, potrebbero variare notevolmente.
L’utilizzo di sequenze molto lunghe
portera’ inevitabilmente alla perdita
delle informazioni sull’impregnazione
precoce dell’organo, mentre l’utilizzo di
sequenze molto brevi eseguite solo
nell’attimo successivo alla
somministrazione del mdc portera’ alla
perdita delle informazioni relative
all’impregnazione massiva.
Tempistiche ed impregnazione
Le tempistiche di passaggio e impregnazione dei vari mezzi di contrasto è
generalizzabile per tutte le parti del corpo vascolarizzate con un normale
circolo arterioso venoso. Fase 1 (primo passaggio venoso): 0-13sec iniezione endovena nel braccio e ritorno al cuore (VD), passaggio nei
polmoni e ritorno al cuore (VS).
Fase 2 (vascolare): 13-20 sec - passaggio in aorta e di seguito in tutti i
vasi arteriosi più periferici
Fase 3 (arteriosa): 30-40 sec – impregnazione precoce
Fase 3b (fase portale nel fegato): 60 sec
Fase 4 (fase venosa equilibrio): 90 sec
Fase 5 (fase tardiva): più di 3 minuti
Fase 5 (fase ritardata – secretiva): più di 15-20 min
L’impregnazione a livello del fegato e’ leggermente
differente perche’ l’apporto sanquigno e’ in piccola
parte assicurato dall’arteria epatica mentre una
grossa parte arriva tramite la vena porta. Si avrà
quindi una fase arteriosa 25-35 secondi, e una fase
portale 45-60sec
Alcune di queste fasi (quella arteriosa-precoce per esempio e quella venosa-portale) sono molto importanti nello
studio di alcuni organi come ad esempio il fegato e i reni.
Le tempistiche dell’acquisizione
Fortunatamente nella maggior parte degli esami la
fase arteriosa precoce non e’ indispensabile e la
durata delle sequenze dopo mdc (dai 4 ai 7-8
minuti in totale) fa si che la fase di impregnazione
massiva sia studiata correttamente.
Negli studi delle lesioni secondarie a livello cerebrale
e’ consigliabile acquisire delle sequenze ritardate
anche fino a 30minuti, perche’ l’individuazione delle
lesioni molto piccole necessitano di maggior
ritardo.
Da non dimenticare però che alcuni organi (il fegato in
primis, i reni, il pancreas, le mammelle, l’ipofisi)
necessitano di studi degli stessi sia nella fase
arteriosa (30 secondi) che nella fase venosa (60
secondi) e nelle fasi venose ritardate (90-120-150
secondi).
Studi dinamici
In alcuni studi vengono eseguite delle sequenze dinamiche che non
sono altro che delle acquisizioni di breve durata e seriate nel tempo.
Tra i parametri più importanti di queste sequenze (oltre al numero
di strati) è da ricordare la risoluzione temporale, cioè la durata di
ciascuna singola acquisizione.
Solitamente viene eseguita un acquisizione pre contrasto e 5-6
durante e dopo l’iniezione, ciascuna della durata di 30sec-1min30sec
(che è praticamente la risoluzione temporale).
Nonostante la possibilita’ di
accorciare i tempi di ciascuna
scansione (“risoluzione temporale
più elevata”), spesso non vi è
un’effettiva utilita’ a causa del
fatto che comunque sono
necessarie delle acquisizioni
tardive a 6-7 minuti.
Per i dettagli di ciascuna sequenza
dinamica vedere il protocollo
specifico.
Le tempistiche negli altri esami
RM
Per gli esami RM effettuati con
somministrazioni di tipo differente,
e’ necessario conoscere le
caratteristiche dell’organo. Per gli
esami del tubo digerente ad esempio
l’acquisizione deve adattarsi anche
alla velocita’ di transito.
Nelle artro-RM si consiglia di non
attendere troppo tempo tra
l’infiltrazione e l’acquisizione
perche’ potrebbe verificarsi un
riassorbimento del liquido.
Schema generale contrasti
positivi e negativi T1 e T2
Contrasto positivo T2 e
contrasto negativo T1
Acqua, gel, metilcellulosa
Questi liquidi possono essere utili,
soprattutto a livello del tubo
digerente per ottenere
contrasto:
- Negativo in T1
- Positivo in T2
MDC paramagnetici e contrasto
positivo T1
Da segnalare subito che il
Gadolinio e quindi i mezzi di
contrasto paramagnetici,
hanno un contrasto positivo
nelle immagini T1, dovuto ad
un accorciamento dei tempi di
rilassamento t1. Questo
significa che l’enhancement e’
rilevabile nelle sequenze T1
come un ipersegnale (bianco).
In effetti avviene anche un
accorciamento dei tempi di
rilassamento t2*
Normalmente il gadolinio non è visibile nelle
immagini T2 ponderate, ma per lo stesso
discorso fatto per le t1, ad elevate
concentrazioni, si ottiene segnale nero
Attenzione che concentrazioni molto elevate di gadolinio
(nelle vie escretrici in fase tardiva per esempio)
restituiscono un segnale altamente ipointenso (nero).
Mezzi di contrasto paramagnetici
Utilizzano il gadolinio, che ha 7 elettroni spaiati. Il Gadolinio (Gd) in forma libera è tossico, quindi
viene legato in molecole che permettono di renderlo compatibile con il corpo umano.
Omniscan (gadodiamide), GE Healthcare
• Magnevist (gadopentetate dimeglumine),
Bayer Healthcare
• OptiMARK (gadoversetamide),
Mallinckrodt
• ProHance (gadoteridol), Bracco
• MultiHance (gadobenate dimeglumine),
Bracco
Qualche immagine
• La fibrosi
nefrogenica sistemica
NSF (Nephrogenic Systemic
Fibrosis), e’ una complicanza che si e’
verificata in alcuni pazienti affetti da
insufficienza renale grave. Alcuni anni fa
infatti era abitudine esaminare in RM i
pazienti con insufficienza che non potevano
essere studiati con le altre specialita’
radiologiche in cui era prevista la
somministrazione di mezzo di contrasto
iodato.
• Dal 2007 la FDA ha quindi imposto a tutte le
case farmaceutiche di inserire un box di
avvertimento che segnalasse questa
problematica relativa ai pazienti con problemi
renali.
• Prima di procedere alla somministrazione di
gadolinio, e’ quindi necessario verificare se il
paziente non abbia un insufficienza renale
grave, eventualmente con la valutazione della
creatinina e della clearance.
MDC superparamagnetici e
contrasto negativo T2
I mezzi di contrasto
superparamagnetici sono
invece visibili nelle
sequenze T2 pesate,
perche’ prevale
l’accorciamento dei tempi
di rilassamento t2 come
una diminuzione di
segnale sulle immagini
ponderate t2
Mdc
superparamagnetici
Mezzi di contrasto organo specifici
Sono dei mezzi di contrasto che vengono captati in particolare da determinati organi
Epatospecifici
caratterizzati da una molecola legata a catene laterali lipofile, vengono captati
dagli epatociti e quindi eliminati attraverso la bile. Parte invece passa negli spazi
extracellulari per poi essere normalmente eliminata dai reni.
MultiHance – Bracco: Gd-BOPTA gadobenate dimeglumine.
Captazione epatocitaria 4%, sequenze contrastografiche
dinamiche e tardive a 15-20 min.
Primovist – Bayer Shering: Gd-EOB-DTPA Gadoxetic acid
disodium 0,1 ml/kg di peso corporeo. Elevata captazione
epatocitaria 50%, sequenze contrastografiche dinamiche e
tardive a 15-20 min.
Teslascan – Amersham: MN-DPDP Manganese dipyroxyl
diphosphate. Infusione in 20, non sono possibili sequenze
dinamiche, tardive da 4-24 ore.
Endorem – Guerbet: Dextran-coated ferumoxide, Ami-25
Dedicati allo studio dei linfonodi
Sinerem – Guerbet: Ferumoxtran, USPIO, AMI-227 (non
più in commercio), superpamagnetico. Infusione lenta,
scansione dopo 24-36 ore. I linfonodi normali subiscono
una riduzione del segnale T2 (contrasto negativo T2)
Contrasto specifico per il lume tubo
digerente
Lumirem - GuerbetFerumoxsil (USAN,
SPIO), AMI-121, superpamagnetico.
Somministrazione orale o per via rettale,
in dosi da 300ml. Stomaco e intestino
tenue analizzabili dopo 1 ora. Riduzione
del segnale T2 e T1 (contrasto negativo)