Гадолиний-содержащие контрастные препараты

Министерство Здравоохранения  и Социального Развития

Иркутский Государственный Медицинский  Униврситет

Кафедра педиатрии

 

 

Зав. кафедрой:

 

 

 

Реферат

тема: «Гадолиний-содержащие контрастные препараты»

 

 

 

 

 

Выполнил:

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск

2013

 

Контрастные средства. Общие сведения.

В настоящее время для лучевой  диагностики различных заболеваний  внутренних органов используют рентгеновские  лучи, явления магнитного резонанса  и ультразвук. Возможности любого из этих видов диагностики многократно  увеличиваются при использовании  контрастных средств, которые можно разделить на 3 группы:

1) рентгеноконтрастные  средства (РКС);

2) магнитно-резонансные  контрастные средства (МРКС);

3) ультразвуковые контрастные  средства (УЗКС).

В то время как история разработки РКС началась практически сразу  после открытия В.К. Рентгеном Х-лучей  в 1895 году, МРКС и УЗКС применяются  медицине лишь несколько десятилетий. Однако именно среди препаратов этих групп контрастных средств в последние годы заметен наибольший прогресс, хотя продолжают появляться и новые препараты в ряду РКС, которые остаются самыми применяемыми средствами для лучевой диагностики.

Согласно классификации П.В. Сергеева, РКС разделяются на две группы: рентгенонегативные, пропускающие рентгеновские лучи, и рентгенопозитивные, задерживающие их. К первой группе относятся диоксид углерода, азот, кислород, ксенон и другие газы, ко второй — йодзамещенные и не содержащие йод вещества.

Рентгенопозитивные препараты имеют более высокую плотность, чем мягкие ткани и кости. Плотность определяется молекулярной массой. Увеличение атомной массы элементов, входящих в состав РКС, приводит к повышению контрастирования внутренних органов. Плотность мягких тканей равна примерно плотности воды (0,92–1,06 г/см3), плотность йода — 4,94 г/см3 и бария — 3,51 г/см3.

В качестве элементов, включаемых в  РКС, наиболее приемлемыми оказались  йод и барий. Препараты бария (сульфат) уже в течение полувека применяются  для контрастирования ЖКТ, их главное  достоинство — фармакологическая  инертность, однако они неприменимы  для контрастирования закрытых полостей или сосудистых образований.

Для целей ангиографии, урографии, холецистографии, миелографии и других разновидностей этих методов, начиная с 50-х годов, все шире используются органические йодсодержащие РКС.

Среди них в настоящее время  выделяют ионные и неионные мономерные и димерные йодсодержащие РКС. По результатам существующих доклинических и клинических исследований неионные РКС, по сравнению с ионными, обладают большей безопасностью и лучшей переносимостью.

 

Внедренные в медицинскую практику до 1969 года йодсодержащие органические РКС представляют собой соли, диссоциирующие в водных растворах. Ионный их характер и, следовательно, гиперосмолярность (в 5 раз выше осмотичности крови) обусловливает ряд побочных эффектов: гипотонию, нефропатию, увеличение проницаемости капилляров, болезненность сосудов, тошноту, рвоту и др. Поэтому заметным шагом на пути к улучшению переносимости РКС стало создание неионных препаратов, осмотичность которых в 2–3 раза ниже по сравнению с ионными РКС. Первым таким препаратом стал метризамид (амипак), который из-за нестабильности не получил широкого распространения. Начиная с 80-х годов прошлого столетия, были созданы и внедрены стабильные трийодированные мономерные неионные РКС (иогексол, иопромид и др.), дающие наилучшие гарантии рентгенологам с точки зрения диагностической эффективности и безопасности. Несмотря на более низкую токсичность и лучшую переносимость, неионные РКС из-за высокой стоимости в России и ряде других стран пока не вытеснили полностью ионные РКС.

 

Теперь более подробно опишем контрастирующие вещества в магнитно-резонансной томографии, где и нашли своё применение гадолиний-содержащие контрастные препараты.

 

Гадолиний. Общие сведения.

Гадоли́ний (лат. Gadolinium), Gd — химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 64, атомная масса 157,25, относится к лантаноидам. Редкоземельный элемент. Содержание в земной коре 5,4*10-4% по массе, в морской воде 6*10-7 мг/л. Вместе с другими РЗЭ находится в минералах гадолините, монаците, бастнезите, ксенотиме, апатите. Гадолиний-металл светло-серого цвета. Т. пл. 1312°С, т. кип. 3280 °С.

 

Контрастирующие вещества в магнитно-резонансной  томографии.

В основе любого метода визуализации лежит способность глаза отличать участки изображения по их яркости. Контрастность патологического  очага по отношению к окружающим тканям зависит от собственных свойств  ткани и способа получения  изображения на томограммах. В магнитно-резонансной томографии (МРТ) изображение, получаемое на томограммах строится на основе магнитных характеристик тканей, главные из которых - протонная плотность (р) и релаксационные времена T1 и Т2.

 На магнитные характеристики  объекта при проведении МРТ  с контрастом влияют содержание  воды, крупных молекул (это в  основном белки), ионов и свободных  радикалов. Эти соотношения почти всегда нарушаются при патологических состояниях. Так, воспаление сопровождается увеличением количества внутриклеточной и внеклеточной воды, а опухоли - внутриклеточной воды. Вода удлиняет релаксационные времена, белковые молекулы, ионы и радикалы их сокращают.

 По-особому ведет себя кровоизлияние  на томограммах. Дезоксигемоглобин - диамагнетик. Метгемоглобин действует как парамагнетик, в неразрушенных эритроцитах крови он сокращает релаксационные времена. После разрушения эритроцитов проявляется суперпарамагнитный эффект, и кровь становится яркой на Т1-взвешенных томограммах. Гемосидерин обладает высокой магнитной чувствительностью, приводя к быстрой дефазировке окружающие протоны, кровь выглядит на томограмма темной.

Протонная плотность - число резонирующих протонов в единице объема - мало отличается у тканей в норме и при патологических состояниях. Исключение составляетжировая ткань, имеющая самую высокую протонную плотность и потому высокую интенсивность сигнала, особенно на Т1-взвешенных томограммах. Низкая протонная плотность компактной костной ткани делает ее темной на изображениях любого типа взвешенности.

 В большинстве случаев естественной  контрастности МР - томограмм достаточно для выявления и характеристики патологического очага. Вместе с тем встречаются ситуации, когда патологический очаг не визуализируется на томограмме вследствие изоинтенсивности или малых размеров. Бывает трудно определить границы патологических изменений при МРТ и оценить внутреннюю структуру. В таких ситуациях помогает диагностика с введением контрастных веществ, т.н. МРТ с контрастным усилением. Кроме того, есть и другие специальные применения контрастных веществ. Точкой приложения магнито-фармацевтики являются релаксационные времена. Контрастные вещества для МР исследований меняют их неспецифически и напрямую. В этом плане они принципиально отличаются от контрастных веществ, применяемых в рентгенологии, которые видны сами ввиду высокой рентгеновской плотности, поэтому, правильнее называть их контрастирующие вещества.

Позитивные контрастные веществаотносятся к группе парамагнетиков. Парамагнетики содержат в качестве активной части ионы с непарными электронами на внешней орбите - Gd³⁺, Mn²⁺, Fe³⁺, Cr³⁺ и т.д. Практическое значение при проведении МРТ с контрастом на сегодняшний день имеют соли гадолиния (Gd³⁺), так как остальныеионы более токсичны и малорастворимы.

Гадолиний содержит семь непарных электронов, которые преимущественно сокращают  время спин-решетчатой релаксации (Т1). В результате патологический очаг становится ярким при рассмотрении томограммы. Гадолиний в виде простых солей очень токсичен, поэтому он включается в состав хелатов. В таблице приведены основные соединения гадолиния, выпускаемые в качестве контрастных препаратов для МРТ диагностики.

 

 

Контрастные вещества, содержащие гадолиний (Gd³⁺)

Название МРКС	Химическое соединение	Сокращенное обозначение	Химическая структура	Заряд	Производи- тель
Омнискан	Гадодиамид	Gd-DTPA-BMA	Линейная	Неионный	Nycomed, Австрия
Магневист	Гадопентетата димеглумин	Gd-DTPA	Линейная	Ионный	Schering, Германия
Мультиханс	Гадобената димеглумин	Gd-BOPTA	Линейная	Ионный	Braeco, Италия
Примовист	Гадоксетовой кислоты динатриевая соль	Gd-EOB-DPTA	Линейная	Ионный	Байер Шеринг АГ, Германия
Вазовист	Гадофосве- сета тринатриевая соль	Gd-DTPA	Линейная	Ионный	Меллинкродт Медикал Ink, США
Проханс	Гадотеридол	Gd-HP -DO3A	Цикличная	Неионный	Braeco, Италия
Гадовист	Гадобутрол	Gd-BTDO3A	Цикличная	Неионный	Шеринг АГ, Германия
Дотарем	Гадотерата меглумин	GdDOTA	Цикличная	Ионный	Guerbet, Франция

 

Принцип действияконтрастных веществ в МРТ диагностике одинаковый, хотя и с некоторыми фармакологическими и фармакокинетическими различиями.

При внутривенном введении контрастные  вещества попадают в межклеточное пространство тканей, не задерживаясь в сосудистом русле. Накопление в патологических тканях (кроме ЦНС) зависит от васкуляризации этих образований. Препараты гадолиния в соединении со средними полимерными цепями относительно длительно удерживаются в сосудистом русле и могут применяться для контрастной МР - ангиографии, томографии головного мозга с контрастным усилением.

Контрастирующие вещества на основе гадолиния должны с осторожностью  применяться при заболеваниях почек.

В виде жировых эмульсий гадолиний  потенциально применим как вещество, контрастирующее желудочно-кишечный тракт.

Негативные контрастные веществасодержат в качестве активной части Fe²⁺ или Fe³⁺. По своему действию железо выступает в качестве суперпарамагнетика. Препарат Endorem применяется для выявления очагового поражения печени (МРТ печени). Для контрастирования желудочно-кишечного тракта служат Lumirem, Gastromark, Abdoscan. В нашем отделении используются только контрастирующие вещества содержащие гадолиний.

Проведение МР исследования с контрастирующим  веществом состоит из двух этапов. Вначале проводится МР сканирование соответствующего отдела со стандартными требованиями. Необходимость контрастного усиления определяется по данным именно этого исследования. При согласии пациента и отсутствии противопоказаний врач определяет дозировку контрастирующего вещества и способ его введения. Перед повторным исследованием  пациент вывозится из туннеля  томографа. В вену локтевого сгиба  устанавливается катетер, через  который вводится контрастирующее  вещество. Внутривенное введение может  осуществляться вручную, и  с помощью электронного инжектора.

 Для автоматического введения  контрастирующего веществамы используемдвухголовочный инжектор Optistar LE. Онспециально создан для магнитно-резонансной томографии, и работает в условиях магнитного поля до 3.0 Тесла.

 Рабочая головка и вертикальная  стойка с основанием, размещенные рядом с магнитно-резонансным томографом, изготовлены из немагнитных материалов.

 Инжектор позволяет осуществлять  различные схемы введения контрастирующего  вещества. Применяется фронтальная  загрузка двух одноразовых шприцов,  заполненных контрастирующим препаратом  и физиологическим раствором соответственно.

 Инжектор OptiStar LE обеспечивает выполнение инъекции с изменением программируемых параметров: скорость введения, давление, объем контрастирующего препарата, задержка инъекции, режим капельного введения физиологического раствора.

 Пациенту запрещается менять  положение тела и двигаться во время всего исследования.

 Если исследование с введением  контрастирующего вещества запланировано,  необходимо убедиться в доступности  и проходимости поверхностных  вен. Если пункция вены вызывает  затруднение (был проведён курс  химиотерапии, анатомические особенности  и т. п.), до МР исследования  необходимо позаботиться об установке  венозного катетера до исследования. Данную манипуляцию можно осуществить  в нашем стационаре.