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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. Specificità dei Mezzi di Contrasto.
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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
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
Specificità dei Mezzi di Contrasto OH OH R COO- Cation+ + 3 I I I I OH OH R R R R I I 1 2 1 2 OH OH Struttura dei mdc organo-iodati Monomeri ionici Monomeri non-ionici 300 mgI/ml: 1400 mOsm/kg 300 mgI/ml: 502-695 mOsm/kg
Specificità dei Mezzi di Contrasto Struttura molecolare di un dimero non-ionico OH OH OH OH CH2CHCH2NHCO CONHCH2CHCH2 OH OH I I I I H3C CH3 CO OC CONHCH2CHCH2 CH2CHCH2NHCO I I NCH2CHCH2N OH OH OH Osmolarità a 300 mgI/ml= 290 mOsm/kg
Specificità delle tecniche d’uso Evoluzione dei mdc organo-iodati • Ionico/non ionico • Monomero/dimero • Numero di atomi di I
Specificità delle tecniche d’uso Monomero Dimero Concentrazione Osmolarità Viscosità Caratteristiche delle molecole
Specificità delle tecniche d’uso Nomi e produttori dei mdc organo-iodati Generic name(s) Trade (name(s) Company/-ies Metrizamide Amipaque Amersham Health Iohexol Omnipaque Omnitrast Amersham Health /Schering /Daiichi Juste Iopentol Imagopaque Nycomed Iodixanol Visipaque Nycomed Iopamidol Iopamiro/iopamiron Jopamiro/Jopamiron Solutrast Isovue Niopam Bracco/Astra Byk-Gulden Bracco (Squibb) Merck Iomeprol Iomepron Bracco Ioxaglate Hexabrix Guerbet/Mallinckrodt Iobitridol Xenetix Guerbet Ioversol Optiray Mallinckrodt/Guerbet Iopromide Ultravist Schering Iotrolan Isovist Schering Ioxilan/ioxitol ?? Cook/var. licensees
Specificità dei Mezzi di Contrasto Una interrelazione complessa PAZIENTE FARMACO (m.d.c.) Apparecchiatura per imaging
Specificità delle tecniche d’uso Impiego clinico dei mdc organo-iodati • Tomografia Computerizzata • Angiografia (DSA) • Radiologia Convenzionale (Urografia)
Specificità delle tecniche d’uso ContrastEnhancement
Specificità delle tecniche d’uso Spazi fisiologici • Vasi- Compartim. intravascolare • Parenchimi- Compartim. intravascolare- Compartim. extravascolare/extracellulare
Specificità delle tecniche d’uso Fase vascolare
Specificità delle tecniche d’uso Fase portale
Specificità delle tecniche d’uso Fattori legati al Paziente (altezza, peso, età, sesso, stato cardiovascolare, funzione renale) Protocollidiiniezione (concentrazione, volume, flusso, viscosità) Fisiologia dell’enhancement contrastografico
Fattori propri del tessuto Fattori propri delle sequenze Tempi di rilassamento T1 e T2 Densità protonica TR e TE NON MODIFICABILI MODIFICABILI 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:
Parametri tissutali Non modificabili, a meno che non si utilizzi mezzo dicontrasto (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
Classi magnetiche delle sostanze Diamagnetiche Paramagnetiche Superparamagnetiche Ferromagnetiche
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)
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
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)
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
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
MdC intravascolari-extracellulari L’effetto è sul tempo di rilassamento T1 che si accorcia grazie ad un recupero più veloce della magnetizzazione longitudinale Dopo la somministrazione del MdC si acquisiscono sequenze T1 che evidenziano l’enhancement contrastografico Intensità di segnale (bianco) 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 epatiche
MdC intravascolari-extracellulari I chelati del Gd non superano la BEE quindi ogni patologia che la interrompe determina enhancement contrastografico