Skip to content
Default color Pink color Green color Green color

Нормативно-правовая база деятельности интервенционных радиологов РФ

Приказы МЗ РФ
приказ №132
приказ №198
приказ №210н
приказ №415н
Главная arrow Новости arrow Публикации arrow Контрастные средства, применяемые при КТ

Контрастные средства, применяемые при КТ Печать E-mail
(проф. В.М.Китаев и коллектив авторов НМХЦ им. Н.И.Пирогова)
Разрешающая способность является важнейшей характеристикой любого метода медицинской визуализации. Она зависит от технических параметров диагностического прибора и естественной контрастности тканей, которую способен различить данный метод. В рентгенологии контрастность изображения определяется различием в поглощении тканями энергии рентгеновского излучения. Даже очень мелкие объекты, если они задерживают рентгеновские лучи, хорошо отображаются на фоне прозрачных для рентгеновских лучей тканей благодаря большой разности в контрастности. Поэтому целью искусственного контрастирования является максимальное увеличение различия в поглощении рентгеновского излучения тканями. Среди рентгеноконтрастных средств, предназначенных для парентерального внутривенного введения, наибольшую группу составляют водорастворимые экстрацеллюлярные контрастные вещества. Введенные в кровеносное русло, они окрашивают сосуды, с током крови проникают в интерстициальное пространство, усиливая его естественную контрастность, и выводятся из организма в основном через мочевыделительную систему.Любое контрастное средство  необходимо оценивать с позиции его диагностической эффективности и безопасности для больного. Диагностическая эффективность экстрацеллюлярных рентгеноконтрастных веществ определяется содержанием атомов йода в молекуле: чем больше атомов йода включено в структуру молекулы и чем больше концентрация раствора, тем выше полезные свойства препарата. В настоящее время создан ряд контрастных препаратов, в основе которых лежит или одно бензойное кольцо, содержащее три атома йода – мономер, или два бензойных кольца – димер, содержащий шесть атомов йода. Наиболее распространенная концентрация йода в препаратах, используемых для парентерального введения, колеблется от 200 до 370 мг на 1 мл раствора. Значительное повышение концентрации препарата влечет усиление его отрицательных свойств, связанных с безопасностью введения.Безопасность контрастного вещества зависит от его биологической инертности, т.е. отсутствия взаимодействия с биологическими и химическими структурами. В химии контрастных препаратов выделяют несколько основных факторов, которые определяют безопасность препарата. Это осмолярность, вязкость, гидрофильность, растворимость и электрическая активность (ионность). Рассмотрим эти факторы.Осмолярность определяется числом частиц (ионов или молекул) в растворе. Чем больше частиц, тем выше осмолярность. Относительно крови человека, осмолярность которой составляет 280 мОсм/кг Н2О, контрастные препараты могут быть назкоосмолярными, если осмолярность не превышает 1200 мОсм/кг Н2О, или высокоосмолярными  - выше 1200 мОсм/кг Н2О. Высокая осмолярность раствора является неблагоприятным фактором, поскольку при введении высокогипертоничных растворов в кровь наблюдается расширение сосудов и наступает “сладж-эффект”, вызванный повышением осмотического давления крови. При этом оказывается отрицательное воздействие на эндотелий, кровяные клетки, клеточные мембраны и протеины. Происходит изменение проницаемости биологических мембран и нарушение физиологических функций красных клеток крови, вызванное их сморщиванием и превращением в эхиноциты. С другой стороны, введение в кровь растворов с осмолярностью ниже крови провоцирует набухание эритроцитов и ведет к прямому нарушению их функции. При одной и той же концентрации йода осмолярность мономеров будет в два раза выше осмолярности димеров, поскольку одна молекула димера содержит шесть атомов йода, а одна молекула мономера – только три, и для равной концентрации йода требуется вводить в раствор мономера частичек вещества в два раза больше. В водной среде ионные контрастные вещества распадаются на ионы, в результате количество частичек вещества увеличивается в два раза (из одной молекулы твердого вещества образуется два связанных с водой иона). В отличии от этого, неионные растворы в водной среде не диссоциируют. Поэтому все ионные растворы в силу двукратного увеличения содержания в них отдельных частиц (ионов) имеют осмолярность вдвое большую, чем неионные растворы, растворение в воде которых происходит без диссоциации на ионы. Так, ионный мономер “Телебрикс”  имеет осмолярность 1500 мОсм/кг Н2О, а неионный мономер “Омнипак” с таким же содержанием йода – 690 мОсм/кг Н2О. Ионный димер “Гексабрикс” с подобной концентрацией йода имеет осмолярность 600 мОсм/кг Н2О, а неионный димер “Визипак” – 290 мОсм/кг Н2О. На рисунках 12 и 13 показано строение молекул различных видов водорастворимых экстрацеллюлярных контрастных препаратов.        Вязкость – свойство жидкостей, характеризующее сопротивление действию внешних сил, вызывающих их течение. Для обычных сред, вписывающихся в законы ламинарного течения, вязкость зависит от концентрации препарата и пропорциональна скорости течения. С одной стороны, более высокая концентрация препарата (370 мг йода на 1 мл вещества) является положительным фактором, поскольку определяет лучшую контрастность изображения. Но с другой стороны высокая вязкость препарата создает трудности при его введении через катетеры малого диаметра и вызывает боль при введении в мелкие артерии и вены.С физиологической точки зрения влияние повышения вязкости крови следует оценивать как в условиях высокой линейной скорости кровотока (в крупных артериях), так и при низкой скорости – в венах и капиллярах. При введении в магистральное артериальное русло препарата с высокой вязкостью наступает замедление кровотока, что не оказывает какого-либо физиологического воздействия. Можно предположить, что в капиллярах более высокая вязкость крови также увеличит время кровотока. Однако в капиллярах поведение тока крови не согласуется с традиционными представлениями о вязком потоке. В капиллярах скорость кровотока зависит от трения клеток крови о сосудистую стенку, от их способности к агрегации, что определяется степенью деформации кровяных клеток. Поэтому скорость микроциркуляции в большей степени зависит от осмолярности контрастного вещества. При одной и той же концентрации низкоосмолярные контрастные вещества будут влиять на реологию в меньшей степени.Гидрофильность – способность вещества смачиваться водой. Гидрофильность определяет инертность контрастного вещества и предотвращает его взаимодействие с биологическими структурами. Бензойное кольцо и карбоксильные группы молекулы контрастного вещества липофильны. Это значит, что они обладают большим потенциалом к взаимодействию с липофидными структурами, которыми являются все клеточные мембраны. Поэтому липофильные зоны молекулы контрастного вещества, введенного в кровяное русло, непременно вступят в взаимодействие с эндотелием, протеинами и кровяными клетками. Для предотвращения этого контакта молекулу контрастного вещества при ее синтезе окружают по всей трехмерной поверхности защитной оболочкой, состоящей из молекул воды. Надежность такой защиты определяется гидрофильностью контрастного препарата. Механизм формирования защитной оболочки заключается в возникновении электрических связей между гидроксильными группами молекулы контрастного вещества и водой. Необходимо подчеркнуть, что электрическое взаимодействие возникает на молекулярном уровне, поэтому оно не прочное. Неправильное хранение контрастного препарата, использование препарата с истекшим сроком годности может привести к нарушению защитной оболочки и вызвать токсическое воздействие бензойного кольца на биологические структуры. Гидрофильность измеряется числом, определяемым логарифмом разделительного коэффициента между октанолом и водой. Чем меньше это число, тем выше гидрофильность. Высокая гидрофильность и низкая липофильность молекулы являются важными свойствами, поскольку они уменьшают вероятность взаимодействия контрастного вещества с клеткой и, главное, уменьшают вероятность осложнений.Растворимость – способность вещества в смеси с одним или несколькими другими веществами образовывать однородные смеси - растворы. Как при смачивании вещества (гидрофильность), так и при его растворении возникают электрические связи. Однако при смачивании электрическое взаимодействие наступает на уровне молекул, а при растворении – на уровне ионов. При ионном взаимодействии старые водородные связи молекулы воды разрываются, и возникает новое электрическое взаимодействие между ионом вещества и гидроксильной группой. Электрические связи на уровне ионов более устойчивые, в сравнении со связями, образующимися на уровне молекул. Хорошая растворимость обеспечивает максимальное проникновение контрастного препарата в межклеточное пространство, что обеспечивает контрастный эффект.Первоначально токсичность контрастных препаратов напрямую связывали с их электрической активностью, т. е. с наличием ионов в растворе. Дальнейшие исследования показали, что токсичность обусловлена не столько наличием ионов, сколько высокой осмолярностью, которую имеют большинство ионных растворов. На сегодняшний день не удалось синтезировать молекулу контрастного вещества, которая бы аккумулировала только положительные качества, т. е. содержала большое количество атомов йода, обладала наивысшей гидрофильностью, низкой вязкостью, высокой растворимостью и была низкоосмолярна к крови. Все перечисленные свойства связаны таким образом, что усиление одних полезных качеств неминуемо ведет к ослаблению других. Поэтому на сегодняшний день самым разумным решением является создание оптимального компромисса между полезными и нежелательными свойствами контрастного вещества. Каким же образом этот компромисс воплощается в препаратах, представленных на отечественном рынке?В таблице 1 показана характеристика контрастных препаратов по основным факторам безопасности. Таблица 1.Характеристика контрастных препаратов
Название производитель Структурамолекулы КонцентрацияI мг/мл Вязкость при370С  мПа/см ОсмолярностьмОсм/кг Н2О ГидрофильностьLg КН
Урографин Шеринг Ионныймономер 306 5,0 2100 2,5
ТелебриксГербе Ионныймономер 300 5,2 1500 1,3
ГексабриксГербе Ионный димер 320 9,5 600 -3,00
УльтравистШеринг Неионныймономер 300 4,5 616 -2,42
ОмнипакНикомед Амершам Неионныймономер 300 5,7 690 -2,51
КсенетиксГербе Неионныймономер 300 6,0 695 -2,62
ИмагопакНикомед Амершам Неионныймономер 300 6,5 640 -2,08
ВизипакНикомед Амершам Неионныйдимер 320 12,2 290 -3,40
 Представленные в таблице контрастные препараты выпускаются в растворах с концентрацией йода от 200 до 350 мг/мл. Повышение концентрации йода означает увеличение количества частичек, которые добавляются в баланс водного раствора, что, в свою очередь, неизбежно ведет к возрастанию вязкости и осмолярности препарата. Например, “Ксенетикс-250” имеет вязкость при температуре 370С 4 мПа/см и осмолярность 585 мОсм/кгН2О. Для “Ксенетикса-350” эти показатели увеличиваются до 10 мПа/см и до 915 мОсм/кгН2О соответственно. Поэтому сравнение факторов безопасности контрастных веществ корректно только между препаратами с одинаковой концентрацией йода.Наряду с разделением контрастных препаратов на ионные и неионные, правомерно их разделение на высокоосмолярные и низкоосмолярные. Граница между этими группами находится на значении осмолярности 1200 мОсм/кгН2О. Все высокоосмолярные препараты являются мономерами. Низкоосмолярные могут быть мономерами и димерами. При этом все низкоосмолярные мономеры являются неионными препаратами, в то время как димеры могут быть ионными и неионными (рис. 14). Реакции на введение контрастных веществ. Несмотря на стремление производителей максимально обезопасить введение контрастных средств, продолжают встречаться различные осложнения. Одно из них связано с иммунологической активностью. Установлено, что контрастные вещества не обладают прямым иммунологическим действием, вместе с тем, замечены факты имитации аллергической реакции на их введение. Эти реакции принято называть аллергоидными, поскольку их возникновение не связано с взаимодействием ангиген-антитело. Повторное назначение контрастных препаратов пациентам, которые ранее имели реакцию на их введение, не приводит неизбежно к повторным реакциям, которые непременно случаются при истинной аллергии. Аллергоидные реакции развиваются через другие механизмы, однако проявляются гистаминоподобным действием. Имеются все основания считать, что современные контрастные вещества, как ионные, так и неионные, представляют собой высвобождающие гистамин чужеродные агенты, которые в конечном итоге повышают сосудистую проницаемость. Среди кожных проявлений побочных реакций чаще встречается крапивница и, гораздо чаще при использовании высокоосмолярных контрастных средств, чем низкоосмолярных и, соответственно, ионных, чем неионных. Выделению гистамина принадлежит конечная роль в цепи реакции, а осмолярность и ионный состав влияют на его освобождение. Другая частая и в основном легкая побочная реакция проявляется болью, приливом жара и гиперемией. Все это также связывается с осмолярностью, ионностью и с особенностями химической формулы. Очевидно, что при относительно одинаковой осмолярности одни контрастные вещества вызывают больший дискомфорт, чем другие. Также очевидно, что высокая осмолярность является не единственным фактором, вызывающим дискомфорт. При использовании неионных димеров, которые изотоничны крови, небольшой дискомфорт все же остается. Побочные реакции со стороны ЦНС, такие как судороги, вызываются нарушением гематоэнцефалического барьера. Этот барьер представляет собой слой плотно связанных эндотелиальных клеток. Его нарушения не обязательно вызываются изменениями структуры. Однако замечено, что во многих случаях наблюдения серьезных побочных реакций имелись указания на перенесенные ранее или существующие повреждения, такие как инсульты, или опухоли. Исследования подтверждают, что побочные реакции со стороны ЦНС во многом зависят от осмолярности или хемотоксичности, однако могут наблюдаться при введении контрастных веществ всех видов.Причины побочных реакций на сердце изучены наиболее полно, но это не делает их понятнее. Замечено, что при прямом введении контрастных препаратов в коронарные артерии может наблюдаться падение артериального давления и частоты сердечных сокращений. При инъекции в левый желудочек наблюдается снижение артериального давления и повышение частоты сердечных сокращений. Эти реакции относительно редки, они имеют рефлекторный механизм возникновения и редко ведут к последствиям. Главный фактор, объясняющий гемодинамические изменения, - это осмолярность. Но некоторые из побочных эффектов зависят от ионности.Очевидно, что контрастные вещества способны оказывать побочное влияние на функцию почек. Из клинического опыта известно, что у пациентов с нормальной функцией почек почечная недостаточность развивается крайне редко. В этой связи необходимо учитывать, что нормальный уровень креатинина сыворотки не всегда соответствует нормальной функции почек. Уровень креатинина значительно колеблется в зависимости от мышечной массы пациента и возраста. Кроме того, совершенно не определена роль эффекта накопления. Он может проявляться у пациентов, которые подвергаются частым контрастным исследованиям и имеют скрытое нарушение функции почек. Таким образом, нефротоксичность является следствием действия контрастного вещества на фоне уже имеющейся почечной дисфункции. Экспериментально подтверждено, что нефротоксичность выражена меньше при использовании низкоосмолярных контрастных веществ. В клинической практике степень такой зависимости все еще не установлена. В экспериментальных исследованиях  ионность препаратов не оказала значительного влияния на функцию почек. Роль химического строения отдельных контрастных веществ также не ясна.Остановка дыхания, сердечно-сосудистой деятельности, бронхоспазм и ларингоспазм – наиболее грозные осложнения. Проведено много экспериментов, имевших цель определить причину этих осложнений. Предложены различные теории их возникновения, но на сегодня единой и убедительной теории не существует. Подобные осложнения клинически редки и одновременно случайны. Это, в свою очередь, затрудняет поиск их причины и профилактику. Имеет значение некоторые уже упомянутые характеристики контрастных средств. Например, осмолярность влияет на проницаемость эндотелия и ускоряет высвобождение веществ, которые могут запускать подобные реакции. Повышенная способность контрастного вещества к связыванию тромбоцитов, белков и других макромолекул также имеет большое значение.В заключении следует сказать, что риск побочных реакций и осложнений при парентеральном введении рентгеноконтрастных средств минимален, тем не менее, он присутствует. Поэтому существует общепризнанное мнение, что при большом объеме и большой скорости введения необходимо использование низкоосмолярных контрастных веществ.
 
« Пред.   След. »

 logo_lancet.jpglogobayer.gif  guerbet_logo.jpg