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 da

due livelli di grigio molto differenti

(30 e 200 come valori di scala) hanno

alto contrasto.

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.

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).

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’

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.

L’utilizzo di molecole superparamagnetiche (come

il ferro cristallino) permette di avere un

amplificazione elevatissima del momento

magnetico.

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

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‟.

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‟..

Categorizzazione principale dei mezzi di contrasto RM

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.

- Tramite puntura percutanea e

fino alla cavita’ articolare nelle

artro-RM

- 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.

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:

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

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.

Le tempistiche dell’acquisizione

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

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.

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

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).

Le tempistiche dell’acquisizione

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).

Studi dinamici

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

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*

Attenzione che concentrazioni molto elevate di

gadolinio (nelle vie escretrici in fase tardiva per esempio)

restituiscono un segnale altamente ipointenso (nero).

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

MDC paramagnetici e

contrasto positivo T1

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.

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 e

contrasto negativo 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)