Mezzo di contrasto
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I mezzi di contrasto (abbreviati in m.d.c.) o agenti di contrasto sono sostanze in grado di modificare il modo in cui una regione analizzata appare in una immagine medica. Specificamente, alterano il contrasto di un organo, di una lesione, o di qualsiasi altra struttura rispetto a ciò che la circonda, in modo da rendere visibili dettagli che altrimenti risulterebbero non apprezzabili.
I mezzi di contrasto possono essere usati per visualizzare caratteristiche morfologiche oppure funzionali (come ad esempio lo 123I per il test di iodocaptazione). In questo ultimo caso i mezzi di contrasto prendono il nome di traccianti.
Ogni tecnica di imaging ha i propri mezzi di contrasto; che necessariamente hanno caratteristiche diverse dipendentemente dal metodo di formazione delle immagini.
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[modifica] Radiografia e tomografia computerizzata
I mezzi di contrasto usati per queste due tecniche sono gli stessi. In entrambi i casi infatti l'immagine viene formata basandosi sull'assorbimento di raggi x da parte dei tessuti.
La formazione dell’immagine radiografica sfrutta la diversa attenuazione che ha il fascio di raggi x nell’attraversare i distretti anatomici, tale attenuazione è in rapporto con il numero atomico della sostanza attraversata. Più alto è il numero atomico della sostanza più essa sarà radiopaca. Nel nostro corpo esistono regioni anatomiche che presentano densità più o meno omogenee cioè aventi spessore e composizione chimica simile, per cui risulta difficile una loro discriminazione.
Sono state così messe a punto delle sostanze in grado di aumentare o diminuire l’attenuazione dei raggi x. A seconda che queste sostanze presentino un assorbimento superiore o inferiore a quello degli organi nei quali vengono immessi si distinguono in mezzi di contrasto positivi (bario, iodio) o negativi (aria, metilcellulosa,anidride carbonica). I mezzi di contrasto positivi sono sostanze che aumentano la resistenza al passaggio dei raggi x e sono caratterizzati da un elevato numero atomico, i mezzi di contrasto negativi la diminuiscono.
Un tipico utilizzo di un mezzo di contrasto negativo quale l’aria è utilizzato nello studio dell’apparato respiratorio (radiografia del torace), il radiogramma viene assunto durante un’inspirazione profonda per riempire gli alveoli polmonari d’aria in modo da poter evidenziare eventuali lesioni del parenchima polmonare.
[modifica] Bario
Nello studio contrastografico dell’apparato digerente viene oggi utilizzato il bario sotto forma di solfato di bario che essendo insolubile in acqua e quindi nei liquidi organici non può essere assorbito dall’organismo e non esercitare azione tossica o talora letale. Il bario è caratterizzato, come tutti i mezzi di contrasto positivi, da un alto numero atomico. Negli anni ottanta sono state introdotte tecniche di studio dell’apparato digerente a doppio contrasto che fanno uso di un mezzo di contrasto positivo (solfato di bario) e uno negativo (aria, metilcellulosa, co2).
La sua somministrazione avviene per via orale.o per clisma.
[modifica] Controindicazioni
In genere il bario è ben tollerato e privo di attività farmacologica, viene rapidamente dismesso dall'organo ed eliminato per via renale. Controindicazioni assolute al suo utilizzo sono occlusioni e perforazioni intestinali. La fuoriuscita di bario dai visceri è tossica; esso è un potente agente irritante in grado di indurre una peritonite chimica se entra in contatto con il peritoneo. Per questo motivo nelle prime tre settimane dopo un intervento, là dove si rendesse necessario un esame contrastografico di un distretto dell’apparato digerente, non deve essere usato il bario bensì un mezzo di contrasto iodato!
[modifica] Iodio
Per quanto riguarda lo studio dell'apparato uroginecologico (urografia, isterosalpingografia, colecistografia...) e per studi di angiografia vengono, invece, utilizzati mezzi di contrasto iodati. Anche lo iodio è un elemento ad alto numero atomico. Attualmente si utilizzano i cosiddetti mezzi di contrasto di terza generazione non ionici molto più tollerabili di quelli ionici.
Il mezzo di contrasto iodato viene anche utilizzato in tomografia assiale computerizzata in quanto la densità del bario può dar luogo ad errori di lettura creando dei falsi positi o negativi nell’immagine visualizzata. Può essere somministrato per via venosa, arteriosa, per os e per clisma. Anch’esso viene presto eliminato attraverso l’urina.
[modifica] Controindicazioni
Non esistono controindicazioni assolute per il suo utilizzo di solito questi mezzi di contrasto sono ben tollerati ma non si è in grado di prevedere un eventuale effetto secondario, per questo motivo si rende necessaria in diagnostica la presenza di farmaci cortisonici, antistaminici e di strumenti quali la maschera di ossigeno che permettano di intervenire tempestivamente in caso di effetti indesiderati quali lo shock anafilattico. Gli effetti secondari si dividono in: banali (senso di calore, nausea), lievi (orticaria, vomito), gravi (arresto cardiaco, edema polmonare) e infine letali.
[modifica] Imaging a risonanza magnetica
A differenza della TC, dove l’entità del segnale è proporzionale alla densità e peso atomico degli atomi che compongono il tessuto bersaglio, nella RM i parametri che influenzano il segnale sono legati non solo alla densità protonica ma soprattutto al rilassamento protonico, ciò che ha reso possibile sviluppare prodotti in grado di incrementare sensibilmente il contrasto tra tessuto normale e tessuto patologico anche a bassissima concentrazione; infatti a differenza dei mezzi di contrasto utilizzati in TC, dove l’azione del mezzo di contrasto (generalmente organo-iodato) è rivolta a bloccare direttamente i fotoni x che attraversano l’organo bersaglio, in RM i mezzi di contrasto influenzano i tempi di rilassamento T1 e T2 dei protoni disposti in loro adiacenza, talché una singola molecola di mezzo di contrasto esplica una azione favorente il rilassamento su un numero elevatissimo di protoni, esercitando quindi la sua azione a concentrazioni nettamente inferiori a quelle necessarie in diagnostica TC. I mdc in RM sono costituiti da atomi o molecole con differente azione, non solo in grado di incrementare il segnale (mdc positivi) ma anche di abbassarlo (mdc negativi). Tali effetti sono ottenuti modificando localmente le proprietà del campo magnetico tramite sostanze ferromagnetiche, paramagnetiche o diamagnetiche.
Il parametro più importante che caratterizza un mezzo di contrasto per la risonanza magnetica è la relassività (relaxivity in inglese), che quantifica la variazione indotta nel T1 o nel T2 in funzione della concentrazione. A campo magnetico costante, la relassività si definisce nel seguente modo:
dove T1/2 indica il T1 o il T2 risultante, T1/2,0 indica il T1 o il T2 originario del tessuto, r è la relassività e C è la concentrazione di mezzo di contrasto nel tessuto.
La relassività varia al variare del campo magnetico, con un andamento non lineare a "campana", cioè presenta un picco per un particolare valore di campo ed è inferiore nel resto dei casi.
[modifica] Gadolinio
È il mezzo di contrasto più usato in assoluto in risonanza magnetica, per le caratteristiche paramagnetiche del suo ione Gd3+. Viene usato in soluzione e complessato da leganti ciclici poliamminopolicarbossilici, che servono ad evitare la tossicità dello ione libero per l'organismo umano. Si usa frequentemente il Gd-DTPA come m.d.c. extracellulare, il che significa che ha una fase intravascolare ed una fase interstiziale. Questo è utile ad esempio per valutare l'integrità della barriera emato-encefalica (BEE), o per valutare il pattern di impregnazione e quindi di vascolarizzazione di una lesione. Una tipica applicazione è l'effettuazione di esami di angiografia (CE-MRA, Contrast Enhanced Magnetic Resonance Angiography). Esistono anche altri mezzi di contrasto contenenti Gadolinio con diverse specificità tissutali, come il Gd-BOPTA, m.d.c. epatospecifico che si accumula elettivamente negli epatociti funzionanti e viene da questi escreto nelle vie biliari (si usa quindi anche nella colangio-RM). I mezzi di contrasto a base di Gadolinio aumentano il segnale nelle sequenze T1 pesate dato che riducono il tempo di rilassamento T1.
[modifica] Ossido di ferro
È un mezzo di contrasto superparamagnetico che fa parte dei m.d.c. reticoloendoteliali. Le particelle di ossido di ferro sono elettivamente captate dal sistema reticolo-endoteliale (SRE), dunque principalmente dal fegato (le cellule di Kuppfer costituiscono l'80% dei macrofagi dell'organismo), ma anche da midollo osseo e milza, ed hanno un effetto contrastografico negativo, ossia riducono l'intensità del parenchima sano nelle sequenze T2 pesate.
[modifica] Emoglobina
L'emoglobina è presente in tutti i globuli rossi dell'organismo umano, ed è la molecola che gioca il ruolo più importante nel trasporto dell'ossigeno e dell'anidride carbonica. Siccome le sue caratteristiche magnetiche variano a seconda dell'ossigenazione della molecola (effetto BOLD), essa agisce come mezzo di contrasto intrinseco cioè naturalmente presente nel corpo. Questa proprietà viene sfruttata per visualizzare le aree di tessuto ossigenate o meno, principalmente nella risonanza magnetica funzionale.
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