На початку використання магнітно-резонансної томографії (МРТ) вважали, що природна різниця контрастності різних м’яких тканин виключає необхідність застосування контрастних речовин.
Пізніше було виявлено, що різницю у сигналах між різними тканинами, тобто контрастну роздільну здатність на МР зображеннях, можна суттєво поліпшити за рахунок використання різних контрастних засобів. Реалізувати такий підхід вдалося лише тоді, коли перша контрастна речовина (Gd-DTPA) стала комерційно доступною. Після цього інформативність МРТ у діагностиці низки захворювань стала навіть вищою від такої комп’ютерної томографії (КТ).
9. Механізми дії МР-контрастних засобів
Залежноі від магнітних властивостей МР-контрастні засоби поділяються на парамагнітні та супермагнітні. Атоми з одним чи декількома неспареними електронами мають парамагнітні якості. Найбільш розповсюджені МР-контрастні засоби – це парамагнітні іони металу з великим магнітним моментом.
Прикладами таких іонів являються гадоліній, хром, марганець, нікель та залізо. В теперішній час найбільш широке клінічне використання отримали сполуки гадолінію. Як контрастний засіб використовується супермагнітний оксид заліза. Його домінуючим ефектом є скорочення часу релаксації Т2 Із збільшенням дози відбувається зниження інтенсивності сигналу.
10. Водорозчинні екстрацелюлярні контрастні засоби
Першим зареєстрованим для клінічного використання контрастним засобом був гадолінію хелат, гадопентатдимеглюмін (Magnevist). Термін «хелат» означає «клешня» та відображає той факт, що іон гадолінію Gd3+ із трьома позитивними елементарними зарядами захоплюється негативно зарядженим хелатом, що складається із солі димеглуміну диетилентриамінопентаценової кислоти (DTPA), що містить п’ять негативно заряджених карбоксильних груп (5 «елементарних зарядів»). Іон Gd-DTPA має 2 негативних «заряди» (+3-5=-2) та супроводжується двома позитивно зарядженими іонами меглуміну для електричної нейтральності. Фармакокінетичні властивості Gd-DTPA схожі із такими розчиненого у воді внутрішньовенного йодовмісного контрастного засобу. Він характеризується високою розчинністю у воді, слабкою здатністю до зв’язування з протеїнами, низьким внутрішньоклітинним накопиченням та розподіляється майже виключно у позаклітинному просторі та виводиться нирками. За нормальної гломерулярної фільтрації період його напіввиведення з плазми крові складає 90 хв. Понад 75% введеної дози виводиться нирками через 3 години.
Gd-DTPA, так як і йодовані контрастні речовини, при внутрішньовенному введені не проникає крізь нормальний гематоенцефалічний бар’єр. Коли гематоенцефалічний бар’єр пошкоджений, що буває у випадках пухлин мозку чи при пошкодженні судин, Gd-DTPA проникає до інтерстіціальної рідини всередині пухлини чи пошкоджених судин. Що більша концентрація Gd-DTPA в тканині, то коротший час Т1 в цієї ткані. Концентрація Gd-DTPA може бути різною в нормальній мозковій паренхімі, у ділянці набряку або у пухлині, що надає можливість диференціювати ці тканини. Доза Gd-DTPA складає 0,1-0,2 ммоль/кг маси тіла. Іноді, в 1-2% випадків, може з’явитися відчуття печії та головний біль. Gd-DTPA безпечний та дає у клінічних дозах ще нижчу частоту псевдоалергічних реакцій, ніж неіонні йодовані контрастні речовини.
11. Пероральні контрастні засоби для МРТ
Як і під час КТ, пероральні контрастні засоби використовуються, головним чином, для дослідження черевної порожнини, диференціювання кишечника від нормальних або патологічних тканин, що його оточують. Надто важливо контрастувати петлі тонкого кишечника. Магнетит, Fe3O4 - суперпармагнітний контрастний засіб із переважною дією на Т2-релаксацію - використовується для МР досліджень шлунково-кишкового тракту. Він діє як негативний контрастний засіб, тобто знижує інтенсивність сигналу.
У таблиці знаведено класифікацію контрастних засобів для магнітно-резонансної томографії.
Таб. 3. Контрастні засоби для магнітно-резонансної томографії
| Препарати | Т1-агенти | Т2-агенти |
| Вніклітинні | Хелати гадолінію (Gd) | Диспрозий-DTPA |
| Агенти пула крові (внутрішньо судинні) | Декстран Gd-DTPAАльбумин Gd-DTPA | Альбумин-диспрозий-DTPAЗверхмелкие супермагнітні частинки оксиду заліза (USPIO) |
| Направлені на гепатоцити | Марганець-DPDPGd-BOPTAGd-EOB-DTPA | Арабиногалактан-USPIO Азиалофетин-MION |
| Направлені на купферовські клітиниМаркери пухлин | ЛипосомиМоноклональні антитіла | Супермагнітні частинки заліза SPIOСупермагнітні липосми |
12. Контрастні засоби для ультразвуку
Ультразвуковий метод залишається найбільш розповсюдженим у клінічній практиці методом, головним чином завдяки низькій вартості, безпеці та доступності. Проте є фундаментальні обмеження у відображенні тканин із патологічними зсувами, які мають ті ж акустичні властивості, що й оточуюча нормальна паренхіма. За виключенням повітря, жиру та кісток, природна різниця в акустичному опорі різних м’яких тканин тіла невелика. Різниця, що існує між різними тканинами у відображенні ультразвуку, визначається вмістом таких речовин, як колаген, жир, а також кількістю фібро еластичних волокон.
Використання ехоконтрастів в ультразвуковій діагностиці розпочалося 1968 року, коли R. Gramiak і P. Shan виявили підсилення ехосигналів після введення індоціану зеленого до порожнини лівого передсердя та помилково віднесли цей феномен на рахунок барвника. Наступні дослідження довели, що підсилення відбитого ультразвукового сигналу зумовлено появою мікропухирців повітря у момент ін’єкції.
В основі отримання контрастного зображення у ході УЗД лежить зміна акустичних властивостей досліджуваних тканин. Як відомо, основними фізичними ефектами взаємодії ультразвуку з часточками речовини (з тканинами та ехоконтрастом) є відбиття, заломлення, розсіювання та поглинання. Специфічні ультразвукові характеристики ехоконтрастів у першу чергу змінюють ступінь зворотного розсіювання і, отже, підсилюють відбиття ультразвуку у ділянці інтересу. Метою внутрішньосудинного введення контрастів є збільшення кількості відбивачів у просвіті судини. Оскільки акустичний опір газу найсуттєвіше відрізняється від опору крові, більшість ехоконтрастів засновано на введенні водної зависі мікропухирців повітря у кров.
Ідеальний ехоконтраст повинен мати такі властивості:
- нетоксичність;
- можливість внутрішньовенного введення;
- стійкість під час проходження через легені, серце та капіляри;
- збереження стабільності у ході рециркуляції.
За місцем дії ехоконтрасти підрозділяють на:
1. Доплерівські контрастні речовини для внутрішньосудинного дослідження призначено переважно для оцінки гемодинаміки магістрального та органного кровообігу та ангіоархітектоніки органів і патологічних утворень.
2. Тканинні контрастні речовини, або органо- та пухлино специфічні контрасти – тропні до певних тканин. Їх використання дозволяє підсилити різницю між нормальними та патологічними тканинами (наприклад, пухлина) у паренхіматозних органах.
Ехоконтрасти також розподіляються на рідинні та газовмісні. Ефект рідинних контрастів пов’язано зі зміною в’язкості та щільності крові. Вони переважно використовуються як органо- та пухлиноспецифічні. Доцільним є використання цих контрастів для дослідження паренхіматозних органів – печінки, нирок, селезінки, підшлункової залози. Основний принцип їх дії - це підсилення різниці між ехогенністю нормальних і патологічних тканина. До цього часу рідинні ехоконтрасти не знайшли широкого використання через недостатній ефект контрастування, відносно високу токсичність, необхідність введення великих об’ємів і складності використання.
Газовмісні ехоконтрасти розроблено на підставі мікропухирців повітря, стабілізованих різними речовинами. Основною властивістю мікропухирців є високий акустичний опір газу ультразвукові, що значно відрізняється від акустичного опору крові. Це найбільша та перспективна група ехоконтрасних препаратів. Відомо близько 30 ехоконтрасних препаратів, які містять мікропухирці. Ці ехоконтрасти використовують для дослідження серцево-судинної, травної та сечостатевої систем, а також патологічних порожнин (нориць, абсцесів).
До ультразвукових контрастних засобів належать:
- водні зависі твердих часток, що після введення в кров підсилює її ехогенність, а після фагоцитозу в печінці підсилює ехогенність її паренхіми;
- крапельки сполук перфторвуглецю – маслянистий рідкий препарат, що підсилює ехогенність крови, а потім – печінки;
- мікропухирці газу в оболонці з альбуміну («Інфрсон»);
- мікропухирці газу, заключні у галактозу («Еховіст») або у галактозу та жирові кислоти («Левовіст»);
- рідина, що вводиться у кров, і вже там виділяє мікропухирці газу («ЕхоГен»).
У таблиці 4 наведено основні види ехоконтрастних засобів.
Таблиця 4. Ехоконтрастні засоби
| Назва | Производитель | Розмір микрони | Оболонка | Газ |
| Albunex* | Molecular Biosystems | 4.3 | Денатурований альбумин | Повітря |
| FS-069* | Molecular Biosystems | 3.9 | Денатурований альбумин | Повітря&перфторпропан |
| MRX-115 | ImaRxPharmaceutical | 2.3 | Липиди& Поверхностно-активные речовини | Повітря&перфторпропан |
| AFO150 | Alliance | 5 | Поверхностно-активные речовини | Повітря&перфторпропан |
| BRI | Bracco Spa | 2.5 | Липиды& Поверхностно-активные речовини | Повітря&H2SF6 |
| Levovist* | Schering AG | 2-4 | Пальмитинова кислота | Повітря |
| SHU563A | Schering AG | 2 | РВСА | Повітря |
| NAI inv. drug | Nicomed Amersham | - | Відткрита інформація відсутня | - |
| Echogen | Sonus Pharmaceutical | 6-8 | Додекафторпентан | |
| Quantison | Andaris | 3.2 | Денатурований альбумин | Повітря |
Введення ехоконтрастного засобу дозволяє перетворити не цілком досконале дослідження, що не має діагностичного значення, на діагностичне. Отже, зникає необхідність у направленні пацієнта на більш вартісні та/або інвазійні процедури. Розробка ехоконтрастних засобів перевершила, на думку спеціалістів, інші шляхи розвитку та вдосконалення УЗД. Контрастування поліпшує якість оцінки стану великих судин порівняно зі звичайною доплерографією за рахунок підвищення чутливості та специфічності. Хоча використання ехоконтрастних речовин обмежується їх досить високою ціною, УЗД із контрастуванням, очевидно, може конкурувати зі ще більш вартісними методами ангіовізуалізації.