Röntgenkontrastmittel RKM -...

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RöntgenkontrastmittelRKM

Grundlagen

Allgemeines

• Kontraste im Röntgenbild beruhen auf der unterschiedlichen Röntgenabsorption der durchstrahlten Materie. Die Absorption ist abh.– Von der Ordnungszahl der in den Molekülen vorhandenen

Atome– Von der Konzentration diese Moleküle ( Dichte= Masse/ Vol.) �– Von der durchstrahlten Schichtdicke

• Auf der Thoraxaufnahme bilden Knochen, die lufthaltige Lunge, das Herz einen ausreichenden natürlichen Kontrast. Das Abdomen besteht jedoch aus Organen mit geringen Absorptionsunterschieden, sodass diese mit Röntgenkontrastmittel sichtbar gemacht werden müssen, um sie beurteilen zu können

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Positives KM

• Substanzen mit hoher Röntgendichte- entsprechend einer hohen Ordnungszahl werden positive KMgenannt.– 2 Substanzen kommen zum Einsatz

• Jod Ordnungszahl 53

• Barium Ordnungszahl 56

• sind für Röntgenstrahlen weniger durchlässig– Im Bild weiss– In der DL schwarz

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Negative KM

• Substanzen mit geringer Dichte wie Gase und Luft, vermindern dieAbsorption. Sie werden negative Kontrastmittel genannt– Luft– Methylzellulose,– Kohlendioxid

• Einsatz in der C02-Angiographie• Sind für Röntgenstrahlen stärker durchlässig

– Im Bild schwarz

• Negative KM werden heute meist in Kombination mit einem positiven Kontrastmittel eingesetzt– Doppelkontrastuntersuchung

• Magen/ Darmuntersuchung durch die Endoskopie und die Schnittbildverfahren zurückgedrängt

• Arthrographien( veraltet)�– Wird nur ein pos. oder negatives KM verwandt spricht man auch von

einfach- oder Monokontrast

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Bariumsulfat (BaSO4)) �

• gebrauchsfertige, wässrige Suspension, da wasserunlöslich oder Pulver, welches mit Wasser aufgelöst werden muss– Magen/ Darmuntersuchungen

• Paste– Ösophagus

• Normale Konzentration: 1 g Bariumsulfat/ ml• HD ( high- densitiy- Präparate): 2,5 g/ ml• Paste: 100 g Paste enthalten 70 g Barium• Anwendung: oral oder rectal

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Wechselwirkung von Barium

• Barium wird nicht von der Schleimhaut des Magen- Darmtraktes resorbiert

• Barium bleibt an der Schleimhaut( wenn sie trocken ist) haften und dient zum sog. Wandbeschlag

– Daher Untersuchung bei nüchternen Patienten und frühmorgens, weil sich im Laufe des vormittags Nüchternsekret bildet, welches den Schleimhautbeschlag verschlechtert

Cave

• Bei penetrierenden Verletzungen der Schleimhaut, gelangt Barium in die freie Bauchhöhle und kann zu Entzündungsreaktionen kommen, die unter Umständen tödlich enden können, sog. Bariumperitonitis– Daher: kein Barium nach frischen Operationen, bei Verdacht

auf Durchbruch der Schleimhaut ( Perforation), Fistelung

• Verdünntes Barium, wenn ein Darmverschluss( Ileus)vorliegt, da reines Barium vor dem Verschluss eindickt und die Symptomatik verschlimmern kann

• Kein Barium, wenn der Patient sich verschluckt, da Barium, wenn es in die Bronchien gelangt, eine Fremdkörperreaktion hervorrufen kann. ( Aspiration)�

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Wasserlösliches jodhaltiges Kontrastmittel zur oralen oder rectalen

Anwendung immer

• bei Kontraindikation für Barium• in der CT Anwendung in verdünnter Form

Anwendung zur oralen und rectalen Darmkontrastierung – In unverdünnter Form Artefakte– Barium macht Artefakte

Peritrast oral

Gastrographin

Gastrolux Re

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Peristrast oral –GI 300 J mg/ml– Wirkstoff: Amidotrizoesäure, Lysinsalz( entsprechend 300 mg Jod/ ml– Packungsgröße 30 ml und 100 ml

• Vorsicht ist geboten bei Dehydratation, wenn insb. ältere Patienten längere Zeit keine Flüssigkeit aufgenommen haben und ausgetrocknet sind.

• Denn die jodhaltigen KM entziehen dem Körper zusätzlich Wasser aufgrund der osmotischen Aktivität, sie wirken hygroskopisch.

• Beschleunigt die Darmpassage und kann zu Durchfällen führen– daher therapeutische Anwendung bei Obstipation (

Verstopfung)�

Gastrolux RE( rectales KM für das Colon) �

• Wirkstoff: Natriumamidotrizoat, Amidotrizoesäure, Megluminsalz• Zusammensetzung: 1 ml wässriger Lösung Gastrolux enthält 0,05 g

Natriumamidotrizoat und 0,319 g Amidotrizoesäure, Megluminsalz, was einer Jodkonzentration von 180 mg/ ml entspricht

• Anwendung: Colonkontrasteinlauf, ( Colon KE)�– nach chirurgischen OP´s, – bei Perforationsgefahr, – Fistelverdacht, – hochgradige Darmstenosen, Ileus

• Colonkontrasteinlauf: 250 – 500 ml, entsprechend 45-90 g Jod• erhältlich in 500 ml Flaschen

• Cave. Bei komplettem Darmverschluss kann aufgrund der hygroskopischen Wirkung des Gastrolux der Darm vor dem Verschluss sich zusätzlich erweitern.

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Jodhaltige, Kontrastmittel zur intravenösen Applikation

• Benzolring als Jodträger• an Pos. 2,4 und 6 Jodatome

( triojodiert). Das Jod ist fest an das Molekül gebunden und gebunden vom Organismus nicht als Jod erkennbar. Der Jodgehalt des Grundmoleküls ist sehr hoch. Die Positionen 1,3 und 5 verbleiben dem Chemiker, um durch Einfügung von Seitenketten die Eigenschaften des KM zu beeinflussen.

2

4

6

5

Trijodbenzol

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C00 -

Anion

Kation +

ionische RKM nicht-ionische RKM

elektrisch geladen elektrisch neutral

Eigenschaften: Molekülstruktur

• Nach Injektion gelangen die RKM durch natürliche Poren der Kapillargefäße in den Extrazellulärraum. Sie gehen nicht in die gesunde Zelle. Durch passive Filtration( glomeruläre Filtration) werden die RKM über die Nieren ausgeschieden.– Erhöht sich durch eine Verbindung mit Eiweißen das

effektive Molekulargewicht, sind die KM-Moleküle nicht mehr über die Nieren ausscheidbar.

• RKM passieren nicht die gesunde Blut-Hirnschranke und nicht die Zellmembran

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Kinetik

• Geringe Plasma- Proteinverbindung– dialysierbar. ( Blutwäsche)�

• Plasma – HWZ ca 2 h• Eliminationzeit: nach 24 h ca 90% der

ausgeschieden

Eigenschaften von Kontrastmitteln

• Viele Eigenschaften der Kontrastmittel sind gleichzeitig für ihre Nebenwirkungen und Toxizität verantwortlich– Löslichkeit– Osmolarität– Viskosität– Lipophilie nur bei den ionischen KM– Elektrische Ladung, nur bei den ionischen KM

• Der Grad ihrer Ausprägung entscheidet über die Verträglichkeit

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Wasserlöslichkeit

• Eine sehr gute Wasserlöslichkeit ist Voraussetzung zur Herstellung hochkonzentrierter Lösungen. Die Löslichkeit nicht- ionischer RKM wird wie bei Zuckern oder Peptiden durch hydrophile Seitengruppen ( -OH, -CONH,-OCH vermittelt.– bei niedriger Temperatur können KM Kristalle

abscheiden. Diese müssen vor Gebrauch durch Erwärmen aufgelöst werden.

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Osmotischer Druck

• Die Höhe des osmotischen Druckes einer Lösung kann in 2 unterschiedlichen Maßeinheiten angegeben werden– Osmolarität– Osmolalität

• Bei der Osmolarität wird die osmotisch wirksame Konzentration auf die Volumeneinheit einer Lösung bezogen– Menge gelöster Teilchen in einem Liter Lösung

• bei der Osmolalität wird die Menge der gelösten Teilchen pro 1 kg Wasser angegeben. Die Maßeinheit ist Osmol/ kg Wasser.

• Der osmotische Druck der KM- Lösungen wird als Osmolalität in milliosmol/ kg Wasser angegeben. Er ist der Anzahl der frei beweglichen Teilchen ( Moleküle) pro kg Wasser annähernd proportional– Osmolalität von Blut beträgt 290mOsmol/ kg Wasser

• Der osmotische Druck ist stark konzentrations- und wenig temperaturabhängig

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Hyperosmolariät der RKM

• Gegenüber dem Blut sind die meisten RKM hyperosmolar. Die Osmolalität ist von der Jodkonzentration abhängig– Mit steigender Jodkonzentration

steigt die Osmolalität• Die RKM entziehen dem

extravasalen Raum soviel Flüssigkeit, bis eine Isotonie des Blutes erreicht ist. Die Hypervolämie( zu viel zirkulierendes Flüssigkeitsvolumen) führt zur Herz- und Kreislaufbelastung.

• Cave. Herzkranke.– Die Volumenbelastung nimmt mit

der KM- Menge zu.

Halbdurchlässige Membran

Raum II Raum I

Wassermolekül

Teilchen des gelösten RKM

Hyperosmolariät der RKM

• Der osmotische Druck der RKM ist stark konzentrationsabhängig.

• Unterschiedliche RKM können bei gleicher Jodkonzentration einen recht unterschiedlichen osmotischen Druck aufweisen.

• Die Höhe der Osmolalität ist bei gleichem Jodgehalt des RKM von seiner chemischen Struktur, der elektrischen Ladung und der Anzahl der Moleküle abhängig.– weniger osmolar sind RKM mit

weniger Molekülen, aber einer höheren Anzahl von Jodatome/ Molekül

100 200 300 400 mg Jod/ml

100

200

300

400

500

600

700

800 Osmolalität von Ultravist bei 37°

Blut

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Nebenwirkungen durch die Hyperosmolalität

• Bei hochosmolaren RKM ( ionisch) kann es zu Endothelschäden der Gefäßwand kommen. – Der Patient empfindet bei der Angiographie(

Gefäßdarstellung) dies als Gefäßschmerz

• Bradykardie in der Cardiographie• Hitzeempfinden bei schneller Injektion• Vasodilatation( Gefäßerweiterung) �• Diurese ( Harndrang) �• Hypervolämie

– Bei großen KM- Mengen

Viskosität

• Maß für die Fließfähigkeit der KM-Lösungen

• Die Viskosität nimmt mit steigender Konzentration und sinkenden Temperaturen stark zu

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Die Viskosität hängt ab:

– Der chemischen Beschaffenheit des Moleküls. RKM können bei gleicher Jodkonzentration und gleicher Temperatur unterschiedlich viskös sein.

• Z. B. größere RKM- Moleküle - wie Dimere- sind visköser.

– Der Jodkonzentration: höhere Jodkonzentration, höhere Viskosität.

• Höhere Viskosität bedeutet bei schneller Injektion einen höheren Kraftaufwand bzw. einen höheren Injektionsdruck. Dies wirkt sich auf die maximal mögliche Injektionsgeschwindigkeit aus.

– Von der Temperatur. Die Viskosität nimmt bei abnehmender Temperatur zu.

• Daher sollten RKM vor Injektion auf Zimmertemperatur erwärmt werden.

mPa x sec

4

8

12

16

20

24

0 100 600 mg Jod/ ml500400300200

20°

37°

Viskosität von Ultravist in Abhängigkeit von der Konzentration und Temperatur

15

5 10 15 20 25 30 35 40° C

mPa x s milli Pascal/sec

30

20

10

Viskosität von Ultravist-370 in Abhängigkeit von der Temperatur

Hohe Viskosität

– hat Auswirkung bei Verwendung dünner Angiographiekatheder, wenn eine hohe Flussrate ( ml/s) erwünscht ist. Die maximale Flussrate wird durch den möglichen Injektionsdruck bestimmt. Dieser ist bei visköseren RKM geringer.

– Visköseres RKM vermischt sich schlechter mit dem Blut

– hat aber eine längere Kontaktzeit mit der Gefäßwand und bewirkt dadurch einen länger anhaltenden Kontrast. Durch die längere Kontaktzeit werden aber die biologischen Membranen negativ beeinflusst ( Schädigung der Gefäßwand)�

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Lipophilie

• Die Affinität zu Fett der RKM ist nur bei den gallengängigen erwünscht, da ihre Ausscheidung über die Leber von der Lipophilie abhängt

• Bis auf Galle- RKM sollen RKM mögliche wenig lipophil sein, da mit der Lipophilie die Nebenwirkungsrate steigt

• Elektrische Ladungen( Säuregruppen), die Sauerstoffatome und die Stickstoffatome in den Seitenketten vermindern die Lipophilie des Trijodbenzol, Methylgruppen in den Seitenketten verstärken sie

Hydrophilie,

• Nichtionische RKM sind generell sehr hydrophil. Die Bindung an Plasmaeiweiße ist gering– Eiweißbildung erhöht die Nebenwirkungsrate

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wasserlösliche i.v. RKM

• Ionische Kontrastmittel– Salze jodhaltiger organischer Säuren– Kontrastmittel der ersten Generation

• Nicht- ionische Kontrastmittel– Fortentwicklung

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C00 -

Anion

Kation +

ionische RKM nicht-ionische RKM

elektrisch geladen elektrisch neutral

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Ionische Kontrastmittel• Die wasserlöslichen RKM waren

ursprünglich durchwegs Salze jodhaltiger organischer Säuren.

• Das jodhaltige, kontrastgebende Anion trägt in Lösung eine oder zwei neg. elektrische Ladungen, das nicht- kontrastgebende Kation( Natrium oder Meglumin) jeweils eine pos. Ladung.

• Die elektrische Ladung ist die Ursache vieler unerwünschter Nebenwirkungen– Epileptogen– Störung elektrischer Potentialen an

den Zellmembranen• Unerwünschte Wirkung am

Herzen, da Ca gebunden werden kann.

– Rhythmusstörungen

COO¯

Natrium+

Meglumin+

Ionische Kontrastmittel

• Um sie in Lösung zu bringen verwendet man jodfreie Basen( meist Natriumhydroxid, N- Methylglucamin). Obwohl die Kationen keinen Beitrag zur Bildgebung leisten, sind sie zur Verbesserung der Löslichkeit der jodhaltigen Säure und zur Erzielung physiologischer ph- Werte erforderlich. Megluminsalze lösen sich besser als Natriumsalze. Beide erhöhen unnötig die Osmolalität und damit die Nebenwirkungsrate. Daher ging der Weg dahin, Kontrastmittel mit geringerer osmotischer Aktivität zu synthetisieren.

• Heute noch orale und rectale Anwendung

• werden intravenös nicht mehr verwendet, da die Nebenwirkungsrate und Unverträglichkeit deutlich höher liegt als bei den nichtionischen KM einer Ausnahme

� Den i.v. Gallekontrastmittel

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Gallengängiges - RKM, letztes noch gebräuchliches, ionisches i. v. RKM

• Biligraphin: Die Seitenketten sind so verändert, dass eine verstärkte Lipophilie ( Affinität des KM´s zu Fetten) resultiert. Durch die Lipophilie geht die KM-Säure eine verstärkte Bindung mit Transporteiweißen( Albumin) ein, die in die Leber transportiert und über die Gallenwege ausgeschieden werden. Eiweiße sind zu groß , um über die Nieren ausgeschieden zu werden.

• Biligraphin ist ein großes Molekül – dimeres- hexajodiertes KM-Anion- da die Leber nur größere Moleküle ausscheiden kann.

COO¯COO¯

NH – C – CH 2 CHCHCH –22 C – NH

O O

J J

JJ

J J

Gallengängiges RKM

• Kontrastdarstellung der Gallenwege

• Die intravenöse Infusion der Galle- RKM muss langsam erfolgen, um eine hohe Eiweißbindung zu erzielen

• Die Lipophilie der gallengängigen RKM ist für die hohe Nebenwirkungsrate verantwortlich.

• Heute spielt das Biligraphin keine Rolle mehr, Darstellung der Gallenwege mit der ERCP und der MRCP

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Strategien bei der Entwicklung der RKM

• Mehr Jodatome pro Molekül– Geringere

Teilchenzahl• Osmolarität sinkt• Bessere Verträglichkeit

Monomer

Dimer

Entwicklung zum nicht -ionischenniederosmolaren RKM

• Hochosmolare, ionische monomere RKM– Wegfall des Kations

• Erhöhen die Osmolalität unnötig

– Wegfall der Carboxylgruppe C00H

• Niederosmolare, nicht-ionische, monomere RKM– Mehr Jodatome pro Molekül– Hexajodierte Dimere

• Isoosmolare, nichtionische,dimere RKM

(COO¯ Kation)�

R (OH)�

R (OH) �(OH) R

n

n n

R

RR

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Vorteile nicht- ionischer RKM

• Weniger hyperosmolar, teilweise isoosmolar mit dem Blut, auch bei hohen Jodkonzentrationen– Benötigen keine Kationen zur Herstellung von

Lösungen• Weniger Allgemeinreaktionen: Übelkeit,

Erbrechen, Allergien• Weniger schwere Kontrastmittelreaktionen• Enthalten keine elektrischen Ladungen und

stören somit keine biologischen Membranen und führen zu keiner Änderung des Ionenmilieus, z. B. bei der Cardioangiographie

Hauptsächliche Ursache für KM-Reaktionen HEUTE

• Früher wurden nur in der Angiographie hohe Dosen appliziert. Heute werden in der Cardioangiographie und der Computertomographie hohe Dosen bis zu 200 ml und mehr appliziert

• Es gilt, umso höher die Dosis, umso größer die Gefahr der Hypervolämie.– Flüssigkeitsentzug aus dem Extravasalraum,

vermehrt zirkulierendes Blut im Intravasalraum mit der Gefahr der Dekompensation bei Patienten mit einer Herzschwäche

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Einteilung in RKM- Klassen

• Die Einteilung in Klassen richtet sich nach der Anzahl der Jodatome pro Molekül

• Umso mehr Jodatome ein Molekül enthält umso geringer die Toxizität

Einteilung der RKM

COO¯

R COO¯

R

Kat+

Kat+

Jodzahl : Teilchen = Klasse

:

:

:

:

Klasse 6

Klasse 3

Klasse 3

Klasse 1,5

1995 nicht-ionischesDimer

1970 ionischesDimer

1976 nicht-ionischesMonomer

1950 ionischesMonomer

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Osmolarität von RKM Klasse 1,5 - 6

290IotroalanIsovist6

600IoxoglinatHexabrix3

618IohexolImeron3

1680AmidotrizoatUrolux1,5

KlasseHandelsname( Jodgehalt 30% Name

Osmolarität bei 37°CmOsm / kg H20

Kontrastmittel

Iod-

Konzentration

(mg Jod/ml)

Klasse

Jodanzahl

/Teilchen

ionisch/ nicht-

ionisch

wasserlöslich

nierengängig

Osmolalität

( mOsmol/kg

Wasser ) Anwendung

menschliches Blut 285-295

Iodixanol

( Visipaque)

270320 6

nicht-ionischdimer

290290

intravenöse Gabe( Urogramm, CT)

arteriell: Angiographie

Iotrolan

( Isovist) 300 6nicht-ionisch

dimerisoton zum Liquor

320 Myelographie

Iohexol

(Omnipaque)

140240300350

3nicht-ionisch

monomer

290510640780



Iopamidol

(Solutrast)

300370 3

nicht-ionischmonomer

616799



Iopromid

(Ultravist)

300370 3

nicht-ionischmonomer

610770



Iomeprol

(Imeron)

300350 3 nicht-Ionisch

521618



Ioxaglat

( Hexabrix)

320 ionisch-dimer 600 Angiographie

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Gastrographin

76% Lsg. aus Natrium-

und Megluminsalzen

370 ionisch 1900mosmol/l Magen, Darm

Telebrix 300 Ionisch 1860 Magen, Darm

Peritrast 300

(Amidotrizoesäure

Lysinsalz)

300 Ionisch 1380 Magen, Darm

Gastrolux 180 ionisch Colon

gallengängig

Biligraphin 3 ionisch dimerlipophil

i.v.-Galle

Lipiodol 480 ölig Lymphographie früher

RKM Zusammenfassung

• Klasse 1,5 ( hochosmolar)�– z.B. Telebrix, Peritrast

• Klasse 3 (niederosmolar)�– z.B. z.B. Imeron, Solutrast,

Ultravist

• Klasse 6 ( isoosmolar)�– z. B. Visipaque, Isovist

• Seit 2000 nur noch als oral, rectale KM

• Seit > 25 Jahren breite Anwendung, gute Verträglichkeit

• Vgl Klasse 3 Vorteile für Risikopatienten? 5- fache Kosten

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Synthese wasserlöslicher Röntgenkontrastmittel

• Die Ausgangstoffe für die Synthese der wasserlöslichen RKM sind Jod und Nitrobenzoesäurederivate

• Jod ist ein wertvoller Rohstoff und wird aus Meeresalgen gewonnen. Ein relevanter Teil der Weltjahresproduktion wird für die Herstellung von RKM verwendet.

• Der Aufwand für die Synthese ist stark von der chemischen Verbindung abhängig

• Während sich die ionischen RKM noch in wenigen Stufen aus den Ausgangsmaterialien herstellen lassen, werden zur Synthese der neuen nicht-ionischen RKM deutlich mehr Syntheseschritte benötigt.

• Beispielsweise beträgt die Gesamtausbeute einer achtstufigen Synthese selbst bei 90% Ausbeute auf jeder Einzelstufe nur noch 43% der ursprünglichen eingesetzten Vorprodukte– Größerer Arbeitswand

• Hohe Anforderung an die Reinheit und die Sterilität

Amidotrizoesäure im Urographin

COOH

COOH

COOH

COOH

COOH

JJ

JJ

JJ

J

-Kation

+

N0²02N

NCOCH3

H

CH3CON

H

Iopromid im Ultravist

COOH

02N COOH

JJ

J J

J J

J J

J J

J

CONHCH2CHCH2CH3OCH2CON

OHOHH

CON-CH2CHCH2

OHOHCH3

ionisch

Nicht-ionisch

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Praktisches• Sachgemäße Lagerung:

– dunkel, bei normaler Raumtemperatur( 15-25° C, im Wärmeschrank nur kurzfristig vor Gebrauch

• Verfalldatum berücksichtigen• Prüfung der KM-Lösung vor Anwendung

– Klarheit der Lösung prüfen( nicht verfärbt, nicht trübe, keine Abscheidungen)�

• KM- Lösung weist Kristalle auf– kann bei niedrigen Temp. Vorkommen

• KM- Lösung mit hoher Viskosität– Lösung auf 37° erwärmen, Lösung läßt sich besser aufziehen.

• Gefahren mikrobieller Kontamination– Angebrochene Falschen nicht länger als einen Arbeitstag aufbewahren

• Umfüllen in sterile Gefäße– KK-Lösung nicht über den unsterilen Rand des Originalbehälters

gießen, Lösung abdecken, KM-Lösung nicht in Originalflasche zurückfüllen

Praktisches

Sachgemäße Lagerung der RKM

Verfallsdatum berücksichtigen

Prüfung der KM- Lösung vorder Anwendung

• Die starke Absorption von UV- Licht ist für die Lichtempfindlichkeit der KM verantwortlich. Dunkel lagern

• Bei normaler Raumtemperatur 15-25°C

• Lange eingeführte RKM verfallen häufig erst nach 5 Jahren

• Klarheit der Lösung prüfen( nicht verfärbt, nicht trübe, keine Abscheidungen.

• Anstieg des abgespaltenen , anorganischen Jods, ph- Wert fällt. Nicht immer erkennbar.

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Praktisches

KM- Lösung weist Kristalle auf

KM- Lösung mit hoher Viskosität

Gefahren mikrobieller Kontamination

Umfüllen in sterile Gefäße

• Kann bei niedrigen Temperaturen vorkommen, erwärmen

• Lösung auf 37 ° erwärmen. Lösung läßt sich besser aufziehen

• Angebrochene Flaschen und Ampullen nicht länger als einen Arbeitstag aufbewahren. Verwerfen aller Rest am Ende eines Tages

• KM- Lösung nicht über den unsterilen Rand des Originalbehälters gießen, abdecken– Ionische KM wirken

antibakteriell( Omolarität)�

Praktisches

• Zum Zwecke der Sterilisation Temperatur bis 121° erforderlich

• Kontamination mit Bakterien: die ionischen RKM sind antibakteriell wirksam – durch die hohe Osmolalität– Chemotoxiztät

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Darstellungsprinzipien

• Lumenfüllung– Keine Resorption, daher

geringere bis keine Toxizität

• Die Erkennung morphologischer Strukturen steht im Vordergrund. Oberflächen- oder Wandveränderungen können beurteilt werden.

• Die Konzentration des KM ist maßgebend für die Schattendichte

Gastrointestinaltrakt

Retrograde Pyelographie

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Organfunktion

• Organspezifische Anreicherungen und Ausscheidung. Die Schattendichte ist neben der Konzentration der RKM im wesentlichen von der Ausscheidungsfunktion abhängig. Es lässt sich damit eine Aussage über die Ausscheidungsfunktion treffen. Eine verzögerte Ausscheidung über die Niere bedeutet eine Nierenschädigung

Die Kontrastierung gelingt nur, wenn die Nieren das KM ausscheiden können( glomeruläreFiltration.) Bei einer stark eingeschränkten Ausscheidung ist die Kontrastierung entsprechend flau.

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Parenchymanfärbung( Enhancement, CT)�

• Durchblutungsabhängige KM- Verteilung• Kontrastmitteldurchflutung und- anreicherung im Organ

führt zur Dichteanhebung. KM- Enhancement)�

Gefäßdarstellung

• Kontrastierung abhängig vom osmotischen Druck und der Viskosität

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Risiken der Kontrastmittelanwendung

• Kontrastmittel können Nebenwirkungen haben

• Bei schweren Nebenwirkungen mit Lebensbedrohung des Patienten spricht man RKM- Zwischenfall– Immer dokumentieren

Risiken der Kontrastmittelanwendung

• Nichtionische KM sind besser verträglich als ionische RKM– Es kommen weniger häufig schwere RKM-

Reaktionen ( lebensbedrohliche Reaktionen) vor als bei ionischen RKM

• Orale nichtionische RKM haben weniger Nebenwirkungen

• Barium ist inert, verursacht keine Kontrastmittelreaktion

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Ursachen der RKM- Reaktionen

• Sie können nicht durch einen einzigen Mechanismus erklärt werden– Insbesondere der Terminus Jodallergie ist

nicht richtig, wird aber von allen benutzt.• Auslöser ist

– die Applikationsform• intravenös mehr als oral oder direkt in eine

Körperhöhle

– die Höhe der Dosis– Angst des Patienten

Einteilung nach der Ursache

• Allgemeine oder dosisunabhängige Kontrastmittelreaktionen

• Chemisch- toxische bzw. osmotisch bedingte, lokale und Herz-Kreislauf-Wirkungen, Nebenwirkungen mit Dosisabhängigkeit

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Allgemeinreaktionen, Anaphylaxie

• Allgemeine Reaktionen reichen von leichten Reaktionen wie Hautauschlag( Urtikaria) und Übelkeit, über mittelschwere wie Bronchospasmen, schwere wie Kollaps oder sogar Herz-Kreislaufstillstand bis hin zum tödlichen Ausgang.

• Lebensbedrohende Reaktionen können bei jedem Patienten ohne Vorwarnung auftreten– Deshalb muss der untersuchende Arzt auf alle

Notfallmaßnahmen ( Notfallkoffer oder Tel. Nr. des Reanimationsteam) vorbereitet sein

Anästhesie rufenSauerstoff, Intubation. VolumensubstitutionAdrenalin i.v.Cortison

AnaphylaxieAtemnot, rascher Puls, Bewußtlosigkeit, Unruhe, Schock

Allgemeinreaktionen

Flach lagern, KopftieflageSauerstoff

KollapsBlässe, Blutdruckabfall, Puls schnell oder langsam. Bewußtlsosigkeit

Kreislaufstörungen

AntihistaminikaH1, H2-Blocker2 Amp. Tavegil2 Amp. Tagamet

UrtikariaJuckreiz, QuaddelbildungHautausschlag

Hautreaktionen

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Urticaria

Luftnot

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Schock

Nicht ansprechbar

Allgemeinreaktionen, Anaphylaxie

• Allgemeine Kontrastmittelreaktionen haben nichts oder wenig mit Osmolalität der RKM zu tun. Sie können nach Verabreichung sehr geringer Mengen auch verdünnter, selbst isotoner Kontrastmittel auftreten.

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Eventuelle Mechanismen der Allgemeinreaktion

• Beeinflussung – der Plasmaproteine– des Komplementsystem( Teil des Abwehrsystems)�

• Freisetzung von Histamin

– Der Blutgerinnung– Der Gefäßendothelien

• Nichtionische KM werden in vielen Fällen selbst von Patienten vertragen, die auf die Injektion ionischer KM wiederholte Reaktionen gezeigt haben

Dosisabhängige Wirkungen

• Schmerz- Hitzegefühl• Kreislaufbeeinträchtigung• Nierenschäden

• Vasodilatation, Blutdruckabfall– Kritisches Organ ist die Niere, die RKM noch

nach Stunden ausscheidet

} Osmolalität

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Auftreten der RKM- Reaktionen

• Die schweren Reaktionen treten meist in den ersten Minuten auf.– Patient während der Injektion beobachten ( wenn

Patient im CT Monitorbeobachtung)�– Die schweren Reaktionen treten meist in den ersten

15 min auf– Sind häufiger bei Bolusinjektion, d. h. bei schneller

Injektion großer Mengen• Begleiterscheinungen wie ausgeprägtes

Wärmegefühl während der Injektion und seltener einen unangenehmen Geschmack verschwinden nach der Injektion

Spätreaktionen

• Reaktionen nach Stunden oder Tagen• treten nach Einführung der nichtionischen

RKM häufiger auf. Am häufigsten sind– Kopfschmerzen und Hautauschlag. Schwere

Reaktionen treten nicht auf. Insbesondere bei ambulanten Patienten sollte der Arzt auf mögliche spätere Reaktionen hinweisen

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Aufklärungspflicht

• Vor der KM- Untersuchung Erhebung der Anamnese– Sind KM- Reaktionen bei früheren KM-

Untersuchungen aufgetreten

• Den Patienten über die Möglichkeit einer RKM-Reaktion rechtzeitig aufklären. Gesprächsdauer und Einverständnis schriftlich dokumentieren.– Mangelnde Aufklärung ist der Ursache der meisten

Patientenklagen, da der Arzt für mangelnde Aufklärung immer haftbar gemacht werden kann

Zusammenfassung

• Grundsätzlich soll vor jeder parenteralen ( d. h. intravenösen KM- Gabe) erfolgen– Ein Aufklärungsgespräch– Anamnese

• Allergieanamnese• Nierenfunktion• Schilddrüsenfunktionen

• Die Indikation zu einer Kontrastmitteluntersuchung soll der Arzt, der sie durchführt, überprüfen

• Notfallkoffer oder Tel. Nr. des Reanimationsteam bereithalten

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Prophylaxe bei Allgemeinreaktionen

• H1- und H2- Blockern– Fenistil ( H1) oder Tavegil ( H1) und Tagamet ( H2) je

2 Amp.– Orale oder i.v Gabe Cortison rechtzeitig vor der

Untersuchung• Oral 6-12 h und 2 h vor der Untersuchung

• Bei erheblich erhöhten Risiko( Kreislaufstillstand in der KM- Anamnese) sollte die Untersuchung durch eine andere ersetzt werden ( z. B. MRT) oder auf eine KM-Gabe verzichtet werden ( Nativ), sofern auch ohne KM eine diagnostische Aussage getroffen werden kann.

Prophylaxe und Verhalten bei einer Schilddrüsenüberfunktion ( Hyperthyreose) �

• Bei Applikation von jodhaltigen RKM kann sich eine gesunde Schilddrüse in vielfältiger Weise auf einen Jodüberschuss einstellen, ohne die Hormonproduktion zusteigern.

• Bei einem kranken Organ versagen diese Autoregulationsmechanismen, so daß es zu einer schweren Stoffwechselentgleisung im Sinne einer schweren Hyperthyreose oder zu einer sog. thyreotoxischen Krise kommen kann.– Besonders gefährdet sind Strumapatienten und Patienten mit

einer latenten oder manifesten Hyperthyreose.

• Dabei ist es völlig egal, ob es sich um ein ionisches oder nichtionisches RKM handelt.

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Schilddrüse

Struma

Eine Struma tritt häufig in Jodmangelgebeiten auf. Sie kann aus kalten oder heissen Knoten bestehen

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Prophylaxe und Verhalten bei einer Schilddrüsenüberfunktion ( Hyperthyreose) �

• Das Risiko für eine durch RKM ausgelöste Überfunktion wird allein durch den Jod-bzw. Jodidgehalt des RKM bestimmt.

Jod im RKM

• RKM enthalten zwischen 100 und 400 mg Jod/ ml, wobei der größte Teil an Trägersubstanzen gebunden ist. Durch Dejodierung wird ein Teil des gebundenen Jods zu dem ungebundenen Jodid

• Nur dieses freie Jodid kann von der Schilddrüse zur Hormonproduktion aufgenommen werden und Symptome der Überfunktion auslösen.

• Eine gesunde Schilddrüse kann das Überangebot an Jodid kompensieren.

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Jod im RKM

• Bei einer Jodmangelstruma oder einer Autonomie mit Überfunktion kann nach einer RKM- Gabe die geringen Mengen an freiem Jodid eine Verschlechterung herbeiführen.

• Symptome der Überfunktion– Herzrasen, schneller Puls– Zittern– Schwitzen

• Eine Besonderheit der jodinduzierten Überfunktion ist die Tatsache, dass die Verschlimmerung erst nach Wochen auftritt

Hyperthyreose

• die manifeste Hyperthyreose• mit Symptomen• Der TSH- Basal-Wert ist erniedrigt,

– Thyreoidea stimulierendes Hormon regelt die Freisetzung von SD- Hormonen.

» Viel SD- Hormone im Blut, TSH niedrig» wenig Hormone im Blut, TSH hoch, SD- wird zur

Hormonsekretion angeregt

• die Bluthormonwerte T3- und T4 sind erhöht.

• die latente Hyperthyreose• eher keine Symptome• TSH- basal erniedrigt• Schilddrüsenhormonwerte sind noch normal

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Referenzbereich

• TSH 0,3- 3,5 mU/l• F- T3 ( freies T3) 3,0-7,8 pmol /l• F- T4 ( freies T4) 13 – 23 pmol /l

• Vor einer KM- Gabe sollte der TSH-Basalwert vorliegen. Wenn er erniedrigt ist, Bestimmung der Hormonwerte zur Unterscheidung einer latenten von einer manifesten Überfunktion

Wenn eine RKM- Gabe unumgänglich Prophylaxe

• Mit Perchlorat( Irenattropfen) �– Hemmt kompetetiv die Jodaufnahme in die

Schilddrüse• Die Affinität der Schildrüse zu Jod ist aber größer, als zu

Perchlorat, d. h. die Wirkung läßt bald nach. Die Perchloratgabe muss daher nach der Untersuchung für 2 Wochen fortgeführt werden

– 1 – 2 Tage vor der Untersuchung mit der Perchloratgabe beginnen

» 3 x 20 Tropfen täglich( 3 x 300 mg Irenat)�

• Fakultativ zusätzlich 2 x 20 mg Carbimazol, 1 Tag vor der Untersuchung beginnend bis 2 Wochen danach– Carbimazol hemmt die Hormonsysnthese in der

Schilddrüse( Thyreostatikum)�

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Radiojodtherapie oder Schilddrüsenszintigramm geplant

• Liegt eine Schilddrüsenerkrankung vor, die mit einem Szintigramm weiter abgeklärt werden soll führt die RKM Gabe dazu, dass die Schilddrüse für Wochen blockiert ist

• Auch bei einer geplanten Radiojodbehandlung sollte kein RKM gegeben werden, da die Schilddrüse durch das RKM blockiert ist.

Nierenfunktion nach einer RKM-Gabe

• Bei Nierengesunden wird kaum, bei Nierenkranken jedoch häufiger eine Verschlechterung der Nierenfunktion nach einer KM- Gabe beobachtet.– Eine vorbestehende Niereninsuffizienz ist ein

Risikofaktor für eine KM- Nephropathie

• Alle Patienten sollten ausreichend hydriert sein, da bei Entwässerung die Nierenwerte ansteigen– d. h. der Patient sollte vor einer KM- Gabe

ausreichend Flüssigkeit zu sich nehmen oder der Arzt sollte Infusionen verabreichen

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Kreatinin im Serum

• macht eine Aussage über Nierenfunktion– Normalwert ≤ 1,3 mg/ dl– Dieser Laborwert sollte zu einer KM- Untersuchung

vorliegen und nicht älter als 2 Wochen sein.• Bei eingeschränkter Nierenleistung steigt dieser

Wert im Serum an– Bei einem Wert von über 1,5 mg/dl ist von einer

Einschränkung der Nierenfunktion um 50% auszugehen, sofern der Patient normal hydriert ist

– bei älteren Patienten ist schon bei geringeren Werten von einer eingeschränkten Nierenleistung auszugehen

Risikofaktoren für eine KM-Nephropathie

• Vorbestehende Niereninsuffizienz• Hohe Kontrastmittelmengen• Alter• Dehydratation• Diabetes, Herzinsuffizienz, Paraproteinämie

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Entstehung der KM- Nephropathie

• Multifaktoriell– Die RKM führen zu einer Gefäßverengung mit

Minderdurchblutung der Niere.• Reduktion des renalen Blutflusses

– Die Minderperfusion führt zu Sauerstoffmangel und damit zu einer Zellschädigung, insbesondere Schädigung des Tubulusepithels der Nieren

– Die erhöhte Blutviskosität der RKM führt zu einer Aggregation von Erythrozyten mit Mikrozirkulationsstörungen, die die Zellschädigung verstärken können

– Vermehrte Bildung freier Radikale• schädigen Zellen

Wann tritt die KM- Nephropathie auf

• Sie tritt unmittelbar nach der KM- Gabe auf und ist nach einer Woche maximal ausgeprägt

• das Kreatinin steigt dabei innerhalb von 3 Tagen um 0,5 mg/ dl an. In der Regel erreicht der Kreatininwert nach 2-3 Wochen wieder seinen Ausgangswert.

• Ein irreversibles Nierenversagen kommt dabei fast nur bei Patienten mit vorbestehender Niereninsuffizienz vor.

• Eine kausale Therapie gibt es nicht, aber eine Prophylaxe

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Prophylaxe einer KM-Nephropathie

• Die wichtigste Maßnahme zur Prophylaxe ist eine ausreichende Hydrierung.– 2-4 Liter NACL 0,9% als Infusion

• 1 Liter am Tage vor der Untersuchung• 2 Liter am Tage der Untersuchung• 1 Liter am Tage nach der Untersuchung

– Cave Herzinsuffizienz, sorgfältige Überwachung

• ACC ( Acetylcystein) hilft der Zelle freie Sauerstoffradikale abzufangen und abzubauen( wirkt antioxidativ) und verbessert dadurch die Nierendurchblutung– 2 x 600 mg per os am Tage vor der Untersuchung

und am Untersuchungstag

manifeste Niereninsuffizienz

• Bei Kreatinin von 2 mg/ dl kann prophylaktisch dialysiert werden. Der Nutzen ist aber nicht belegt

• bei dialysepflichtiger Niereninsuffizienz findet sich wegen der fehlenden KM- Ausscheidung über die Niere RKM im Interstitium ( Zwischenzellraum), das ein Lungenödem auslösen kann.– Daher ist bei diesen Patienten eine Dialyse sinnvoll

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Interaktion des RKM mit anderen Medikamenten

• Die Bevölkerung wird immer älter, multimorbid. Der alte Patient, der häufig eine Vielzahl von Medikamenten einnimmt, bekommt immer häufiger eine RKM- Untersuchung. Daher werden heute mehr Interaktionen von RKM mit Medikamenten beobachtet.– insbesondere kann RKM solche Medikamente

beeinflussen, die über die Niere ausgeschieden werden.

Metformin, Glucophage

• Metformin ist ein orales Antidiabetikum und wird über die Niere ausgeschieden.

• Ist die Niere vorgeschädigt, kann es durch die RKM- Gabe zu einer schweren Nierenfunktionsstörung kommen. Metformin wird dann zurückgehalten und akkumuliert. Dies kann zu einer Übersäuerung des Blutes der sog. Lactacidose führen.– Lactat > 5 mmol/l– pH<7,25– Klinische Zeichen einer Lactacidose

• Erbrechen, Somnolenz, Hyperpnoe– Die Letalität beträgt 50%

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Metformin, Glucophage

• Metforminhaltige Medikamente( Glucophage) sollten spätestens am Tage der Untersuchung abgesetzt werden und frühesten nach 48 h wieder gegeben werden, wenn nach 48 h laborchemisch eine KM- Nephropathie ausgeschlossen ist. ( Kreatininkontrolle)

• Die HWZ von Metformin beträgt 1,5 h, 90% werden innerhalb von 24 h unverändert über die Nieren ausgeschieden

• Eine bekannte Niereninsuffizienz ist eine Kontraindikation für eine KM- Gabe

Plasmozytom und KM

• NHL mit Infiltration des Knochenmarks. Plasmozytomzellen bilden Immunglobuline eines einzigen Typs ( IgG, IgA oder nur Leichtketten). Die L- Ketten ( Eiweiße) werden über die Niere ausgeschieden. Bei einer L- Ketten- Ausscheidung in Verbindung mit einer Dehydrierung besteht die Gefahr des Auftretens einer Niereninsuffizienz.

• Ein Plasmozytom mit einer Leichtkettenausscheidung ( Bence- Jones Proteinurie) ist eine Kontraindikation für eine KM- Gabe.

• Ansonsten RKM- Gabe bei ausreichender Hydreierung, und normalem Kreatinin möglich.

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Schwangere Patienten

• Die Unbedenklichkeit der Anwendung von RKM während der Schwangerschaft ist bisher nicht erwiesen

• Da eine Strahlenbelastung möglichst vermieden werden soll, muss der Nutzen einer Röntgenuntersuchung mit und ohne KM gegen das eventuelle Risiko abgewogen werden.

Stillende Mütter

• Nierengängige RKM treten nur in sehr geringem Umfang in die Muttermilch über. Sie werden enteral kaum resorbiert, so daß für den Säugling mit keiner Gefährdung zu rechnen ist.

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Myasthenia gravis und KM

• Myastenia gravis ist eine Autoimmunerrkankung mit Störung der neuromuskulären Übertragung. Folge ist eine gesteigerte Ermüdbarkeit der Skelettmuskulatur. Intravenöses KM gehört zu den Substanzen, die die Myasthenia gravis verschlechtern können. Diese Verschlechterung kann unmittelbar nach der KM- Gabe auftreten und zum Atemstillstand führen. Falls erforderlich Rücksprache mit dem Neurologen.

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