Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Kontrast, relaxace, kontrastní látky Vít Herynek.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Kontrast, relaxace, kontrastní látky Vít Herynek."— Transkript prezentace:

1 Kontrast, relaxace, kontrastní látky Vít Herynek

2 T1 MRA GE T1-klT2 T1-IR Druhy kontrastů

3 Účinek vysokofrekvenčního pole B1B1 B 1 =0 B0B0 Mz M ┴ T1 relaxace T2* relaxace t M z = M 0 *(1-exp(-t/T 1 )) M ┴ = M 0 *exp(-t/T 2 ) M0M0

4 Spinové echo Mx T2 relaxace T2* relaxace t t Te/2Te Mz = M0*(1-exp(-TR/T1)) M ┴ = M0*exp(-Te/T2) TR

5 Proton-denzitní obraz (PDW) Te/2 Te TR Intenzita signálu = výška echa ≈ M 0 (celková magnetizace, hustota protonů)

6 Proton-denzitní obraz (PDW)

7 T2-vážený obraz (T2W) Te/2 Te TR

8 T2-vážený obraz (T2W) Te/2 Te TR Intenzita signálu bude silně ovlivněna T2 relaxací

9 T2-vážený obraz (T2W)

10 T1-vážený obraz (T1W) Te/2 Te TR

11 T1-vážený obraz (T1W) Te/2 Te TR Te/2 Te

12 T1-vážený obraz (T1W) Te/2 Te TR Te/2 Te TR Te/2 Te TR Te/2 Te Intenzita signálu bude silně ovlivněna T1 relaxací

13 T1-vážený obraz (T1W)

14 T1 PD T2 Výběr parametrů u sekvence SE krátký echočas TE krátký repetiční čas TR krátký echočas TE dlouhý repetiční čas TR dlouhý echočas TE dlouhý repetiční čas TR

15 Výběr parametrů u sekvence SE T1 PD T2 kontrastní látky

16 Požadavky na kontrastní látky •zvýšení kontrastu •zdravotní nezávadnost •tkáňová selektivita •dostatečně dlouhý/krátký poločas vyčištění

17 Intenzita signálu •hustota protonů •T1 relaxační čas •T2 relaxační čas Kontrast obrazu: C/N = (S1-S2)/N Kontrastní látka - odlišení “isomagnetických” tkání

18 Intenzita signálu •hustota protonů •T1 relaxační čas •T2 relaxační čas

19 T1 vážený obraz

20 T2 vážený obraz

21 PD kontrastní látky Změna hustoty mobilních protonů dodáním velkého množství tekutiny nebo vytěsněním protonů přítomných ve vyšetřované oblasti => vliv na PD kontrast Používají se výhradně pro zobrazování gastrointestinálního traktu (analogie působení k. l. u klasického rentgenu)

22 PD kontrastní látky Pozitivní kontrast při zobrazení gastrointestinálního traktu: • minerální oleje • polyestery sacharózy Protony v těchto látkách (metylové skupiny) mají krátký T1 relaxační čas – pozitivní signál na T1W obrazech

23 PD kontrastní látky Podání olejové emulze - zvýšení signálu v žaludku, dvanáctníku, zvýraznění obvodu pankreasu

24 PD kontrastní látky Negativní kontrast při zobrazení gastrointestinálního traktu – vytěsnění vody: • plyny (C02, vzduch) • kaolinové kaše • dehydratační činidla • perfluorokarbony – organické sloučeniny, ve kterých jsou mobilní protony nahrazeny fluorem

25 PD kontrastní látky Rektálně aplikovaný Perflubron – zvýraznění obvodu konečníku a esovitého zakončení tlustého střeva

26 PM kontrastní látky Zkrácení relaxačních časů paramagnetickými látkami => vliv na T1 kontrast, méně na T2 relaxaci Relaxivita závisí na: • koncetraci paramagnetických jader • velikost mg. momentu • vzdálenosti protonu od daného jádra • počtu stupňů volnosti (korelačních časů) – spinová relaxace elektronů, pohyb jádra, kontaktní době jádra a protonu čím vyšší počet nepárových elektronů, tím vyšší relaxivita

27 Fyzikální odbočka Paramagnetismus B M B = 0, M = 0

28 Fyzikální odbočka Paramagnetismus B M B = 0, M = 0

29 Fyzikální odbočka Paramagnetismus B M B = 0, M = 0

30 Fyzikální odbočka Paramagnetismus B M B = 0, M = 0

31 Fyzikální odbočka Paramagnetismus B M B = 0, M = 0

32 PM kontrastní látky Silná paramagnetická činidla: kysličník dusičný, kysličník dusný, molekulární kyslík stabilní volné radikály (pyrrolidine-N- oxyl, pyperidin-N-oxylové radikály) Kationty kovů Dy3+, Ni2+, Fe2+, Cu2+, Cr3+, Fe3+, Mn2+, Mn3+, Gd3+

33 PM kontrastní látky

34 Obsazování orbitalů slupky - hladina K1s L2s 2p M3s 3p 3d N4s 4p 4d 4f O5s 5p 5d 5f P6s 6p 6d Q7s 26Fe Fyzikálně chemická odbočka

35 Obsazování orbitalů slupky - hladina K1s L2s 2p M3s 3p 3d N4s 4p 4d 4f O5s 5p 5d 5f P6s 6p 6d Q7s 64Gd Fyzikálně chemická odbočka

36 Obsazování orbitalů slupky - hladina K1s L2s 2p M3s 3p 3d N4s 4p 4d 4f O5s 5p 5d 5f P6s 6p 6d Q7s 66Dy Fyzikálně chemická odbočka

37 PM kontrastní látky Jak dostat paramagnetické látky do těla v netoxické formě? Kovové ionty - neschopné vytvářet stabilní kovalentní vazby s organickými sloučeninami => cheláty, kovy vázány koordinačními vazbami

38 PM kontrastní látky SCN-Bz-DOTA (tetraazacyklododekantetraacetátová kyselina) PAMAM (polyaminoaminový dendrimer) X N+ tetra aza – cyklo DOdekan – Tetra Acetátová kyselina

39 PM kontrastní látky T1 relaxivita (mM-1 s-1) volný EDTA DTPA DOTA EHPG Gd Fe Mn Dy Cr EDTA - Ethylenediaminetetraacetic acid DTPA - Diethylenetriaminepentaacetic acid DOTA - Tetraazacyclododecanetetraacetic acid EHPG - Ethylenebis-(2-hydoxyphenylglycine)

40 PM kontrastní látky A. bez vazby na protein Magnevist (Gd-DTPA), Gadovist (Gd-BT-DO3A), ProHance (Gd-HP-DO3A) B. slabá vazba na protein - vyšší T1 efekt MultiHance (Gd-BOPTA) C. silná vazba na protein - „intravaskulární kontrastní látky“ Vasovist (Diphenylcyclohexyl phosphodiester-Gd-DTPA)

41 PM kontrastní látky Nejznámější - Gd-DTPA fyziologicky podobná dalším kovovým chelátům (EDTA a odvozené) popsána v roce 1984 schválena v roce 1988 (FDA) nejčastější aplikace – vyšetření mozku po aplikaci se míchá s plasmou, vstupuje do prostoru extracelulární kapaliny, minimálně intracelulárně vylučuje se přes ledviny močí poločas vyloučení minut

42 PM kontrastní látky Intenzita signálu závisí na koncentraci: s rostoucí koncentrací do 1mM roste (zvýšení signálu T1 efektem), přes 1 mM klesá (vliv T2 efektů)

43 PM kontrastní látky Odvozené kontrastní látky - změna vlastností: • prodloužení poločasu - vazba na albumin • zvýšení T1 relaxivity - vazba na poly-L-lysin • zvýšení T2 efektů - vazba na polysacharidy • tvorba makromolekulárních komplexů pro zvýšení relaxivity

44 Příklad použití - meningeom PD T2W T1W nativníkontrast

45 Příklad použití - gliom T1W nativníkontrast

46 SPM kontrastní látky Superparamagnetické kontrastní látky vysoká mg. susceptibilita => velké nehomogenity lokálních polí („homogeneity spoilers“) => rozfázování protonů difundujících v blízkosti SPM jader - dominantní vliv na T2

47 Fyzikální odbočka Paramagnetismus Ferromagnetismus Superparamagnetismus B M

48 Fyzikální odbočka Ferromagnetismus B M B = 0, M = 0

49 Fyzikální odbočka Ferromagnetismus B M B = 0, M = 0

50 Fyzikální odbočka Ferromagnetismus B M B = 0, M = 0 přechází v paramagnetismus za teploty vyšší než je Currieova teplota materiálu

51 Fyzikální odbočka Ferromagnetismus B M B = 0, M = 0 přechází v paramagnetismus za teploty vyšší než je Currieova teplota materiálu

52 Fyzikální odbočka Superparamagnetismus B M B = 0, M = 0

53 Fyzikální odbočka Superparamagnetismus B M B = 0, M = 0

54 SPM kontrastní látky • na bázi trojmocných oxidů železa (SPIO, USPIO částice v dextranu) • známé od roku 1986 • angiografie, ledviny, játra, GTI, perfúzní vyšetření • Clariscan, Resovist, Endorem, Lumirem, Sinerem…

55 Struktura superparamagnetické částice Jádro – krystal železa (Fe 2 O 3 + Fe 3 O 4 ) Slupka - polysacharid (dextran) Velikost: 20–1000 nm Jádro: 1-50 nm Endorem: 160/20 nm Resovist: 60/4 nm Sinerem: 20/1 nm SPM kontrastní látky

56 nativ 4 min 19 min GE T2*W

57 TSE T2W

58 Dělení KL podle použití • Gastrointestinální trakt • pozitivní: minerální oleje, polyestery sacharózy, MnCl2 (LumenHance), Gd-DTPA (Magnevist) amonium citrát železa (Geritol) • negativní: plyny, kaolin, perfluorokarbony, SPM k. l. (Resovist, Endorem,...) •Hepatobiliární • pozitivní: (Mn-DPDP (Teslascan)), Gd-DTPA (Magnevist), specifický Gd-EOB-DTPA (Primovist) • negativní: SPM k. l. (Resovist, Endorem,...)

59 Dělení KL podle použití • Mozek • Gadodiamid (Omniscan), Gd-DTPA (Magnevist), Gd-HP- DO3A (ProHance) • Intravaskulární • „Blood pool“ kontrastní látky - Gd-DTPA-albumin (Vasovist) • Specifické kontrasty pro značení tumorů • PM kontrastní látky (Gd-DTPA) vázané na monoklonální protilátky

60 Superparamagnetické KL (oxidy železa) Feridex I.V. (Endorem) - výroba ukončena v listopadu 2008 Resovist Cliavist) – schválen v EU v roce 2001, výroba ukončena v roce 2009 Sinerem (Combidex) – registrace stažena v roce 2007 Lumirem (Gastromark) Schválen pouze FDA (USA) v roce 1996 Clariscan (PEG-fero, Feruglose) Vývoj ukončen kvůli problémům s bezpečností přípravku Česká republika a EU – v současné době NIC Proton denzitní kontrastní látky Perflubron – také neregistrován Registrované kontrastní látky

61 Paramagnetické KL (s Gd) Česká republika a EU gadoterate (Dotarem) gadodiamide (Omniscan) gadobutrol (Gadovist) gadopentetate (Magnevist, Magnegita, Magnetolux) gadoteridol (ProHance) gadoversetamide (OptiMARK) gadoxetate (Primovist) hepatobiliární gadobenate (MultiHance) hepatobiliární V USA Gadofosveset (Vasovist, Ablavar) – blood pool s vazbou na albumin nemá schválení v EU

62 Orálně podávané kontrastní látky Signál v gastrointestinálním traktu lze zvýšit podáním některých běžných nápojů: Borůvkový džus Ananasový džus Zelený čaj >>> vysoký obsah Mn

63 Mangan, železo jako „vnitřní“ kontrast

64 Vedlejší účinky • Velmi řídké ve srovnání s jodovými KL pro RTG • Bolesti hlavy, zad, ztížené dýchání, vyrážky, ospalost, pocit na zvracení... • Nebezpečí vzniku systémové nefrogenní fibrózy u pacientů s renální insuficiencí! Vymazal J, Med. Pro Praxi 2007, 4(11):

65 Systémová nefrogenní fibróza (nephrogenic systemic fibrosis, NSF) - Neléčitelné onemocnění postihující řadu orgánů - Symetricky, napřed končetiny, poté trup, kůži i vnitřní orgány (ledviny, srdce, játra, plíce), obličej bývá ušetřen - Klinické příznaky: otoky, svědění - Postihuje pacienty bez ohledu na věk, muže i ženy - Pravděpodobně jde o nekontrolované zjizvení tkáně iniciované gadoliniem

66 Systémová nefrogenní fibróza

67 •1988 – FDA schvaluje první kontrastní látku na bázi Gd (Gd-DTPA, Gadovist) •1997 – popsáno dermatologické onemocnění NSF •2006 – prokázána souvislost s Gd Systémová nefrogenní fibróza historie

68 Systémová nefrogenní fibróza Incidence: Na cca dávek popsáno 2500 případů NSF + x nehlášených/nediagnostikovaných •Přesně zdokumentováno 259 fatálních případů •NSF se objevila pouze u pacientů se selháním ledvin (ne u všech!)

69 Systémová nefrogenní fibróza Přesně zdokumentováno dosud: •180 případů NSF v souvislosti s podáním kontrastu Omniscan •78 případů s Magnevistem •1 případ u současného podání MultiHance a Omniscanu •V souvislosti s ostatními kontrastními látkami nebyla NSF popsána

70 Systémová nefrogenní fibróza •Existuje vůbec? •1 případ na 10 miliónů… •Ale: •U pacientů s renálním selháním (glomerulární filtrace < 0.25 ml/s nebo na dialýze) se pravděpodobnost rozvoje NSF při podání dvojité dávky Omniscanu pohybuje v rozmezí 3 – 7%!

71 Systémová nefrogenní fibróza •Souvislost NSF s Gd kontrastními látkami potvrdily pokusy na zvířatech •Gd bylo nalezeno v postižených tkáních •NSF pravděpodobně souvisí s volným Gd, nikoliv s Gd v chelátech: - podání "prázdných" chelátů má protektivní účinek Gd 3+

72 Systémová nefrogenní fibróza •FDA vydává v květnu 2007 guidelines pro Gd kontrastní látky – k.l. se nesmí podat pacientům s glomerulární filtrací menší než 1 ml/s/1.73 m 2 •Guidlines jsou následně přijaty v Evropě a Asii •Od srpna 2008 nebyl hlášen žádný nový případ NSF •Paradoxně toto nařízení může řadu pacientů poškodit – často jsou pacienti s chronickým onemocněním ledvin automaticky posíláni na kontrastní CT a může u nich dojít k selhání ledvin v důsledku nefropatie vyvolané jódovými kontrastními látkami

73 Systémová nefrogenní fibróza •Proč právě u pacientů s poškozenou funkcí ledvin? •Gd cheláty se vylučují ledvinami •Poločas vyloučení z krve - cca 70 minut při normální funkci ledvin, doba vyloučení je cca 6 hodin •Při poškozené funkci ledvin – až několik dní

74 NSF – jak vzniká? Fibróza postihuje – kůži, srdce, ledviny... •základem je nekontrolované spuštění obranného procesu - tvorba jizvy (vazivové tkáně) •Za fyziologických podmínech diferenciaci fibrocytů inhibuje serum amyloid protein (SAP) •Gd pravděpodobně inhibuje funkci SAP •navíc Gd stimuluje monocyty, produkující cytokiny a růstové faktory, které stimulují aktivaci fibroblastů

75 NSF – jak vzniká? serum amyloid protein (SAP) scar formation

76 NSF – jak vzniká?

77

78 NSF – jak se Gd z chelátu uvolní? Rozpad chelátu? Gd 3+

79 Systémová nefrogenní fibróza

80 •Termodynamická stabilita - pK therm •Dotarem25.6 (cyklický, iontový) •Prohance23.8(cyklický, neiontový) •Primovist23.5(lineární, iontový) •Multihance22.6(lineární, iontový) •Magnevist22.1(lineární, iontový) •Vasovist22.1(lineární, iontový) •Gadovist 21.8(cyklický, neiontový) •Omniscan16.9(lineární, neiontový) •Optimark16.6 (lineární, neiontový)

81 Systémová nefrogenní fibróza •Rozdělení kontrastů •Vysoké riziko: Omniscan, OptiMARK (lineární, bez náboje) •Střední riziko: Magnevist, MultiHance, Promovist, Vasovist (lineární, iontové) •Nízké riziko: ProHance, Gadovist, Dotarem (cyklické) (dle EU, v USA jsou hodnoceny všechny kontrasty se stejným rizikem)

82 Gd 3+ Zn Cu... NSF – jak se Gd z chelátu uvolní? Transmetalace?

83 Gd 3+ Zn Cu... NSF – jak se Gd z chelátu uvolní? Transmetalace?

84 Transmetalace je energeticky podstatně méně náročná Některé kontrastní látky obsahují určité množství prázdných chelátů, aby těmto problémům částečně předešly Pravděpodobně vyšší riziko rozvoje NSF u pacientů s poruchami metabolizmu kovů

85 Systémová nefrogenní fibróza Praktické důsledky NSF: •Omezení nadužívání Gd k.l. •Nižší zájem o CE MRI •Vyšší zájem o low dose MRI a MRA, nativní MRA •Rozvoj nových nativních postupů v MRI

86 Závěr pro pesimisty •Aplikace MR kontrastních látek na bázi gadolinia je spojena s rizikem rozvoje potenciálně letální NSF. •U pacientů s porušenými renálními funkcemi (glomerulání filtrace < 0,5 ml/s ~ hladina sérového kreatininu 200 μmol/l) a pacientů podstupujících transplantaci jater či s hepato- renálním syndromem je použití neiontových lineárních chelátů kontraindikováno (Omniscan, OptiMARK; nově i gadopentate – Magnevist). Použití ostatních gadoliniových chelátů je nutné pečlivě zvážit! •Význam dialýzy po podání KL nebyl potvrzen. •Za gadoliniové kontrastní látky není plnohodnotná náhrada

87 Závěr pro optimisty •MR kontrastní látky jsou stále výrazně šetrnější a bezpečnější než jódové kontrastní látky. •U pacientů s neporušenými renálními funkcemi není větších důvodů k obavám - NSF nebyla u pacientů s neporušenými renálními funkcemi zatím popsána. •Onemocnění ledvin automaticky neznamená rozvoj NSF po podání Gd kontrastní látky •Existuje řada alternativních postupů vyšetření v rámci MR i v rámci jiných zobrazovacích metod

88 STAČÍ DOTAZNÍK? MR vyšetření je prováděno většinou ambulantně, hladina kreatininu nebývá známa. Před podáním gadoliniové kontrastní látky je třeba věnovat pozornost: •Operace/onemocnění ledvin? •Užití nefrotoxických látek? •Wilsonova choroba? •Těžká hypertenze? •Diabetes?

89 Shrnutí • PM a SPM kontrastní látky se samy nezobrazují (stále zobrazujeme protony v těle!) - mění signál zkrácením T1 a T2 relaxací • silná PM relaxační činidla (kovové kationty Dy3+, Ni2+, Fe2+, Cu2+, Cr3+, Fe3+, Mn2+, Mn3+, Gd3+) • toxicita kovových kationtů - nutnost tvorby chelátů • Užití: CNS, játra, angiografie • KONTRAINDIKACE


Stáhnout ppt "Kontrast, relaxace, kontrastní látky Vít Herynek."

Podobné prezentace


Reklamy Google