Kopka, Lars : Spiral-CT zur Diagnostik fokaler Leberläsionen -Methodische Entwicklungen, klinische Ergebnisse und Perspektiven

Kapitel 6. Röntgenkontrastmittel

Zur Detektion von fokalen Leberläsionen hat sich aufgrund des verbesserten Läsions-Gewebe-Kontrastes die intravenöse Applikation von RKM bewährt. Sog. positive RKM, die sich konzentrationsabhängig in verschiedenen Körperkompartimenten verteilen, führen zu einer vermehrten Strahlenabschwächung gegenüber nicht oder weniger konzentrierten Umgebungsgeweben. Die monoenergetische Röntgenstrahlung wird durch Wechselwirkung mit Materien nach dem Exponentialgesetz abgeschwächt. In den linearen Schwächungskoeffizienten µ geht die physikalische Dichte des Stoffes und die durchschnittliche Ordnungszahl der Atome im durchstrahlten Lumen ein. Hierdurch ist auch die Wirkung der RKM zu verstehen, die eine positive Linearität zur Jod-Konzentration in mg/ml aufweist. Bei der Injektion jodhaltiger Kontrastmittel werden dem Patienten große Jodmengen von bis zu 60 g zugeführt. Diese Menge übersteigt die Gesamtjodmenge des menschlichen Körpers um etwa das 6000-fache. Das Jod ist aber größtenteils im KM-Molekül fest gebunden und wird bis auf eine geringfügige Abspaltung (103 - 104 µg J pro Tag) renal eliminiert (Elke et al. (1992a)).


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6.1 KM-Gruppen und physikochemische Eigenschaften

Bei den intravenös verabreichten RKM handelt es sich beim Basismolekül um einen lipophilen Benzolring, der an den Positionen 2, 4 und 6 symmetrisch durch Jod substituiert ist (Trijodbenzoesäure) und ein hohes toxisches Potential aufweist. Durch Molekülumbau und entsprechende Substitution kann jedoch ein überwiegend hydrophiler Charakter und damit eine geringe Toxizität erreicht werden. Durch Variation der Grundstrukur enstanden zunächst die ionischen RKM (Diatrizoat, Iothalamat usw.), später die nicht-ionischen monomeren RKM (Iohexol, Iopamidol, Ioversol, Iopromid usw.) und die nicht-ionischen dimeren RKM (Iotrolan, Iodixanol usw.), die sich in ihren physikochemischen Eigenschaften unterscheiden (Elke et al. (1992b)). Der Einsatz hoch-osmolaler ionischer RKM ist aufgrund ihres erhöhten Nebenwirkungsspektrums gegenüber den niedrig-osmolaren nicht-ionischen RKM nicht mehr indiziert (Wolf (1986), Caro et al. (1991), Krouwels et al. (1996)). Im Tierversuch kann eine allgemein bessere Verträglichkeit (höhere i.v. LD50 g J/kg) gegenüber den ionisch monomeren RKM nachgewiesen werden (Dawson (1985)). Auch in großen Patientenkollektiven ist eine signifikante Senkung der Gesamtprävalenz unerwünschter leichter Nebenwirkungen, wie z.B. Hitzegefühl, Übelkeit oder Erbrechen (3,1% gegenüber 12,7%), durch nicht-ionische monomere RKM beobachtet worden (Katayama et al. (1990), Hopper et al. (1996), Bettman (1997)). Diese nunmehr in der klinischen Routine verwendeten Kontrastmittel haben eine relativ kleine Molekülgröße und diffundieren daher rasch durch die Gefäßwand in die extravasalen Kompartimente. Aufgrund der geringen Osmolalität ist der Verdünnungseffekt durch Wassereinstrom jedoch reduziert. Nicht-ionisch monomere RKM sind durch das Hinzufügen mehrerer Hydroxylgruppen (-OH) stärker hydrophil als ionische monomere RKM. Mit weiteren OH-Gruppen in anderen Positionen wird versucht, eine noch bessere Abschirmung des lipophilen (toxischen) Molekülzentrums zu erreichen. Durch den Fortfall der Karboxylgruppe und der elektrischen Ladung bei nicht-ionisch monomeren RKM resultiert eine deutlich geringere Chemotoxizität und Osmotoxizität (Speck et al. (1977)).

Eine weitere Entwicklung stellt die Einführung nicht-ionisch dimerer Kontrastmittel dar, die die höchste Viskosität und die beste subarachnoidale neurale Toleranz aller KM-Gruppen aufweisen. Diese sind im Serum fast isoosmolal und tragen keine elektrische Ladung. Die vorhandene Toxizität kann daher nahezu alleine auf die chemische Struktur des Moleküls zurückgeführt werden. Die Größe des Moleküls bedingt eine stark


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verlangsamte Diffusion durch die Gefäßwand und eine länger anhaltende intravasale Konzentration. Das erste, in die klinische Praxis eingeführte nicht-ionische dimere RKM (Iotrolan, Schering AG, Berlin, Deutschland) ist bis zu einer Konzentration von 300 mg Jod/ml Blut und Liquor isoton. Im Vergleich dazu weist das niedrig-osmolare nicht-ionisch monomere Iopromid (Schering AG, Berlin, Deutschland) nur eine Blut- und Liquorisotonie bis zu einer Konzentration von 150 mg/ml auf (Niendorf et al. (1991), Dawson (1996)).

6.2 KM-Kinetik

Die Verteilung eines nephrotropen RKM wird durch verschiedene Faktoren bestimmt:

- Injektionsgeschwindigkeit

- Lokaler Blutfluß

- Vaskularisation

- Intravasales und interstitielles Verteilungsvolumen

- Permeabilität von Biomembranen

- Physikochemische Eigenschaften des Moleküls

- Proteinbindung

- Konzentration

- Ausscheidung

Nach der Injektion verteilt sich das RKM zunächst im Plasmavolumen, um jedoch bereits bald in den interstitiellen Raum überzutreten. Nach einer Bolusinjektion erfolgt dieser Prozeß sehr rasch und ist abhängig von dem Injektionsfluß, der Jodkonzentration und der Molekülgröße. Die üblichen eingesetzten RKM werden nahezu ausschließlich renal eliminiert. Hierbei hängt die Geschwindigkeit überwiegend von der glomerulären Filtrationsrate ab. Bei normalen Serumkreatininwerten beträgt die Plasma-Halbwertszeit etwa 1-3 Stunden. Das bedeutet, daß nach 24 Stunden mehr als 85 % glomerulär filtriert sind. Als Injektionsort für eine schnelle KM-Applikation bietet sich die Punktion einer Kubitalvene mit einer großlumigen Kanüle (18-Gauge) an. Die Benutzung eines automatischen Druckinjektors mit genau definierbaren Injektionsgeschwindigkeiten hat sich insbesondere bei der Spiral-CT als Standardverfahren etabliert (Nelson et al. (1992), Baron (1994)).


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6.3 Nebenwirkungen

Die Nebenwirkungen von RKM sind selten. Leichte im allgemeinen kurz andauernde Nebenwirkungen werden in einer Häufigkeit von 1:30 bis 1:600 beobachtet. Schwere Reaktionen, die die Vitalfunktionen des kardiovaskulären, respiratorischen und zentralen Nervensystems bedrohen, sind noch seltener und treten in einer Häufigkeit von 1:1700 bis 1:10000 auf. Die auf RKM zurückzuführenden Nebenwirkungen mit Todesfolge werden in einer Häufigkeit von 1:2 000 000 beobachtet (Palmer (1988), Wolf et al. (1989), Takayama et al. (1990)). Zu unterscheiden sind pharmakologisch erklärbare dosisabhängige Reaktionen und dosisunabhängige plötzlich auftretende allergische oder pseudoallergische Nebenwirkungen. Das Hauptproblem in der Röntgendiagnostik ergibt sich aus den anaphylaktoiden Reaktionen der RKM. Diese können die Haut, das Herzkreislaufsystem, das respiratorische System, das vegetative und das zentrale Nervensystem betreffen.


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Thu Sep 26 15:58:42 2002