Kontrastmittel

7. Kontrastmittel

Autor: Balász Kovács Krisztián

 

7.1 Das Ziel dieses Kapitels

In diesem Kapitel werden die Medizinstudenten an die Haupteigenschaften röntgenographischer Kontrastmedien (oder Kontrastmittel) herangeführt. Für einen zukünftigen Arzt ist es wichtig, mit den Arten, der Einteilung, Indikationen, Kontraindikationen und Nebenwirkungen von Röntgenkontrastmitteln vertraut zu sein.

I. Was sind Kontrastmittel?

Kontrastmittel sind Substanzen in der medizinischen Bildgebung, die ein eingehendes Signal durch Verstärkung des Kontrasts von Strukturen im Körperinneren modifizieren.

II. Warum sind Kontrastmittel erforderlich?

Röntgenkontrast – genutzt zur Verbesserung der Sichtbarkeit von Strukturen im Körperinnern bei bildgebenden Techniken auf Röntgenbasis – kann die Dichte bestimmter Strukturen erhöhen oder verringern. Ultraschall-Kontrastmittel verstärken die Reflexion von Ultraschallwellen durch Erhöhung der Anzahl akustischer Schnittstellen. MR-Kontrastmittel verändern die Relaxationszeit der Gewebe, in denen sie sich befinden.
Durch Kontrastmittelanwendung wird der Kontrast bei einer medizinischen Abbildung verstärkt, was deren Sichtbarkeit verbessert und die Nachweisbarkeit erhöht. Sowohl statische als auch dynamische Bilder können während einer Kontrastuntersuchung angefertigt werden. Statische Bilder (z. B. Röntgenfilme) liefern morphologische Informationen, während kontinuierliches Untersuchung (Fluoroskopie, Sonografie) während der Kontrastmittelapplikation neben der Morphologie zusätzliche funktionelle Informationen liefert (z. B. Bariumschluck). Bei der tomographischen Bildgebung (CT, MR) werden Bilder in verschiedenen Phasen nach Kontrastmittelgabe angefertigt, wodurch Informationen zur Kontrastmittelaufnahme eines bestimmten Organs oder einer Masse als Funktion der Zeit gewonnen werden, was bei der Differentialdiagnostik hilft.

7.2 Einteilung von Kontrastmitteln

7.2.1. Röntgen und CT Kontrastmitteln

7.2.1.1 Positive Kontrastmittel

Dass ein Kontrastmittel positiv ist bedeutet, dass es Röntgenstrahlung stärker als das umgebende Gewebe absorbiert. Die gegenwärtig verwendeten Kontrastmittel sind meistens positiv, und ihre Einteilung erfolgt auf der Grundlage ihrer physikalischen Eigenschaften.

Kontrastmittel auf Jodbasis
Nephrotrope, wasserlösliche, ionische Kontrastmittel
Ionische Kontrastmittel haben eine höhere Osmolarität (>1000mOsm/kg) als Blut und verursachen mehr Nebenwirkungen (nephrotoxic), daher werden sie nicht mehr intravenös verabreicht, jedoch routinemäßig zur Enterographie genutzt. Aufgrund ihrer Hyperosmolarität haben ionische Kontrastmittel eine abführende Wirkung (möglichen therapeutischen Effekt bei Adhäsionsileus). Fraktionierte ionische Kontrastmittel auf Jodbasis werden bei bestimmten abdominalen CT-Untersuchungen oral verabreicht um den Darm von anderen Strukturen (z.B. Abszess) abzugrenzen. Diese Kontrastmittelarten werden von den Nieren ausgeschieden.

Nephrotrope, wasserlösliche, nichtionische Kontrastmittel
Ionische Kontrastmittel sind hypo- (290-800mOsm/kg) oder isoosmolar (290mOsm/kg) im Vergleich zu Blut und haben somit weniger Nebenwirkungen. Sie werden generell intravenös oder intraarteriell verabreicht. Diese Kontrastmittel werden von den Nieren ausgeschieden, und haben weniger nephrotoxische Effekt, was wird überwiegend vom eigenen Molekül bestimmt.

Hepatotrope Kontrastmittel
Intravenös verabreichte Kontrastmittel die über die Leber ausgeschieden werden, könnten sich daher in den Gallenwege anreichern. Heutzutage sind kaum solche Kontrastmittel im Umlauf.

Jodierte, ölige Kontrastmittel
Seit kurzem werden diese Öle zur Chemoembolisation bestimmter Tumoren genutzt.

Kontrastmittel ohne Jod
Das am häufigsten verwendete nichtjodierte Kontrastmittel ist Bariumsulfat. Es wird oral oder rektal als Suspension aus feinen Partikeln in einer wässrigen Lösung verabreicht. Bariumsulfat ist wasserunlöslich und kann, wenn es in die Peritoneal- oder Mediastinalhöhle gerät, zu Bariumperitonitis bzw. -mediastinitis führen. Im Fall einer Aspiration kann es Pneumonitis verursachen. Aus diesem Grund ist die Gabe von Barium bei Verdacht auf Darmperforation oder bei Patienten mit Aspirationsrisiko kontraindiziert.

7.2.1.2 Negative Kontrastmittel

Dass ein Kontrastmittel negativ ist, bedeutet, dass es weniger Röntgenstrahlung absorbiert als das umgebende Gewebe: hauptsächlich werden Luft und Kohlendioxid verwendet. Luft als Kontrastmittel wird meistens bei Doppelkontrast-Bariumeinläufen verwendet, wobei Barium rektal verabreicht und danach Luft injiziert wird.

7.2.2. MR-Kontrastmittel

MR-Kontrastmittel bewirken Veränderungen der lokalen Magnetfelder indem sie für eine Verkürzung der Protonenrelaxationszeit sorgen. Entsprechend ihrer physikalischen Eigenschaften können intravenöse MR-Kontrastmittel in 2 Hauptgruppen eingeteilt werden.

a7.2.2.1. Paramagnetische Kontrastmittel

Paramagnetische Kontrastmittel verkürzen die T1-Protonenrelaxationszeit. Gadolinium, ein Seltenerden-Metall, ist das am häufigsten verwendete paramagnetische Kontrastmittel. Als freies Ion ist Gadolinium hochtoxisch, daher werden in der medizinischen Bildgebung stabile Gadoliniumchelat-Komponenten, die generell als sicher betrachtet werden, verwendet. Außer den Gadolinium-haltigen Kontrastmitteln gibt es noch andere, sog. organ- oder gewebespezifische Kontrastmittel die andere metallische Elemente enthalten.

7.2.2.2 Superparamagnetische Kontrastmittel

Superparamagnetische Kontrastmittel verringern die T2-Protonenrelaxationszeit in absorbierenden Geweben.
Ähnlich wie beim abdominalen CT kann eine Hervorhebung des Gastrointestinaltrakts durch orale Kontrastmittel während einer MR-Untersuchung erforderlich sein. Eine große Bandbreite oraler Kontrastmittel kann zur Hervorhebung des Gastrointestinaltrakts Verwendung finden, darunter Manganchelate, Eisensalze und Naturprodukte mit hoher Mangankonzentration wie Blaubeersaft und grüner Tee.

7.2.3. Ultraschall-Kontrastmittel

Kontrastmittel kann man auch bei Ultraschalluntersuchungen verwenden. Handelsübliche Kontrastmittel sind gasgefüllte Mikrobläschen, die intravenös in den Systemkreislauf gegeben werden. Mikrobläschen mit ihrer hochgradigen Echogenität erhöhen die Anzahl akustischer Schnittstellen im Untersuchungsgebiet, die zu Ultraschallwellenreflektion führen. Mit geeigneter Software enthältende Ultraschallgeräten kann man real-die Kontrastmittelanreicherung von z. B. Leber- und Nierenläsionen untersuchen. Auf diese Weise werden Gewebe mit hoher Kontrastmittelaufnahme im B-Bild-Verfahren heller (echoreich) abgebildet.

7.3 Nebenwirkungen von Kontrastmitteln und Behandlung von unerwünschten Reaktionen

Gesetzlich werden Kontrastmittel als Arzneimittel registriert, somit können sie Nebenwirkungen und unerwünschte Reaktionen hervorrufen. Ihre klinische Nutzung ist streng geregelt. Nicht nur Radiologen sondern auch überweisende Ärzte müssen mit den Kontraindikationen von Kontrastmitteln vertraut sein.

7.3.1. Orale Kontrastmittel

Orale Kontrastmittel werden nach ihrer Absorption eingeteilt, wenn es austritt (in das Mediastinum oder Peritoneum) oder aspiriert wird:

Unlöslich: Bariumsulfat (suspension)
Barium als Kontrastmittel ist kontraindiziert bei Verdacht auf Darmperforation und bei Patienten mit Aspirationsrisiko.

Löslich: Jodierte Kontrastmittel (solutio)
Aufgrund ihrer Hyperosmolarität haben sie eine abführende Wirkung und müssen bei Dehydrierung und Patienten mit Elektrolythaushaltsstörungen mit Vorsicht verwendet werden.

7.3.2. Intravenöse Kontrastmittel

7.3.2.1. Röntgen und CT-Kontrastmittel

Eine unerwünschte Wirkung ist hierbei die Extravasation an der Einstichstelle der intravenösen Injektion. Kleinere Extravasate bewirken leichte lokale Schmerzen, größere können jedoch zu Nekrosen oder einem Kompartmentsyndrom führen, die jeweils eine chirurgische Behandlung erforderlich machen. Extravasate sind durch sorgfältige manuelle Injektion verhinderbar. Moderne Injektoren werden jedoch bei plötzlicher Druckerhöhung automatisch gestoppt. Die nach der Injektion systemisch eintretenden Nebenwirkungen können gruppiert werden bei der Auftretungszeit und Schweregrad. Ihr können schnelle (z. B. Jucken, Urtikaria, Durchfall, Hitzewellen, Hautrötung, Übelkeit, Erbrechen und Anaphylaxie), bzw. verzögerte nach eine Stunde (Nierenschäden oder thyreotoxische Krisen, verzögerte Hautreaktion) eintretende sein. Der Treatment ist als bei Notfallsituationen vorgeschriebene Protokoll, was zusammenfassend bei der Ende dieses Kapitel ist. Alle Kontrastmittel können allergische Reaktionen verursachen. Wichtig ist zu dokumentieren, welches Kontrastmittel den unerwünschten Effekt hervorgerufen hat. Wenn bei einem Patienten eine Empfindlichkeit gegenüber einem bestimmten Kontrastmittel nachgewiesen wurde, sollte vorsichtshalber eine andere Sorte Kontrastmittel verabreicht werden. Moderne Kontrastmittel werden über die Nieren ausgeschieden, was die Nieren zusätzlich belastet. Daher ist in nicht dringenden Fällen vor der Kontrastmittelgabe die Nierenfunktion zu überprüfen (Serumkreatinin, GFR). Bei eingeschränkter Nierenfunktion (30 < GFR < 60) ist die Anwendung iso-oder hypoosmolarer Kontrastmittel obligatorisch. Bei Patienten mit einem GFR unter 30 wird empfohlen, die intravenöse Verabreichung jodierter Kontrastmittel zu vermeiden oder für den Patienten ein anderes medizinisches bildgebendes Verfahren auszuwählen (außer der Patient hat kein chronisches Nierenversagen, weil es nichts zu "ruinieren" gibt). Vor einer intravenösen Kontrastmittelgabe sollten Metformin sowie bestimmte Antibiotika die über die Nieren ausgeschieden werden vorübergehend abgesetzt werden. Bei Patienten mit normaler Nierenfunktion sollte Metformin am Untersuchungstag abgesetzt und frühestens 2 Tage später wieder eingenommen werden. Bei Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion (45ml/min1,73m² > GFR > 30ml/min1,73m²) wird das Absetzen von Metformin generell für 2 Tage vor bzw. nach der Verabreichung intravenöser Kontrastmittel empfohlen. Vor der intravenösen KM-Gabe sollten die Patienten ausreichend getrunken haben.

Bei unbehandelter Hyperthyreose ist die Gabe jodierter Kontrastmittel kontraindiziert da diese 3 – 5 Tage nach der Untersuchung zu einer Thyreotoxikose führen können. Bei behandelter Hyperthyreose sind diese Untersuchungen nicht kontraindiziert. Bei Schwangeren wird eine Kontrastmittelgabe grundsätzlich nicht empfohlen. In Notfallsituationen kann diese jedoch wirklich unumgänglich werden. In diesem Fall muss bei allen Neugeboren, die in utero jodiertem Kontrastmittel ausgesetzt waren, in der ersten Lebenswoche wegen des theoretischen Risikos eines kontrastmittelinduzierten Hyperthyreose die Schilddrüsenfunktion überprüft werden.

7.3.2.2. MR-Kontrastmittel

Gadolinium-MR-Kontrastmittel haben sich als sicherer als jodierte Kontrastmittel erwiesen. Anaphylaktische Reaktionen sind hier selten, können aber auf ähnliche Weise wie bei Röntgen- und CT-Untersuchungen auftreten. Das bestehende Risiko einer seltenen aber ernsthaften Erkrankung, der nephrogenen systemischen Fibrose, ist mit der Anwendung (lineare) Gadolinium-haltiger MR-Kontrastmittel in Verbindung gebracht worden. Wenn der pathophysiologische Hintergrund der Krankheit auch unbekannt ist, so stellen jedoch Nierenschäden ein Risiko für deren Entstehen dar. Aus diesem Grund sind kontrastmittelgestützte MR-Untersuchungen bei Patienten mit einem GFR unter 30 und Kindern unter einem Jahr kontraindiziert.

Es ist wichtig anzumerken, dass die Forschungen in den letzten Jahren gefunden haben, dass Gadolinium enthaltende MR-Kontrastmittel in geringen Mengen in Nervengewebe, insbesondere im Nucleus dentatus und Globus pallidus, abgelagert werden. Dieses Phänomen wurde auch bei Patienten mit normalen Nieren- oder Leberfunktion beobachtet. Da seine klinische Relevanz jedoch bis heute unbekannt ist - weitere Forschungen erforderlich -, ist es wichtig, den Empfehlungen zu folgen.

7.4 Take-home-Punkte:

• Gesetzlich gelten Kontrastmittel als Arzneimittel, daher können Kontraindikationen bestehen und Nebenwirkungen auftreten.
• Bariumsulfat, ein unlösliches Röntgenkontrastmittel, ist bei Verdacht auf Darmperforation oder bei Patienten mit Aspirationsrisiko kontraindiziert.
• Vor einer intravenösen Kontrastmittelgabe muss die Nierenfunktion überprüft werden. Bei Hyperthyreose muss vor einer Untersuchung mit jodiertem Kontrastmittel die Schilddrüsenfunktion überprüft werden.
• Es wird empfohlen, alle Medikamente, die über die Nieren ausgeschieden werden, vor einer intravenösen Kontrastmittelgabe vorübergehend abzusetzen.

 
Deutsche Übersetzung bei Dávid Tárnoki

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