Computertomographie

CT Intravenöses Kontrastmittel

Intravenöses Kontrastmittel für CT ist das am häufigsten verwendete Kontrastmittel überhaupt. Röntgenstrahlen beruhen auf Energie, die durch Gewebe hindurchgeht, wobei ein Teil der Energie abgelenkt oder absorbiert wird. Der Unterschied in den entstehenden Strahlen oder Schatten erzeugt ein amplitudenabhängiges Bild. Das Gewebe modifiziert den Energiestrahl oder die Röntgenstrahlung durch Streuung und Absorption. Jod ist ein in Kontrastmitteln verwendetes Element, das sich beide Methoden zunutze macht und somit die Röntgenstrahlung verändert. Es ist sowohl physikalisch dicht, was Streuung verursacht, als auch Außenelektronen mit Bindungsenergie auf genau dem richtigen Niveau, um Röntgenenergie zu absorbieren, die schließlich in eine andere Richtung abgegeben oder in Wärme umgewandelt wird. Jod kommt zwar natürlicherweise im menschlichen Körper vor, aber die Mengen, die benötigt werden, um eine Signaländerung in den Zielgeweben zu bewirken, wären tödlich. Aus diesem Grund wird Jod in einer größeren Molekülstruktur gebunden, so dass es weniger biologisch aktiv ist und überwiegend gefiltert und mit minimaler Dissoziation ausgeschieden wird.

Frühe Bindemittel, die für Jod verwendet wurden, waren Mittel mit hoher Osmolalität, deren Osmolalität oft 1500 mosm/kg H2O überstieg und sich dem 5- bis 8-fachen des normalen menschlichen Serums, 290 mosm/kg H2O, näherte. Aufgrund zahlreicher Nebenwirkungen ging die Verwendung dieser Mittel Mitte der 1990er Jahre zugunsten von Mitteln mit niedriger Osmolalität (weniger als das Dreifache der Osmolalität von normalem Humanserum) oder sogar isoosmolaren Mitteln zurück. Neben der Verringerung der Osmolalität hat die Veränderung der Ionenspiegel und der Viskosität die Häufigkeit von unerwünschten Reaktionen und Nebenwirkungen verringert.

Die Zugabe von intravenösem Kontrastmittel erhöht die Dichte und damit die Schwächung des Blutes, mit dem es sich vermischt. Das Aussehen des intravenösen Kontrastmittels hängt vom Zeitpunkt und der Kontrastmittelkonzentration ab. Das jodhaltige Blut führt zu einem Signalverlust oder einer Trübung. Bei frühem Timing wird unverdünntes oder minimal verdünntes Medium durch die Venen injiziert, und die Abschwächung der Energie kann so groß sein, dass ein Streifenartefakt entsteht. Mit zunehmender zentraler Bewegung vermischt sich mehr Blut mit dem Medium. Im Laufe der Zeit wird das Kontrastmittel auf dem Weg in die Arterien, das Gewebe und dann in die distalen peripheren Venen immer mehr verdünnt. Es erreicht innerhalb weniger Minuten ein Gleichgewicht, bevor es gefiltert und dann ausgeschieden wird, vor allem über die Harnwege. Moderne Kontrastmittel diffundieren schnell, und die Vermischung von jodiertem und nicht jodiertem Blut hängt eher mit dem Blutfluss als mit den Diffusionseigenschaften zusammen.

Das Aussehen der Gewebe in einer kontrastverstärkten Untersuchung hängt vom Zeitpunkt der Bildaufnahme im Verhältnis zum Kontrastbolus ab. Dieser Zeitpunkt hängt von der interessierenden Pathologie oder der Untersuchungsindikation ab. Bei einer Thorax-CT zur Beurteilung einer Brustwandmasse muss sich das Kontrastmittel in einem anderen Bereich (Kapillarbetten) befinden als bei der Beurteilung einer Lungenembolie (Pulmonalarterie). Um den Kontrast der Pathologie zu erhöhen, ist ein Verständnis der Pathophysiologie im Zusammenhang mit der Blutversorgung erforderlich. So kann beispielsweise eine große Gefäßdissektion mit dichtem Kontrast in der arteriellen Phase am besten sichtbar sein, während eine langsame Blutung durch die allmähliche Anhäufung von hyperdichten Produkten in einem verzögerten Bild besser zu erkennen ist. Ein weiteres Beispiel ist, dass das hepatozelluläre Karzinom im Vergleich zum umgebenden Parenchym hypervaskulär ist, während die meisten Kolonmetastasen in der Leber hypovaskulär sind, so dass bei der Beurteilung der Lebererkrankung Aufnahmen zu mehreren Zeitpunkten erforderlich sind. Der Zeitpunkt der Kontrastmittelgabe wird durch Patientenvariablen wie Größe, Gewicht, Gefäßerkrankungen und Herzfunktion weiter erschwert. Eine junge schwangere Frau wird ihre Lungenarterien viel schneller verengen als eine Patientin mit Herzinsuffizienz. Der Zeitpunkt der Kontrastmittelgabe und die Infusionsgeschwindigkeit werden vom Radiologen in Zusammenarbeit mit dem Techniker festgelegt und auf den Patienten, die Indikation und die Geräte abgestimmt.

Kontrastmittelinduzierte Nephropathie

In frühen Studien zur Sicherheit und Wirksamkeit von Kontrastmitteln wurde schnell ein Zusammenhang zwischen der Verwendung von Kontrastmitteln und einer Verschlechterung der Nierenfunktion hergestellt. Dieser einst weit verbreitete Zusammenhang ist in den letzten Jahrzehnten in Frage gestellt worden. Das American College of Radiology beschreibt nun, dass die kontrastmittelinduzierte Nephropathie (CIN) nicht so häufig vorkommt wie früher angenommen, und dass das, was früher oft als CIN bezeichnet wurde, besser als akute Nierenschädigung nach Kontrastmittelgabe (PC-AKI) klassifiziert werden sollte, da viele Nierenschädigungen mit dem Kontrastmittel in Verbindung stehen und nicht durch dieses verursacht werden. Während eine AKI nach Kontrastmitteluntersuchungen oft auf andere Risikofaktoren zurückgeführt werden kann, kann nicht jede PC-AKI mit einem echten CIN-Risiko in Verbindung gebracht werden, auch wenn dieses geringer ist als früher angenommen. Die genaue Physiologie der CIN ist nicht bekannt. Die Definitionen von PC-AKI und CIN variieren leicht; die meisten verwenden jedoch die folgenden Kriterien innerhalb von 48 Stunden nach der Kontrastmittelgabe.

1. Serumkreatininanstieg 0.3 mg/dl
2. Anstieg des Serumkreatinins um 50 %
3. Harnstoffausscheidung von weniger als 0,5 ml/kg/Std. über mindestens 6 Stunden.

Viele der frühen Studienfehler, die zu einer Überrepräsentation von CIN führten, werden erst jetzt korrigiert. Unzureichende Identifizierung von Risikofaktoren und anschließende Kontrollgruppen waren die am häufigsten genannte Ursache für irreführende Assoziationen. Die frühen Studien basierten auf einem Kontrastmittel mit hoher Osmolalität; ein Kontrastmittel, das heute nicht mehr verwendet wird und ein höheres Nebenwirkungsprofil hat. In vielen der frühen Studien wurden überwiegend Patienten untersucht, die sich einer Herzkatheteruntersuchung unterzogen, einem Verfahren, das neben der Verwendung von Kontrastmitteln mit einem erheblichen Embolierisiko und nephrotoxischen Risiken verbunden ist. Außerdem wurden bei fluoroskopischen Studien andere Kontrastmittelmengen, -konzentrationen und -viskositäten verwendet als bei CT-Untersuchungen. Die meisten CIN-Studien basierten auf hospitalisierten Patienten, bei denen neben der Kontrastmittelgabe und dem Verfahrensrisiko zahlreiche weitere Ursachen für eine AKI vorlagen. Auch die Definition der AKI variierte, wobei der Kreatininwert die AKI am häufigsten definierte. Die Kreatininwerte korrelieren nicht immer mit der Nierenschädigung oder können verzögert sein. Die geschätzte glomeruläre Filtrationsrate (eGFR) hat sich für die Identifizierung von CIN und PC-AKI als effektiver erwiesen.

Die Erstellung einer randomisierten kontrollierten Studie zur Beschreibung von CIN hat sich als schwierig, wenn nicht gar unmöglich erwiesen. Als Studien anfingen, robustere Kontrollgruppen zu haben und das Propensity-Score-Matching anzuwenden, ist das berechnete AKI-Risiko im Zusammenhang mit der Kontrastmittelgabe deutlich gesunken. In den Leitlinien wird nun empfohlen, dass das CIN-Risiko bei Personen mit einer zu Beginn eingeschränkten Nierenfunktion auf der Grundlage der eGFR am höchsten ist. Werte von 45 ml/min/1,73m2 oder mehr gelten als normales Risiko, und es werden keine Vorsichtsmaßnahmen empfohlen. Eine eGFR unter 30 ml/min/1,73m2 wird als höheres Risiko angesehen, und eine Risiko-Nutzen-Analyse muss diskutiert und dokumentiert werden. Eine eGFR zwischen 30 und 45 ml/min/1,73m2 ist grenzwertig; der ACR vertritt jedoch die Auffassung, dass für diese Patienten kein erhöhtes Risiko besteht.

Schätzungen zufolge dauert es etwa 20 Stunden, bis normal funktionierende Nieren das Kontrastmittel abgebaut haben. Die Befürchtung, dass erhöhte Kontrastmittelmengen eine nephrotoxische Wirkung haben könnten, hat zu der Idee geführt, zwischen den Kontrastmitteluntersuchungen 24 Stunden zu warten; allerdings wurde dieses Konzept in keiner Studie angemessen untersucht. Bei einem Patienten ohne Nierenfunktion ist keine CIN möglich; bei Patienten mit einer Nierenerkrankung im Spätstadium, die noch Urin produzieren, kann der Patient jedoch einem erhöhten Risiko ausgesetzt sein. Obwohl das tatsächliche Risiko von CIN oder PC-AKI noch nicht vollständig geklärt ist, wird die Verwendung von Kontrastmitteln wahrscheinlich zunehmen, da die Kontrastmittel verbessert werden und Forscher weiterhin über geringe CIN-Werte berichten.

Kontrastmittelallergie

Wie bei der CIN haben sich auch die Raten der Kontrastmittelallergie dynamisch verändert. Die frühen hyperosmolaren Mittel wiesen hohe Raten allergischer und physiologischer Reaktionen auf; einige berichteten von bis zu 15 %. Diese Mittel werden heute nicht mehr verwendet, und bei den aktuellen Mitteln sind die unerwünschten Reaktionen wesentlich geringer. Zusätzlich zu den früher höheren Reaktionsraten hat sich in der Öffentlichkeit die Vorstellung durchgesetzt, dass eine Schalentierallergie mit Jod zusammenhängt, und die fälschliche Verbindung zwischen einer Schalentierallergie und einer Kontrastmittelallergie wird immer noch häufig von Patienten berichtet. Es besteht kein Zusammenhang zwischen einer Allergie gegen Schalentiere und einer Jodallergie.

Das American College of Radiology hat die Reaktionen in zwei grundlegende Kategorien eingeteilt: physiologische und allergieähnliche Reaktionen, wobei jede Kategorie in leicht, mittelschwer und schwer eingeteilt wird. Die physiologischen Reaktionen treten häufig als sekundäre Schmerzreaktionen, vasovagale, ionotrope, infusionsbedingte und neurologische Reaktionen auf. Obwohl diese physiologischen Reaktionen oft als gutartig und dosisabhängig angesehen werden, können sie mit Krampfanfällen oder lebensbedrohlicher Hypotonie und Arrhythmie tödlich sein. Zu den physiologischen Reaktionen gehören unter anderem Übelkeit, Erbrechen, Erröten, Schüttelfrost, Wärmegefühl, Kopfschmerzen, Schwindel, Angstzustände, metallischer Geschmack, Bluthochdruck, Herzrhythmusstörungen und Krampfanfälle.

Während eine Typ-1- oder IgE-Reaktion die meisten Allergien vermittelt, haben nur 50 % der schweren Kontraste einen entsprechenden Hauttest; dies deutet auf einen alternativen oder histaminabhängigen Reaktionsweg hin. Allergieähnliche Reaktionen können schwerwiegend sein, mit anaphylaktischen Reaktionen, die eine sofortige Behandlung erfordern, und sind unabhängig von der Dosis, sobald die Schwellenwerte überschritten werden. Die Unterscheidung zwischen physiologischen und allergieähnlichen Reaktionen dient als Richtschnur für Behandlungs- und Vorbehandlungsempfehlungen. Allergieähnliche Reaktionen sind gut definiert und im Handbuch des American College of Radiology über Kontrastmittel beschrieben. Leichte Reaktionen sind selbstlimitierend. Mittelschwere Symptome können fortschreiten, wenn keine Therapie eingeleitet wird. Zu den leichten bis mittelschweren allergischen Reaktionen gehören: diffuse Ödeme, Gesichtsödeme ohne Dyspnoe, Juckreiz, Urtikaria, juckender Hals, verstopfte Nase, diffuse Erytheme, Konjunktivitis, Bronchospasmus, Keuchen oder leichte Hypoxie. Schwere Reaktionen erfordern ein Eingreifen und können lebensbedrohlich sein, wenn sie nicht angemessen behandelt werden. Zu den schwerwiegenden Reaktionen gehören diffuse Ödeme oder Gesichtsödeme mit Dyspnoe, Erytheme mit Hypotonie, Kehlkopfödeme mit Stridor, Keuchen oder Bronchospasmus mit signifikanter Hypoxie oder anaphylaktischer Schock.

Die Behandlung akuter Kontraktionsreaktionen hängt vom jeweiligen Symptom ab, und Radiologen und Notärzte sind in der Regel sehr versiert. Zu den Behandlungsparadigmen sollten unter anderem Bronchospasmus, Larynxödem, Hypotonie, anaphylaktische Reaktionen, Lungenödem, hypertensive Krise, Krampfanfälle, Hypoglykämie und Angstzustände gehören. Beispiele für Behandlungsparadigmen finden sich im ACR-Handbuch über Kontrastmittel.

Die Kombination von allergischen und physiologischen Reaktionen im Zusammenhang mit Kontrastmitteln mit niedriger Osmolalität ist gering, wobei die Berichte zwischen 0,2 und 0,7 % schwanken. Der größte Risikofaktor ist eine frühere allergische Reaktion, die das Risiko um das 5- bis 6-fache erhöht. Bei Patienten mit einem erhöhten Risiko aufgrund einer früheren Reaktion sollte eine Vorbehandlung in Betracht gezogen werden. Die Vorbehandlung zielt auf Patienten mit leichten bis mittelschweren Reaktionen ab, wobei es nur wenige Daten gibt, die die Wirksamkeit der Vorbehandlung von Patienten mit schweren Vorreaktionen belegen.

Vorbehandlungsalgorithmen

Die Vorbehandlungsalgorithmen konzentrieren sich auf mehrere Steroiddosen mit einer kurzen Zeitspanne, um die Wirksamkeit der Steroide und eine zusätzliche Dosis Antihistaminikum vor der Kontrastmittelinjektion zu ermöglichen. Es werden schätzungsweise 4 bis 6 Stunden benötigt, bis Steroide allergische Reaktionen abmildern können, und der am häufigsten zitierte Algorithmus sieht ein 13-Stunden-Protokoll vor. Ein 5-Stunden-Protokoll hat sich etabliert, aber die Wirksamkeit einer kürzeren Dauer muss noch in großen Kohortenstudien nachgewiesen werden, so dass viele Einrichtungen das 13-Stunden-Protokoll für Routinestudien bevorzugen. Die folgenden Protokolle 1 und 2 sind für Routinestudien gedacht, bei denen eine 13-stündige Behandlung möglich ist. Die Protokolle 3 und 4 können in einem 5-Stunden-Protokoll verwendet werden, wenn ein 13-Stunden-Protokoll die Patientenversorgung beeinträchtigt.

1. Prednison 50 mg PO, 13, 7 und 1 Stunde vor dem Scan. Diphenhydramin 50 mg PO/IV/IM 1 Stunde vor der Untersuchung.
2. Methylprednisolon 32 mg PO 13 und 2 Stunden vor der Untersuchung Diphenhydramin 50 mg PO/IV/IM 1 Stunde vor der Untersuchung.
3. Methylprednisolon 40 mg IV oder Hydrocortison 200 mg IV alle 4 Stunden für mindestens zwei Dosen Diphenhydramin 50 mg IV 1 Stunde vor der Untersuchung.
4. Dexamethason 7,5 mg IV oder Betamethason 6 mg IV alle 4 Stunden für mindestens zwei Dosen. Diphenhydramin 50 mg i.v. 1 Stunde vor der Untersuchung.

Auch bei einer Vorbehandlung werden schätzungsweise 12 % der Patienten mit früheren Reaktionen Durchbruchreaktionen haben; der Schweregrad ist jedoch normalerweise ähnlich oder geringer als bei früheren Reaktionen. In einer Studie mit 1051 vorbehandelten Patienten wurde die Zahl der erforderlichen Behandlung für leichte und mittelschwere Reaktionen auf 69 geschätzt, während die NNT für schwere Reaktionen mit 569 wesentlich höher lag.

Metformineinnahme

Metformin ist ein Medikament, das häufig zur Behandlung von Diabetes eingesetzt wird. Die Einnahme von Metformin ist mit einer Laktatazidose verbunden, einer möglichen Nebenwirkung, die durch eine schlechte Nierenfunktion noch verstärkt wird. Wenn die Patienten in geeigneter Weise auf Kontraindikationen wie Nierenfunktion untersucht werden, sind keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen erforderlich. Da bei der Anwendung von Kontrastmitteln ein Risiko für CIN oder PC-AKI besteht, kann die Entwicklung einer neuen oder verschlechterten Nierenfunktionsstörung eine Änderung der Metformin-Anwendung bei einem Patienten rechtfertigen, bis eine solche Störung ausgeschlossen ist, um eine Laktatazidose zu verhindern. Der ACR empfiehlt für Patienten mit normaler Nierenfunktion ohne Verdacht auf AKI und einer Ausgangs-EGFR von mindestens 30 ml/min/1,73 m2, die Metformineinnahme nicht auszusetzen oder die Nierenfunktion nach dem Kontrast zu testen. Bei Patienten mit einer eGFR unter 30 mL/min/1,73m2, bei Verdacht auf AKI oder bei einem Verfahren, das das Risiko einer Nierenembolie erhöht, empfiehlt das ACR, Metformin für 48 Stunden auszusetzen und erst nach Prüfung der Nierenfunktion wieder zu verabreichen.

Sonstige Komplikationen und Überlegungen bei intravenösem Kontrastmittel

Kontrastextravasation tritt bei 0,1 % bis 1 % der intravenösen Kontrastmittelverabreichungen auf, wobei der häufigste korrelierende Risikofaktor die Injektionsstelle am peripheren Handgelenk oder am distalen Bein ist. Die Komplikationen einer Paravasation sind in der Regel leicht, und eine unterstützende Behandlung, einschließlich einer kurzen Beobachtung, ist in der Regel ausreichend. Die Aspiration von Nadeln hat sich nicht als therapeutisch erwiesen. Das Risiko eines Paravasats ist nicht gut mit dem Volumen korreliert; das Kompartmentsyndrom korreliert jedoch mit größeren Volumina. Bei Anzeichen eines Kompartmentsyndroms oder einer Gefäßgefährdung sollte umgehend ein Chirurg hinzugezogen werden. Zu den Anzeichen eines Kompartmentsyndroms gehören eine veränderte Gewebedurchblutung, veränderte Empfindungen, zunehmende Schmerzen, eine zunehmende Einschränkung des Bewegungsumfangs (passiv und aktiv) oder Parästhesien. Die Schwellung kann zunehmen, sollte aber innerhalb von 48 Stunden ihren Höhepunkt erreichen, und die Patienten sollten vor der Entlassung entsprechende Anweisungen für den Rücktransport erhalten.

Myasthenia gravis Exazerbationen haben mit Kontrastmittelverabreichungen korreliert. Dieses Thema wird in der Literatur diskutiert, und der ACR betrachtet es als eine relative Kontraindikation für die Kontrastmittelgabe. Ein aktiver Schilddrüsensturm und Patienten, die sich einer Schilddrüsenablation unterziehen, sind relative Kontraindikationen für die Kontrastmittelgabe. Es gibt keine ausreichenden Beweise für das ACR, um auf die Notwendigkeit besonderer Vorsichtsmaßnahmen bei Sichelzellanämie, Phäochromozytom, Betablockern oder Thyreotoxikose ohne Schilddrüsensturm hinzuweisen.

Intravenöses Kontrastmittel passiert die Plazenta und ist im Fötus nachweisbar. Obwohl die Werte niedrig und vorübergehend sind, hat die FDA sie als Medikamente der Kategorie B eingestuft, ohne dass ausreichende Erkenntnisse vorliegen, die auf ein erhöhtes Risiko für die Mutter oder den Fötus hindeuten. Aufgrund des unbekannten Risikos ist die Verwendung von Kontrastmitteln bei Schwangeren selten. Das häufigste Szenario, in dem Kontrastmittel in der Schwangerschaft eingesetzt werden, ist die Untersuchung auf eine Lungenembolie. Bisher gibt es keine ausreichenden Beweise dafür, dass jodhaltiges Kontrastmittel ein Risiko für Mutter oder Fötus darstellt, auch nicht für die Schilddrüsenfunktion.

Auch wird Kontrastmittel in geringen Dosen in die Muttermilch ausgeschieden, wobei nur eine kleine Menge des aufgenommenen Kontrastmittels absorbiert wird. Das Stillen kann nach einer intravenösen Kontrastmittelgabe ohne erhöhtes Risiko für das Kind fortgesetzt werden; wenn die Eltern jedoch wegen der Kontrastmittelausscheidung besorgt sind, kann die Muttermilch bis zu 24 Stunden abgepumpt und verworfen werden. Es gibt keinen Vorteil, die Milch nach 24 Stunden zu verwerfen. Eine perinatale Hypothyreose nach intravenöser Verabreichung von LCOM wurde bisher nicht dokumentiert.