Tietokonetomografia

CT Suonensisäinen kontrasti

Tietokonetomografiassa käytettävä suonensisäinen kontrasti on kaiken kaikkiaan yleisimmin käytetty kontrastiaine. Röntgensäteet perustuvat siihen, että energia kulkee kudoksen läpi, jolloin osa energiasta poikkeaa tai absorboituu. Näin syntyvien säteiden tai varjojen ero luo amplitudista riippuvan kuvan. Kudos muuttaa energiasädettä tai röntgensäteilyä sironnan ja absorption kautta. Jodi on kontrastiaineissa käytetty elementti, joka hyödyntää molempia menetelmiä ja muuttaa röntgensäteilyä. Se on sekä fyysisesti tiheä, mikä aiheuttaa sirontaa, että sillä on ulkoelektroneita, joiden sidosenergia on juuri oikealla tasolla absorboida röntgensäteilyn energiaa, joka lopulta vapautuu toiseen suuntaan tai muuttuu lämmöksi. Vaikka jodia esiintyy luonnostaan ihmiskehossa, sen määrä, joka tarvitaan signaalimuutoksen aiheuttamiseen kohteena olevissa kudoksissa, olisi tappava. Tästä syystä jodi sidotaan suurempaan molekyylirakenteeseen, jotta se olisi biologisesti vähemmän aktiivinen ja jotta se pääsääntöisesti suodattuisi ja erittyisi mahdollisimman vähän disassosioituen.

Jodin varhaiset sidonta-aineet, joita käytettiin jodin sitomiseksi, olivat korkean osmolaliteetin aineita, joiden osmolaliteetti ylitti usein 1 500 mosm/kg H2O, mikä lähestyy 5-8 kertaa ihmisen normaalin seerumin osmolaliteettia, 290 mosm/kg H2O. Monien haittavaikutusten vuoksi 1990-luvun puoliväliin mennessä näiden aineiden käyttö väheni ja siirryttiin matalan osmolaalisuuden (alle kolme kertaa normaalia ihmisseerumia suurempi osmolaalisuus) tai jopa iso-osmolaaristen aineiden käyttöön. Osmolaliteetin pienentämisen lisäksi ionitasojen ja viskositeetin muuttaminen on vähentänyt haittavaikutusten ja sivuvaikutusten esiintyvyyttä.

Infuusionaalisen kontrastiaineen lisääminen lisää sen veren tiheyttä ja siten vaimennusta, johon se sekoittuu. IV-kontrastiaineen ulkonäkö riippuu ajoituksesta ja kontrastiaineen pitoisuudesta. Jodioitu veri aiheuttaa signaalin häviämistä tai samennusta. Varhainen ajoitus paljastaa laimentamattoman tai vain vähän laimennetun väliaineen, kun se ruiskutetaan suonien läpi, ja energian vaimeneminen voi olla niin suurta, että se aiheuttaa raita-artefaktin. Kun veri siirtyy sentraalisesti, sitä enemmän verta sekoittuu väliaineeseen. Ajan kuluessa kontrasti laimenee asteittain, kun se kulkeutuu valtimoihin, kudoksiin ja sitten distaalisiin perifeerisiin laskimoihin. Se saavuttaa tasapainon muutamassa minuutissa ennen kuin se suodattuu ja erittyy, pääasiassa virtsajärjestelmän kautta. Nykyaikaiset kontrastiaineet diffundoituvat nopeasti, ja jodioidun ja jodioimattoman veren sekoittuminen liittyy enemmän veren virtaukseen kuin diffuusio-ominaisuuksiin.

Kudosten näkyminen kontrastivahvistetussa tutkimuksessa riippuu kuvan ottamisen ajoituksesta suhteessa kontrastibolukseen. Tämä ajoitus riippuu kiinnostuksen kohteena olevasta patologiasta tai tutkimusindikaatiosta. Rintakehän tietokonetomografiassa rintakehän seinämämämassan arvioimiseksi kontrastin on oltava eri alueella (kapillaarivuodot) kuin arvioitaessa keuhkoahtaumatautia (keuhkovaltimo). Patologian kontrastin lisääminen edellyttää sen verenkiertoon liittyvän patofysiologian ymmärtämistä. Esimerkiksi suurten verisuonten dissekaatio voi näkyä parhaiten tiheällä kontrastilla valtimovaiheessa, mutta hidas verenvuoto voi näkyä paremmin hypertiheiden tuotteiden asteittaisella kertymisellä viivästetyssä kuvassa. Toinen esimerkki on se, että hepatosellulaarinen karsinooma on hypervaskulaarinen ympäröivään parenkyymiin verrattuna, mutta useimmat paksusuolen etäpesäkkeet maksassa ovat hypovaskulaarisia, minkä vuoksi maksasairautta arvioitaessa tarvitaan kuvia useista eri ajankohdista. Kontrastin ajoitusta vaikeuttavat lisäksi potilaan muuttujat, kuten potilaan koko, paino, verisuonisairaudet ja sydämen toiminta. Nuori raskaana oleva nainen peittää keuhkovaltimonsa paljon nopeammin kuin potilas, jolla on sydämen vajaatoiminta. Kontrastiaineen bolusten ajoituksen ja infuusionopeuden määrittää radiologi yhdessä teknikon kanssa, ja se räätälöidään potilaan, indikaation ja laitteiston mukaan.

Kontrastiaineen aiheuttama nefropatia

Kontrastiaineen turvallisuutta ja tehoa koskevissa varhaisissa tutkimuksissa todettiin nopeasti yhteys kontrastiaineen käytön ja munuaistoiminnan heikkenemisen välillä. Tämä aikoinaan laajalle levinnyt yhteys on joutunut tarkastelun kohteeksi viime vuosikymmeninä. American College of Radiology kuvailee nyt, että kontrastin aiheuttama nefropatia (contrast-induced nephropathy, CIN) ei ole niin yleistä kuin aikoinaan arvioitiin, ja se, mitä aiemmin usein kutsuttiin CIN:ksi, voidaan ehkä paremmin luokitella kontrastin jälkeiseksi akuutiksi munuaisvaurioksi (post-contrast acute kidney injury, PC-AKI), koska monet munuaisvauriot liittyvät siihen eivätkä ole kontrastin aiheuttamia. Vaikka usein kontrastikivennäisaineen käytön jälkeinen AKI voidaan katsoa johtuvan muista riskitekijöistä, kaikkia PC-AKI:ta ei voida selittää, mikä vastaa todellista CIN-riskiä, vaikka se olisikin pienempi kuin aiemmin on luultu. CIN:n tarkkaa fysiologiaa ei tunneta. PC-AKI:n ja CIN:n määritelmät vaihtelevat hieman; useimmat käyttävät kuitenkin seuraavia kriteerejä 48 tunnin kuluessa kontrastin antamisesta.

1. Serumkreatiniinin nousu 0.3 mg/dl
2. Serumin kreatiniinin 50 %:n nousu
3. Uriinituotos alle 0,5 ml/kg/h vähintään 6 tunnin ajan.

Monet varhaisten tutkimusten suunnitteluvirheet, jotka yliedustivat CIN:iä ylirepresentoituneesti, ovat vasta nyt korjautumassa. Riittämätön riskitekijöiden tunnistaminen ja myöhemmät kontrolliryhmät ovat olleet eniten mainittu syy harhaanjohtaviin assosiaatioihin. Varhaiset tutkimukset perustuivat korkean osmolaalisuuden kontrastiaineeseen, jota ei enää käytetä ja jonka sivuvaikutusprofiili on korkeampi. Monissa varhaisissa tutkimuksissa käytettiin pääasiassa potilaita, joille tehtiin sydämen katetrointi, johon liittyy kontrastin käytön lisäksi merkittävä emboliariski ja nefrotoksinen riski. Lisäksi läpivalaisututkimuksissa käytettiin kontrastin määrää, pitoisuuksia ja viskositeetteja, jotka erosivat tietokonetomografiasta. Useimmat CIN-tutkimukset perustuivat sairaalahoidossa oleviin potilaisiin, joilla oli kontrastin antamisen ja toimenpideriskin lisäksi lukuisia muita AKI:n syitä. Myös AKI:n määritelmä vaihteli, ja useimmiten kreatiniini määritteli AKI:n. Kreatiniiniarvot eivät aina korreloi munuaisvaurion kanssa tai ne voivat olla viivästyneitä. Arvioitu glomerulussuodatusnopeus (eGFR) on osoittautunut tehokkaammaksi CIN:n ja PC-AKI:n tunnistamisessa.

Satunnaistetun kontrolloidun tutkimuksen luominen CIN:n kuvaamiseksi on osoittautunut vaikeaksi, ellei jopa mahdottomaksi, käyttää. Kun tutkimuksissa alkoi olla vankempia kontrolliryhmiä ja alettiin hyödyntää käytettyä propensity score matchingia, kontrastin antamiseen liittyvä laskennallinen AKI-riski on laskenut merkittävästi. Suuntaviivojen mukaan CIN-riski on nyt suurin niillä, joiden munuaisten toiminta on lähtötilanteessa heikentynyt eGFR:n perusteella. Tasoja, jotka ovat vähintään 45 ml/min/1,73m2 , pidetään normaalina riskinä, eikä varotoimia suositella. Jos eGFR on alle 30 ml/min/1,73m2, riskiä pidetään suurempana, ja riski-hyötyanalyysistä on keskusteltava ja se on dokumentoitava. EGFR välillä 30-45 ml/min/1,73m2 on rajatapaus; ACR kuitenkin katsoo, että heillä ei ole suurentunutta riskiä.

Arviolta normaalisti toimivien munuaisten kontrastiaineen poistuminen kestää noin 20 tuntia. Huoli siitä, että suurentuneilla kontrastiainepitoisuuksilla voi olla nefrotoksinen vaikutus, on johtanut ajatukseen odottaa 24 tuntia kontrastia sisältävien tutkimusten välillä; tätä ajatusta ei kuitenkaan ole käsitelty riittävästi tutkimuksissa. Potilaalla, jolla ei ole munuaistoimintaa, CIN ei ole mahdollinen, mutta myöhäisvaiheen munuaistautia sairastavilla, jotka vielä tuottavat virtsaa, potilaan riski voi silti olla suurentunut. Vaikka CIN:n tai PC-AKI:n todellista riskiä ei ole vielä täysin selvitetty, kontrastiaineiden käyttö todennäköisesti lisääntyy, kun kontrastiaineet paranevat, ja tutkijat raportoivat edelleen alhaisista CIN-tasoista.

Kontrastiallergia

Kontrastiallergian määrä on CIN:n tavoin vaihdellut dynaamisesti. Varhaisissa hyperosmolaarisissa aineissa allergisten ja fysiologisten reaktioiden osuus oli suuri; joidenkin raporttien mukaan jopa 15 %. Näitä aineita ei enää käytetä, ja nykyisillä aineilla haittavaikutukset ovat paljon vähäisempiä. Aikaisempien korkeampien reaktiolukujen lisäksi yleiseen mielipiteeseen levisi aikoinaan ajatus, että äyriäisallergia liittyy jodiin, ja potilaat raportoivat edelleen usein äyriäisallergian virheellisestä yhteydestä kontrastiallergiaan. Simpukka-allergian ja jodiallergian välillä ei ole yhteyttä.

American College of Radiology on luokitellut reaktiot kahteen perusluokkaan; fysiologisiin ja allergian kaltaisiin reaktioihin, ja kumpikin luokka jakautuu lieviin, keskivaikeisiin ja vakaviin. Fysiologiset reaktiot esiintyvät usein sekundaarisina kipuina, vasovagaalisina, ionotrooppisina, infuusiotuntemuksina ja neurologisina. Vaikka näitä fysiologisia reaktioita pidetään usein hyvänlaatuisina ja annoksesta riippuvaisina, ne voivat olla tappavia kouristuskohtauksina tai hengenvaarallisena hypotensioina ja rytmihäiriöinä. Fysiologisia reaktioita ovat muun muassa pahoinvointi, oksentelu, punoitus, vilunväristykset, lämpö, päänsärky, huimaus, ahdistuneisuus, metallinen maku, verenpaine, rytmihäiriöt ja kouristukset.

Vaikka tyypin 1 tai IgE-vaste välittää useimmat allergiat, vain 50 %:lla vakavasta kontrastista on vastaava ihotesti; tämä viittaa vaihtoehtoiseen tai histamiinista riippuvaiseen reittiin. Allergian kaltaiset reaktiot voivat olla vakavia ja anafylaktiset reaktiot vaativat välitöntä hoitoa, ja ne ovat annoksesta riippumattomia, kun ne ylittävät kynnysarvot. Fysiologisten ja allergian kaltaisten reaktioiden erottaminen toisistaan auttaa ohjaamaan hoito- ja esihoitosuosituksia. Allergian kaltaiset reaktiot on määritelty ja kuvattu hyvin American College of Radiologyn kontrastiaineita koskevassa käsikirjassa. Lievät reaktiot ovat itsestään rajoittuvia. Keskivaikeat oireet voivat edetä, jos hoitoa ei aloiteta. Lieviä tai keskivaikeita allergisia reaktioita ovat diffuusi turvotus, kasvojen turvotus ilman hengenahdistusta, kutina, nokkosihottuma, kurkun kutina, nenän tukkoisuus, diffuusi eryteema, sidekalvotulehdus, keuhkoputkien kouristelu, hengityksen vinkuminen tai lievä hypoksia. Vakavat reaktiot vaativat toimenpiteitä ja voivat olla hengenvaarallisia, jos niitä ei hoideta asianmukaisesti. Vakavia reaktioita ovat diffuusi turvotus tai kasvojen turvotus, johon liittyy hengenahdistus, eryteema, johon liittyy hypotensio, kurkunpään turvotus, johon liittyy stridori, hengityksen vinkuminen tai bronkospasmi, johon liittyy merkittävä hypoksia, tai anafylaktinen sokki.

Akuuttien supistumisreaktioiden hoito riippuu esiintyvästä oireesta, ja radiologit ja ensihoitolääkärit ovat tyypillisesti hyvin perehtyneitä. Hoitoparadigmoihin tulisi kuulua muun muassa bronkospasmi, kurkunpään turvotus, hypotensio, anafylaktiset reaktiot, keuhkoödeema, hypertensiivinen kriisi, kouristukset, hypoglykemia ja ahdistus. Esimerkkejä hoitoparadigmoista on ACR Manual on Contrast Media -käsikirjassa.

Matalan osmolaalisuuden kontrastiaineisiin liittyvien allergisten ja fysiologisten reaktioiden yhdistelmä on vähäinen, ja raportit vaihtelevat välillä 0,2-0,7 %. Aiempi allergisen kaltainen reaktio on suurin yksittäinen riskitekijä, ja riski on 5-6-kertainen. Potilaiden, joilla on aiemmasta reaktiosta johtuva suurentunut riski, on syytä harkita esikäsittelyä. Esihoito kohdistuu potilaisiin, joilla on lieviä tai keskivaikeita reaktioita, ja on vain vähän tietoja, jotka osoittavat aiempia vakavia reaktioita sairastavien potilaiden esikäsittelyn tehon.

Esihoitoalgoritmit

Esihoitoalgoritmeissa keskitytään moninkertaisiin steroidiannoksiin, joissa on pieni ajanjakso steroidien tehon sallimiseksi, ja antihistamiinin ylimääräiseen antihistamiiniannokseen ennen kontrastiaineen pistämistä. Tarvitaan arviolta 4-6 tuntia, ennen kuin steroidit voivat lievittää allergiatyyppisiä reaktioita, ja eniten siteeratussa algoritmissa on 13 tunnin protokolla. Viiden tunnin protokolla on vakiintunut, mutta lyhyemmän keston tehoa ei ole vielä osoitettu suurissa kohorttitutkimuksissa, joten monet laitokset suosivat 13 tunnin protokollaa rutiinitutkimuksissa. Jäljempänä olevat protokollat 1 ja 2 on tarkoitettu rutiinitutkimuksiin, joissa 13 tunnin hoito on toteutettavissa. Protokollaa 3 ja 4 voidaan hyödyntää 5 tunnin protokollassa silloin, kun 13 tunnin protokolla vaarantaa potilaan hoidon.

1. Prednisoni 50 mg PO, 13, 7 ja 1 tunti ennen tähystystä. Difenhydramiini 50 mg PO/IV/IM 1 tunti ennen tähystystä.
2. Metyyliprednisoloni 32 mg PO 13 ja 2 tuntia ennen tähystystä Difenhydramiini 50 mg PO/IV/IM 1 tunti ennen tähystystä.
3. Metyyliprednisoloni 40 mg IV tai hydrokortisoni 200 mg IV 4 tunnin välein vähintään kahden annoksen ajan Difenhydramiini 50 mg IV 1 tunti ennen tähystystä.
4. Deksametasoni 7,5 mg IV tai betametasoni 6 mg IV 4 tunnin välein vähintään kahden annoksen ajan. Difenhydramiini 50 mg IV 1 tunti ennen tähystystä.

Esihoidon jälkeenkin arvioiden mukaan 12 %:lla potilaista, joilla on aiempia reaktioita, on läpilyöntireaktioita; niiden vakavuus on kuitenkin tyypillisesti samanlainen tai vähäisempi kuin aiempien reaktioiden. Lievien ja keskivaikeiden reaktioiden hoitoon tarvittava määrä arvioitiin 69:ksi, kun taas vakavien reaktioiden NNT oli paljon korkeampi, 569, tutkimuksessa, johon osallistui 1051 esihoitoa saanutta potilasta.

Metformiinin käyttö

Metformiini on diabeteksen hoidossa yleisesti käytetty lääke. Metformiinin käyttöön liittyy maitohappoasidoosi, joka on mahdollinen haittavaikutus, jota huono munuaisten toiminta pahentaa. Jos potilaille tehdään asianmukainen vasta-aiheiden seulonta, johon sisältyy munuaisten toiminta, erityiset varotoimet eivät ole perusteltuja. Koska kontrastiaineen käyttöön liittyy CIN:n tai PC-AKI:n riski, uuden tai pahentuneen munuaisten toimintahäiriön ilmaantuessa voi olla syytä muuttaa potilaan metformiinin käyttöä, kunnes tällainen toimintahäiriö on suljettu pois maitohappoasidoosin ehkäisemiseksi. ACR suosittelee, että potilailla, joiden munuaistoiminta on normaali ilman epäiltyä AKI:tä ja joiden lähtötilanteen eGFR on vähintään 30 ml/min/1,73m2, ei ole tarvetta keskeyttää metformiinin käyttöä tai testata munuaistoimintaa kontrastikokeen jälkeen. Potilaille, joiden eGFR on alle 30 ml/min/1,73m2, joilla epäillään AKI:tä tai joiden toimenpide lisää munuaisemboliariskiä, ACR suosittelee, että metformiinihoito keskeytetään 48 tunnin ajaksi ja aloitetaan uudelleen munuaistoiminnan arvioinnin jälkeen.

Muut infuusiokontrastikontrastin aiheuttamat komplikaatiot ja niihin liittyvät näkökohdat

Kontrastikontrastikontrastin ekstravasaatiota esiintyy 0,1-1 %:ssa kontrastikontrastikontrastin annosteluista, ja yleisin korreloiva riskitekijä on perifeerinen ranteen tai jalan distaalinen IV-antoisuuspaikka. Ekstravasaation komplikaatiot ovat yleensä lieviä, ja tukihoito, mukaan lukien lyhyt tarkkailu, on yleensä riittävää. Neulan aspiraatio ei ole osoittautunut terapeuttiseksi. Ekstravasaatioriski ei korreloi hyvin volyymin kanssa; lokero-oireyhtymä korreloi kuitenkin suurempien volyymien kanssa. Kirurgista konsultaatiota on pyydettävä kiireellisesti, jos on viitteitä lokero-oireyhtymästä tai verisuonikompromissista. Osoituksia lokero-oireyhtymästä ovat muun muassa muuttunut kudosperfuusio, tuntoaistimusten muutokset, etenevä kipu, (passiivisen ja aktiivisen) liikelaajuuden asteittainen heikkeneminen tai parestesia. Turvotus voi lisääntyä, mutta sen pitäisi saavuttaa huippunsa 48 tunnin kuluessa, ja potilaille on annettava asianmukaiset palautusohjeet ennen kotiutumista.

Myasthenia gravisin pahenemisvaiheet ovat korreloineet kontrastiaineen annon kanssa. Tästä aiheesta käydään kirjallisuudessa keskustelua, ja ACR pitää sitä suhteellisena vasta-aiheena kontrastiaineen antamiselle. Aktiivinen kilpirauhasmyrsky ja potilaat, joille tehdään kilpirauhasen ablaatio, ovat suhteellisia vasta-aiheita kontrastin antamiselle. ACR:n mukaan ei ole riittävästi näyttöä siitä, että sirppisolusairaus, feokromosytooma, beetasalpaajien käyttö tai muu kuin kilpirauhasen myrskyinen kilpirauhastoksikoosi edellyttäisi erityisiä varotoimia.

Sisäinen kontrastiaine läpäisee istukan, ja se on havaittavissa sikiössä. Vaikka tasot ovat alhaisia ja ohimeneviä, FDA on luokitellut ne kategorian B lääkkeiksi ilman riittäviä löydöksiä, jotka viittaisivat lisääntyneeseen riskiin äidille tai sikiölle. Tuntemattoman riskin vuoksi varjoaineen käyttö raskaana olevalla naisella on harvinaista. Yleisin skenaario, jossa kontrastia käytetään raskauden aikana, on keuhkoembolian arviointi. Toistaiseksi ei ole riittävästi näyttöä siitä, että jodikontrasti aiheuttaisi riskin äidille tai sikiölle kilpirauhasen toiminnan mukaan lukien.

Kontrastin havaitaan vastaavasti erittyvän äidinmaitoon pieninä annoksina, jolloin vain pieni osa nautitusta kontrastista imeytyy. Imetys voi jatkua iv-kontrastin jälkeen ilman lisääntynyttä riskiä vauvalle; jos vanhemmat ovat kuitenkin huolissaan erittyneestä kontrastista, rintamaito enintään 24 tunnin ajan voidaan pumpata ja hävittää. Maidon hävittämisestä 24 tunnin jälkeen ei ole hyötyä. Perinataalista kilpirauhasen vajaatoimintaa LCOM:n laskimonsisäisestä annostelusta ei ole dokumentoitu.