Computed Tomography

CT Intraveneus contrast

Intraveneus contrast voor CT is het meest gebruikte contrastmiddel in het algemeen. Röntgenstralen zijn gebaseerd op energie die door weefsel gaat, waarbij een deel van de energie wordt afgebogen of geabsorbeerd. Het verschil in de resulterende stralen of schaduwen creëert een amplitude-afhankelijk beeld. Het weefsel wijzigt de energiestraal of röntgenstraal door verstrooiing en absorptie. Jodium is een element dat in contrastmedia wordt gebruikt en dat beide methoden gebruikt en daardoor de röntgenstraling verandert. Het heeft zowel een fysische dichtheid, waardoor verstrooiing optreedt, als buitenste elektronen met bindingsenergie op precies het juiste niveau om röntgenenergie te absorberen, die uiteindelijk in een andere richting wordt afgegeven of in warmte omgezet. Hoewel jodium van nature in het menselijk lichaam voorkomt, zouden de hoeveelheden jodium die nodig zijn om een signaalverandering in de beoogde weefsels te veroorzaken, dodelijk zijn. Daarom wordt jodium gebonden in een grotere moleculaire structuur, zodat het minder biologisch actief zou zijn en overwegend zou worden gefilterd en uitgescheiden met een minimum aan disassociatie.

Eerdere bindmiddelen die voor jodium werden gebruikt, waren middelen met een hoge osmolaliteit, waarvan de osmolaliteit vaak meer dan 1500 mosm/kg H2O bedroeg, wat 5 tot 8 maal zo hoog is als dat van normaal menselijk serum, 290 mosm/kg H2O. Wegens de vele bijwerkingen werden deze middelen tegen het midden van de jaren negentig steeds minder gebruikt ten gunste van middelen met lage osmolaliteit (minder dan driemaal de osmolaliteit van normaal menselijk serum) of zelfs iso-osmolaire middelen. Naast de vermindering van de osmolaliteit hebben de wijziging van de ionenniveaus en de viscositeit de incidentie van bijwerkingen en nevenwerkingen verminderd.

De toevoeging van IV-contrastmiddelen verhoogt de dichtheid en dus de verzwakking van het bloed waarmee het zich mengt. Het uiterlijk van IV-contrast is afhankelijk van het tijdstip en de contrastconcentratie. Het jodiumhoudende bloed leidt tot signaalverlies of opacificatie. Bij een vroege timing wordt onverdund of minimaal verdund medium door de aders geïnjecteerd, en de verzwakking van de energie kan zo groot zijn dat er een streepvormig artefact ontstaat. Naarmate het zich naar het centrum verplaatst, vermengt meer bloed zich met het medium. Na verloop van tijd wordt het contrast geleidelijk verdund naarmate het in de slagaders, weefsels en vervolgens distale perifere aders komt. Het contrastmiddel bereikt binnen enkele minuten een evenwichtstoestand voordat het wordt gefilterd en uitgescheiden, voornamelijk via de urinewegen. Moderne contrastmiddelen diffunderen snel, en de vermenging van gejodeerd en niet-gejodeerd bloed houdt meer verband met de bloedstroom dan met de diffusie-eigenschappen.

Het uiterlijk van weefsels in een met contrast verrijkt onderzoek hangt af van de timing van de beeldverwerving ten opzichte van de contrastbolus. Deze timing is afhankelijk van de pathologie die van belang is of de onderzoeksindicatie. Voor een CT van de borstkas ter beoordeling van een borstwandmassa zal het contrast in een ander gebied moeten zijn (capillaire bedden) dan bij de beoordeling van een PE (pulmonale arterie). Om het contrast van de pathologie te verhogen is inzicht nodig in de pathofysiologie met betrekking tot de bloedtoevoer. Zo kan bijvoorbeeld een grote vaatdissectie het best zichtbaar zijn met dicht contrast in de arteriële fase, maar een trage bloeding kan beter worden gewaardeerd met de geleidelijke opeenhoping van hyperdichte producten in een vertraagd beeld. Een ander voorbeeld is dat hepatocellulair carcinoom hypervasculair is in vergelijking met het omliggende parenchym, maar dat de meeste colonmetastasen naar de lever hypovasculair zijn, vandaar de noodzaak van beelden van meerdere tijdstippen bij de evaluatie van leveraandoeningen. De timing van het contrast wordt verder bemoeilijkt door variabelen van de patiënt, zoals grootte, gewicht, vasculaire aandoeningen en hartfunctie. Een jonge zwangere vrouw zal haar longslagaders veel sneller opaciteit laten vertonen dan een patiënt met hartfalen. De timing van contrastbolussen en de infusiesnelheid worden bepaald door de radioloog in samenwerking met de technoloog en worden afgestemd op de patiënt, de indicatie en de apparatuur.

Contrast-geïnduceerde nefropathie

Eerdere studies naar de veiligheid en doeltreffendheid van contrast brachten al snel verbanden aan het licht tussen contrastgebruik en een afname van de nierfunctie. Dit verband, dat ooit wijdverbreid was, is in de afgelopen decennia onder vuur komen te liggen. Het American College of Radiology beschrijft nu dat contrast geïnduceerde nefropathie (CIN) niet zo prevalent is als vroeger werd aangenomen, en wat vroeger vaak CIN werd genoemd kan beter worden geclassificeerd als post-contrast acuut nierletsel (PC-AKI), omdat veel nierletsels ermee samenhangen en niet door het contrast worden veroorzaakt. Hoewel een AKI na contrast vaak aan andere risicofactoren kan worden toegeschreven, kan niet alle PC-AKI worden verantwoord, wat consistent is met een reëel risico op CIN, ook al is het lager dan vroeger werd gedacht. De exacte fysiologie van CIN is niet bekend. De definities van PC-AKI en CIN lopen enigszins uiteen; de meeste hanteren echter de volgende criteria binnen 48 uur na contrasttoediening.

1. Serum creatinine verhoging 0.3 mg/dl
2. Toename van serumcreatinine met 50%
3. Gedrag van de urine van minder dan 0,5 ml/kg/uur gedurende ten minste 6 uur.

Veel van de vroege fouten in de studieopzet die tot een oververtegenwoordiging van CIN leidden, worden nu pas gecorrigeerd. Onvoldoende identificatie van risicofactoren en latere controlegroepen zijn de meest genoemde oorzaak van misleidende associaties. De eerste studies waren gebaseerd op contrastmiddelen met een hoge osmolaliteit, een contrastmiddel dat niet langer wordt gebruikt en een hoger neveneffectprofiel heeft. In veel van de eerste studies werden vooral patiënten gebruikt die een hartkatheterisatie ondergingen, een procedure die naast het contrastgebruik ook een aanzienlijk embolisch en nefrotoxisch risico inhoudt. Bovendien zouden bij fluoroscopische studies andere contrastvolumes, -concentraties en -viscositeiten worden gebruikt dan bij CT. De meeste CIN-studies waren gebaseerd op gehospitaliseerde patiënten die naast contrasttoediening en procedurerisico tal van bijkomende oorzaken voor AKI hadden. De definitie van AKI varieerde ook, waarbij creatinine het vaakst als definitie van AKI werd gebruikt. Creatininespiegels correleren niet altijd met nierschade of kunnen vertraagd zijn. De geschatte glomerulaire filtratiesnelheid (eGFR) is doeltreffender gebleken voor het identificeren van CIN en PC-AKI.

Het opzetten van een gerandomiseerde gecontroleerde studie om CIN te beschrijven is moeilijk, zo niet onmogelijk, gebleken. Naarmate studies robuustere controlegroepen kregen en gebruik begonnen te maken van propensity score matching, is het berekende AKI-risico in verband met contrasttoediening aanzienlijk gedaald. De richtlijnen suggereren nu dat het risico op CIN het grootst is bij personen met een op de eGFR gebaseerde verminderde nierfunctie op de basislijn. Niveaus gelijk aan of hoger dan 45 ml/min/1,73m2 worden als het normale risico beschouwd, waarbij geen voorzorgsmaatregelen worden aanbevolen. Een eGFR van minder dan 30 ml/min/1,73m2 wordt als een hoger risico beschouwd, en een bespreking en documentatie van de risico-batenanalyse is noodzakelijk. Een eGFR tussen 30 en 45 ml/min/1,73m2 ligt op de grens; de ACR pleit er echter voor dat zij geen verhoogd risico lopen.

Geschat wordt dat het ongeveer 20 uur duurt voordat normaal functionerende nieren het contrast hebben verwijderd. De bezorgdheid dat verhoogde contrastniveaus een nefrotoxisch effect kunnen hebben, heeft geleid tot het idee om 24 uur te wachten tussen onderzoeken met contrast; er zijn echter geen onderzoeken die dit concept afdoende hebben onderzocht. Bij een patiënt zonder nierfunctie is geen CIN mogelijk; bij een nieraandoening in een gevorderd stadium die nog urine produceert, kan de patiënt echter nog een verhoogd risico lopen. Hoewel het werkelijke risico van CIN of PC-AKI nog niet volledig is afgebakend, zal het contrastgebruik waarschijnlijk toenemen naarmate de contrastmiddelen verbeteren, en blijven onderzoekers lage niveaus van CIN rapporteren.

Contrastallergie

Evenals CIN hebben de percentages contrastallergieën een dynamische ontwikkeling doorgemaakt. De vroege hyperosmolaire middelen hadden hoge percentages allergische en fysiologische reacties; sommigen meldden wel 15%. Deze middelen worden niet meer gebruikt, en met de huidige middelen zijn de bijwerkingen veel lager. Afgezien van de vroegere hogere reactiepercentages, is het idee dat schelpdierallergie verband houdt met jodium ooit doorgedrongen tot de publieke opinie, en het foutieve verband tussen schelpdierallergie en contrastallergie wordt nog steeds vaak gemeld door patiënten. Er bestaat geen correlatie tussen allergie voor schaaldieren en allergie voor jodium.

Het American College of Radiology heeft reacties in twee basiscategorieën ingedeeld; fysiologische en allergie-achtige reacties en elke categorie onderverdeeld in mild, matig en ernstig. De fysiologische reacties komen vaak voor als secundair aan pijn, vasovagale, ionotrope, infusiegevoeligheid, en neurologische. Hoewel deze fysiologische reacties vaak als goedaardig en afhankelijk van de dosis worden beschouwd, kunnen zij dodelijk zijn met toevallen of levensbedreigende hypotensie en aritmie. Fysiologische reacties omvatten, maar zijn niet beperkt tot misselijkheid, braken, blozen, rillingen, warmte, hoofdpijn, duizeligheid, angst, metaalsmaak, hypertensie, aritmie en toevallen.

Terwijl een type 1- of IgE-respons de meeste allergieën medieert, heeft slechts 50% van ernstige contrasten een overeenkomstige huidtest; dit suggereert een alternatieve of histamineafhankelijke route. Allergie-achtige reacties kunnen ernstig zijn, met anafylactische reacties die onmiddellijke verzorging vereisen, en zijn onafhankelijk van de dosis zodra ze boven de drempelwaarden komen. Het onderscheid tussen fysiologische en allergie-achtige reacties dient als leidraad voor aanbevelingen voor behandeling en voorbehandeling. Allergie-achtige reacties zijn goed gedefinieerd en beschreven in de handleiding van het American College of Radiology over contrastmedia. Lichte reacties zijn zelfbeperkend. Matige symptomen kunnen toenemen als niet met therapie wordt begonnen. Lichte tot matige allergische reacties zijn onder meer: diffuus oedeem, gezichtsoedeem zonder dyspneu, pruritus, urticaria, jeukende keel, neusverstopping, diffuus erytheem, conjunctivitis, bronchospasme, piepende ademhaling of lichte hypoxie. Ernstige reacties vereisen ingrijpen en kunnen levensbedreigend zijn als ze niet op de juiste manier worden behandeld. Ernstige reacties zijn onder meer diffuus oedeem of gezichtsoedeem met dyspnoe, erytheem met hypotensie, larynxoedeem met stridor, piepende ademhaling of bronchospasme met aanzienlijke hypoxie, of anafylactische shock.

De behandeling van acute contractreacties hangt af van het zich aandienende symptoom, en radiologen en spoedartsen zijn doorgaans goed op de hoogte. Behandelingsparadigma’s moeten onder meer bronchospasme, larynxoedeem, hypotensie, anafylactische reacties, longoedeem, hypertensieve crisis, toevallen, hypoglykemie en angst omvatten. Voorbeeld behandelingsparadigma’s staan in de ACR Manual on Contrast Media.

De combinatie van allergische en fysiologische reacties geassocieerd met lage osmolaliteit contrastmiddelen is laag, met rapporten variërend tussen 0,2 en 0,7%. Het hebben van een eerdere allergisch-achtige reactie is de grootste risicofactor, met een verhoogd risico van 5- tot 6-voudig. Patiënten met een verhoogd risico door een eerdere reactie zouden een voorbehandeling moeten overwegen. Voorbehandeling is gericht op patiënten met milde tot matige reacties met beperkte gegevens om de doeltreffendheid aan te tonen van voorbehandeling van patiënten met vroegere ernstige reacties.

Pre-behandelingsalgoritmen

Pre-behandelingsalgoritmen zijn gericht op meervoudige doses steroïden met een kleine periode om steroïdenwerking mogelijk te maken en een bijkomende dosis antihistamine vóór contrastinjectie. Naar schatting 4 tot 6 uur zijn nodig voordat steroïden allergische reacties kunnen verlichten, en het meest geciteerde algoritme heeft een protocol van 13 uur. Een protocol van 5 uur is vastgesteld, maar de doeltreffendheid van een kortere duur moet nog worden bewezen in grote cohortstudies, zodat veel instellingen de voorkeur geven aan het protocol van 13 uur voor routineonderzoek. De onderstaande protocollen 1 en 2 zijn bedoeld voor routine-onderzoeken waarbij een behandeling van 13 uur haalbaar is. De protocollen 3 en 4 kunnen worden gebruikt in een 5-uursprotocol wanneer een 13-uursprotocol de verzorging van de patiënt in gevaar brengt.

1. Prednison 50 mg PO, 13, 7, en 1 uur voor de scan. Diphenhydramine 50 mg PO/IV/IM 1 uur voor de scan.
2. Methylprednisolon 32 mg PO 13 en 2 uur voor de scan Diphenhydramine 50 mg PO/IV/IM 1 uur voor de scan.
3. Methylprednisolon 40 mg IV of hydrocortison 200 mg IV om de 4 uur gedurende ten minste twee doses difenhydramine 50 mg IV 1 uur voor de scan.
4. Dexamethason 7,5 mg IV of betamethason 6 mg IV om de 4 uur gedurende ten minste twee doses. Diphenhydramine 50 mg IV 1 uur voor de scan.

Zelfs met voorbehandeling zal naar schatting 12% van de patiënten met eerdere reacties doorbraakreacties vertonen; de ernst hiervan is echter doorgaans vergelijkbaar of minder dan eerdere reacties. Het aantal nodig om te behandelen voor milde en matige reacties werd geschat op 69 met de NNT voor ernstige reacties veel hoger op 569 in een studie van 1051 voorbehandelde patiënten.

Metforminegebruik

Metformine is een medicijn dat vaak wordt gebruikt om diabetes te beheersen. Metforminegebruik wordt geassocieerd met melkzuurose, een mogelijke bijwerking die verergerd wordt door een slechte nierfunctie. Als patiënten naar behoren worden gescreend op contra-indicaties, waaronder nierfunctie, zijn speciale voorzorgsmaatregelen niet nodig. Aangezien er een risico op CIN of PC-AKI bestaat bij contrastgebruik, kan de ontwikkeling van nieuwe of verergerde nierfunctiestoornissen aanleiding geven tot het wijzigen van het metforminegebruik van een patiënt totdat een dergelijke stoornis is uitgesloten om melkzuurvergiftiging te voorkomen. De ACR beveelt aan dat bij patiënten met een normale nierfunctie zonder verdenking van AKI en een eGFR gelijk aan of groter dan 30 mL/min/1,73m2 het gebruik van metformine niet behoeft te worden opgeschort en dat de nierfunctie na het contrast niet behoeft te worden getest. Voor patiënten met een eGFR lager dan 30 mL/min/1,73m2, die verdacht worden van AKI, of voor een procedure die het nierembolierisico verhoogt, beveelt de ACR aan om het gebruik van metformine gedurende 48 uur op te schorten en opnieuw te starten na evaluatie van de nierfunctie.

Andere IV-contrastcomplicaties en -overwegingen

Contrastextravasatie komt voor bij 0,1% tot 1% van de IV-contrasttoedieningen, met als meest voorkomende correlerende risicofactor een IV-injectieplaats aan de perifere pols of het distale been. Complicaties van extravasatie zijn meestal mild en ondersteunende zorg, met inbegrip van korte observatie, is meestal voldoende. Naaldaspiratie is geen therapeutisch middel gebleken. Het risico op extravasatie is niet goed gecorreleerd met het volume; het compartimentsyndroom correleert echter met grotere volumes. Er moet dringend een chirurg worden geraadpleegd als er aanwijzingen zijn voor compartimentsyndroom of een vasculair probleem. Aanwijzingen voor compartimentsyndroom zijn een veranderde weefseldoorbloeding, verandering van gevoel, toenemende pijn, toenemend bewegingsverlies (passief en actief), of paresthesie. De zwelling kan toenemen, maar moet binnen 48 uur zijn hoogtepunt bereiken, en de patiënten moeten vóór ontslag de juiste terugkeerinstructies krijgen.

Myasthenia gravis exacerbaties zijn gecorreleerd met contrasttoedieningen. Dit onderwerp staat ter discussie in de literatuur, en de ACR beschouwt het als een relatieve contra-indicatie voor contrasttoediening. Actieve schildklierstorm en patiënten die een schildklierablatie ondergaan zijn relatieve contra-indicaties voor contrasttoediening. Er is niet voldoende bewijs voor de ACR om de noodzaak van speciale voorzorgsmaatregelen voor sikkelcelziekte, feochromocytoom, gebruik van bètablokkers of thyrotoxicose zonder schildklierstormen te suggereren.

Intraveneus contrast passeert de placenta en is detecteerbaar in de foetus. Hoewel de niveaus laag en van voorbijgaande aard zijn, heeft de FDA ze geclassificeerd als geneesmiddelen van categorie B zonder adequate bevindingen die wijzen op een verhoogd risico voor de moeder of de foetus. Vanwege het onbekende risico wordt contrast maar zelden bij zwangere vrouwen gebruikt. Het meest voorkomende scenario waarbij contrast wordt gebruikt tijdens de zwangerschap is de evaluatie van longembolie. Tot op heden is er niet genoeg bewijs dat jodiumhoudend contrast een risico voor moeder of foetus vormt, ook niet voor de schildklierfunctie.

Ook wordt contrast in lage doses in moedermelk uitgescheiden, waarbij slechts een kleine hoeveelheid ingenomen contrast wordt geabsorbeerd. Borstvoeding kan na IV-contrast zonder verhoogd risico voor de baby worden voortgezet; als ouders echter bezorgd zijn over uitgescheiden contrast, kan moedermelk tot 24 uur worden afgekolfd en weggegooid. Na 24 uur is het niet gunstig om de melk weg te gooien. Er is geen perinatale hypothyroïdie gedocumenteerd als gevolg van IV-toediening van LCOM.