I Mezzi di Contrasto in Risonanza Magnetica |MdC in RMN

Mezzi di Contrasto per Risonanza Magnetica  

I mezzi di contrasto (MdC) utilizzati nelle indagini di Risonanza Magnetica si dividono fondamentalmente in due principali categorie:

  1. MdC paramagnetici
  2. MdC superparamagnetici

In entrambe le categorie si tratta di ioni metallici legati a strutture chimiche organiche nominate chelanti , aventi come scopo il ridurre la tossicità intrinseca dei mezzi di contrasto stessi.

I mezzi di contrasto vengono iniettati nel corpo del paziente, prima che questi sia introdotto nell'apparecchiatura di risonanza magnetica,  per via endovenosa e caratterizzano un cambiamento del campo magnetico, negli organi e tessuti perfusi, siano essi normalio con manifestazioni patologiche.

La variazione di campo magnetico comporta una susseguente variazione  nell’intensità del segnale (la stessa può essere positiva o negativa ovvero manifestarsi con un aumento o di una diminuzione dell’intensità del segnale).

L’effetto del mezzo di contrasto si manifesta  sui tempi di rilassamento T1 e T2 e, a seconda della tipologia di mezzo di contrasto utilizzato,  alla sua concentrazione nei tessuti e organi ed alla sequenza impiegata nell'indagine RMN, si potranno avere effetti prevalentemente T1 dipendenti o prevalentemente T2 dipendenti.

 

Mezzi di contrasto paramagnetici

I mezzi di contrasto paramagnetici sono sostanze con spin elettronico diverso da 0.

Ciò che caratterizza le sostanze dotate di questa proprietà (paramagnetismo) è la presenza di elettroni spaiati:  maggiore è il numero di elettroni spaiati presenti nella struttura dell'atomo nella sua configurazione più esterna, maggiore sarà il grado di paramagnetismo.

Gli ioni metallici aventi tale proprietà sono il ferro, i lantanidi e il manganese.

Tra questi, il gadolinio è quello che possiede il numero più alto di elettroni spaiati (7) ed è quanto lo ha reso l'elemento d'elezione nela predisposizione dei mezzi di contrasto utilizzati nella diagnostica per immagini di risonanza magnetica. il gadolinio (come peraltro il manganese), viene utilizzato  come mezzo di contrasto solo dopo essere stato chelato ad una molecola.

Le molecole utilizzate per chelare ( ridurre il livello di tossicità) il gadolinio sono di tipo “lineare”, dette anche a catena aperta, oppure cicliche,  nel qual caso il gadolinio viene racchiuso all’interno della molecola stessa.

I mezzi di contrasto per Risonanza Magnetica possono essere ionici o non ionici. Attualmente, sono disponibili in commercio  sei tipi di mezzi di contrasto paramagnetici; si distinguono tra loro sia per le caratteristiche della molecola chelante che  per caratteristiche diverse di concentrazione, osmolarità, legame proteico, viscosità e relassività. Circa la concentrazione, è piuttosto uniforme pari a 0,5 molare con l’unica eccezione dell’ultimo MdC introdotto in commercio, il Gadobutrolo, la cui concentrazione è pari a 1,0 molare. L’osmolarità (espressa in osmol/kg) varia da valore minimo di 0,63 ad valore massimo di 1,97, la viscosità (espressa cP a 37°) varia da un minimo di 1,3 ad un massimo di 5,4, la relassività da un minimo di 4,4 a un massimo di 9,7 e il legame proteico da 0% ad un massimo di 10,0%.

Le caratteristiche chimico-fisiche più importanti  riguardano la relassività( il cui valore può raddoppiare in un composto rispetto ad un altro). Maggiore la relassività, maggiore ll’efficacia contrastografica del mezzo di contrasto. Il legame proteico può talvolta essere importante, in quanto fa sì che alcuni composti possano essere sfruttati per particolari applicazioni , quali ad esempio il Gd-BOPTA dato appunto l’elevato legame proteico, viene eliminato sia mediante l'attività dei reni che attraverso il metabolismo epatico (motivo per il qualei viene  impiegato con successo nello lo studio del parenchima epatico, permettendo di visualizzare e caratterizzare con più precisione le lesioni focali).

Tale proprietà. presente anche nel Mangafodipir ( agente di contrasto a base di manganese),  conferisce al Gd-BOPTA caratteristica di specificità d’organo (tipica anche dei mezzi di contrasto superparamagnetici).

L’acido gadoexetico  è un composto contenente gadolinio caratterizzato una marcata percentuale di eliminazione attraverso il fegato.

 

Mezzi di contrasto superparamagnetici

Generalmente formati da particelle di ossido di ferro di dimensioni  variabili da 30 fino a 300 nm.

Indicati con particolari acronimi, SPIO (Superparamagnetic Iron Oxide) e USPIO (Ultrasmall Superparamagnetic Iron Oxide ). questi composti vengono captati elettivamente  nel fegato, nei linfonodi e nella milza.

I mezzi di contrasto superparamagnetici sono ultilizzati nello studio di questi organi poichè, una volta captati dalle cellule di Kupfer, inducono, quando studiati con sequenze T2 pesate, una significativa riduzione dell’intensità di segnale. Usualmente  riduzioni di tale entità si hanno solo in tessuti sani poichè i tessuti patologici (cellule tumorali), non possedendo il sistema reticolo endoteliale, mantengono inalterato il loro segnale.

I mezzi di contrasto superparamagnetici vengono definiti negativi per questo meccanismo di azione, al contrario dei mezzi di contrasto paramagnetici, che sono definiti positivi. I mezzi di contrasto superparamagnetici trovano gran parte delle applicazioni  a livello del fegato e a livello linfonodale.

Esistono dei mezzi di contrasto anche per lo studio del tratto gastroenterico . Quì pure è possibile utilizzare mezzi di contrasto positivi o negativi. Ci sono poi i mezzi di contrasto definiti intravascolari (Blood pool) che, dopo somministrazione endovenosa, restano confinati nel distretto vascolare circolatorio per un periodo di tempo piuttosto elevato. Questi mezzi di contrasto consentono lo studio della perfusione (cerebrale, miocardia) nonché la valutazione dell’angiogenesi tumorale.

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