Узи с контрастным веществом. Подготовка и цель узи почек с контрастным веществом Применением контрастного вещества узи и

Ультразвуковое исследование с контрастированием сегодня считается одной из самых перспективных технологий в лучевой диагностике. В Европе и США она нашла широкое применение в клинической практике примерно 10 лет назад. В России – около 3-х лет назад, когда были зарегистрированы препараты для эхоконтрастирования.

О том, почему УЗ-исследование с контрастированием это прорыв в лучевой диагностике, о возможностях, которые открывает технология эхоконтрастирования для диагностики онкологических заболеваний рассказывает Андрей Владимирович Мищенко, д.м.н., заведующий отделением лучевой диагностики ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России.

В чем состоит отличие УЗИ с контрастированием от обычного ультразвукового исследования?

Использование контрастного вещества открыло новую сферу компетенции ультразвука. Онкология - одна из самых многообещающих областей применения УЗИ диагностики с контрастированием.

Благодаря этой технологии с помощью окрашивания мы можем показать истинную васкуляризацию опухоли, т.е. разрастание дополнительных кровеносных сосудов. До недавнего времени мы могли судить о васкуляризации только с помощью доплеровских исследований - по потоковым характеристикам перемещения крови внутри сосудов. Теперь уже на первичном этапе дифференциальной диагностики мы можем по характеру васкуляризации предполагать доброкачественный или злокачественный характер изменений, понять есть ли кровоснабжение паталогической ткани, а также проследить динамику изменения васкуляризации.

УЗИ с эхоконтрастом позволяет найти ответы и на многие другие вопросы, не прибегая к иным методам лучевой диагностики: КТ, МРТ, ПЭТ-КТ – высокотехнологичным, но и обладающим определенным вредным воздействием на человека за счет рентгеновского, гамма-излучения, нефротоксичных контрастных препаратов.

А насколько токсичным является препарат для эхоконтрастирования?

Эхоконтрастный препарат нетоксичен, хорошо переносится пациентами, он крайне инертен для человека, это пузырьки газа, которые рассасываются, а потом выводятся через лёгкие. Никаких побочных эффектов от использования эхоконтраста в мире не зарегистрировано.

Ультразвуковое исследование с контрастированием при необходимости можно делать часто, не опасаясь последствий. Однако сегодня еще существуют ограничения по использованию этого препарата, связанные, главным образом, с особыми требованиями для «всего нового» в медицине

Каков опыт практического применения эхоконтрастирования в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова?

Мы одни из первых начали применять эхоконтрастирование, сразу после его лицензирования в нашей стране. Активно использовали европейский опыт, анализировали данные зарубежных коллег.

За три года специалисты НМИЦ онкологии провели более 1500 УЗ-исследований с контрастированием. Этот метод используется нами для диагностики опухолевых заболеваний самых разных локализаций: от шеи до малого таза.

Для каких заболеваний эта методика исследования особенно эффективна?

Методика контрастирования в онокологической практике используется при поражениях различных огранов: печени, почек и мочевого пузыря, лимфатических узлов, щитовидной и молочной железы, матки, яичников, опухолей мягких тканей, также есть сведения об успешном применении эхоконтрастировния в исследовании предстательной и поджелудочной железы. Эти исследования в полном объеме проводятся и в НМИЦ онкологии имени Н.Н.Петрова.

Как давно вы делаете УЗИ с ЭК для гинекологической сферы?

УЗИ в гинекологии применяют реже, чем в других сферах. Мы осторожно подходим к новым технологиям. Перед использованием в рутинной практике, около года мы накапливали свой опыт исследований, а также внимательно изучали достижения европейских и американских специалистов.С помощью УЗИ с ЭКмы проверяем уже известные нам случаи и, таким образом, можем оценить эффективность новой техники.

Сейчас в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова выполняется ультразвуковое исследование с контрастным усилением шейки матки, а также яичников и тела матки с целью дифференциальной диагностики и оценки распространённости опухолей. Чаще всего это трансвагинальное исследование, оно дает более качественную картину, нежели трансабдоминальное.

Специалисты, которые проводят эту процедуру: Мешкова Ирина Евгеньевна, кандидат медицинских наук, и Холоткина Юлия Андреевна.

Сейчас распространена практика, когда УЗИ делает сам гинеколог.

Это достаточно удобно и практикуется в нашем центре, в основном для скрининговых и первичных обследований. Однако, не всегда гинеколог обладает достаточной квалификацией для определения детальных характеристик опухолевого процесса. Пациенты с диагнозом, в процессе лечения или реабилитации, которым требуется более детальное углубленное обследование, проходят его у врача ультразвуковой диагностики. Методика эхоконтрастирования требует еще более высокой квалификации.

Кстати, врач отделения лучевой диагностики И.Е.Мешкова имеет базовое образование онколога-гинеколога.

Будет ли этот метод внедрен в практику медицинских учреждений в регионах России?

Наша цель, как Национального медицинского исследовательского центра, информировать о технологии и помочь ее адекватному внедрению в рутинную медицинскую практику. Мы готовы передавать свой опыт, делиться своими знаниями.

Сегодня онкологических пациентов обследуют не только в специализированных лечебных учреждениях, но и в многопрофильных лечебных учреждениях, а также поликлиниках.

У многих специалистов есть необходимая для проведения этого исследования квалификация, а в учреждениях - оборудование высокого или экспертного класса. Вместе с тем существует и недопонимание всех нюансов методики, и скептицизм в отношении результатов использования этой новой технологии.

Мы активно изучаем существующие и вырабатываем новые алгоритмы проведения обследования, интерпретации его результатов. Методические приемы очень важны. Получив этот «золотой микроскоп» мы должны научиться им пользоваться.

Есть определенные показания для проведения ультразвукового исследования с эхоконтрастированием, оно необходимо далеко не всем пациентам.

Также очень важно правильно приготовить раствор для контрастирования. Это достаточно скрупулезный процесс, нарушение технологии подготовки раствора, его неправильное введение могут привести к недостоверным результатам исследования.

Отделение лучевой диагностики НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова регулярно проводит обучающие курсы для врачей ультразвуковой диагностики, посвященные наиболее актуальным вопросы визуализации в онкологии. В том числе научно-практическую школу по использованию эхоконтрастирования в онкологической практике, с мастер-классом, с разбором клинических случаев, демонстрирующих преимущества и особенности при исследовании с эхоконтрастированием.

К нам едут учиться врачи из различных регионов России, стран ближнего зарубежья. Опыт наших врачей признан в Европе - мы регулярно представляем свои результаты на Европейском конгрессе радиологии на протяжении последних нескольких лет.

Обычное ультразвуковое исследование, проводимое в ежедневной врачебной практике, позволяет обнаружить изменения структуры органов и выявить наличие очаговых образований. Однако нередко по результатам УЗИ невозможно отличить доброкачественное образование от рака или первичный очаг опухоли от её метастазов. Кроме того, иногда случается, что на УЗИ с применением обычных аппаратов вообще не видно никаких новообразований, однако клиническая картина заставляет врача заподозрить наличие опухолевого роста.

До недавнего времени в таких ситуациях пациенту рекомендовалось проведение компьютерной томографии (КТ) или магнитно-резонансной томографии (МРТ) с контрастированием.

Контрастирование, или контрастное усиление, – это внутривенное введение специального раствора (контрастного вещества), которое повышает информативность томографии. Попадая в организм, контрастное вещество распространяется по сосудам. По тому, как исследуемое новообразование накапливает контраст на томографических изображениях, делается заключение о природе этого образования.

Однако, для проведения томографического исследования с контрастным усилением есть несколько групп очень серьёзных ограничений.

Токсичность контрастных веществ для КТ и МРТ. Контрастные вещества, используемые при КТ, содержат йод, а выводятся из организма почками. Йод в составе контрастного вещества может вызвать повреждение почек. Такое повреждение может усугубить течение хронической болезни почек или привести к острой почечной недостаточности – жизнеугрожающему состоянию. Контрастные вещества для МРТ содержат гадолиний, который противопоказан при заболеваниях почек, циррозе печени, заболеваниях щитовидной железы и сахарном диабете.
Аллергический потенциал йода и гадолиния. Оба соединения являются аллергенами, в связи с чем у людей со склонностью к аллергии применение этих препаратов может быть опасным для здоровья.
Ограничения для КТ и МРТ, не связанные с контрастированием.
- большая масса тела (для каждого аппарата свои ограничения, обычно от 130 кг до 150 кг);
- миеломная болезнь;
- нарушения ритма сердца;
- клаустрофобия (паническая боязнь замкнутых пространств), невозможность длительно находиться в неподвижном состоянии.
Противопоказания для проведения МРТ связаны с наличием любых металлических предметов в теле: наличие кардиостимулятора, протезированных клапанов сердца, внутрисосудистых стентов, клипс на сосудах, металлических или электронных имплантатов среднего и внутреннего уха, инсулиновой помпы, металлических зубных имплантатов, несъёмных металлических протезов и брекетов, металлических хирургических скоб, пластин, винтов после операций, протезированных суставов, стальной внутриматочной спирали, перенесённые травмы металлическим объектом или металлической стружкой, оставшейся в теле, наличие татуировок, нанесённых до 1990 года (высокий риск содержания металлических частиц).

В связи с наличием обширного списка противопоказаний к томографии, была разработана новая ультразвуковая методика – УЗИ с контрастированием.

В отличие от растворов, используемых для томографии, контрастные вещества для УЗИ не содержат йод или гадолиний, распадаются в организме человека на воду и углекислый газ, который бесследно выводится лёгкими в течение 10 минут после введения. Контрастные вещества для УЗИ абсолютно безопасны для организма, включая почки и печень, и не вызывают аллергии.

Контраст для УЗИ представляет собой микропузырьки нетоксичного газа гексофторида серы, окружённого слоем фосфолипидов. Фосфолипиды – это основа наружных оболочек клеток нашего организма. Таким образом, микропузырёк контраста для УЗИ является похожей на клетку структурой, только содержащей внутри газ.

За счёт фосфолипидной мембраны микропузырьки очень гибкие и могут, подобно клеткам крови, проникать в самые мелкие кровеносные сосуды. Это чрезвычайно важно при выяснении характера образования, так как злокачественные опухоли чаще имеют хорошо развитую сосудистую сеть. За счёт собственно газа микропузырёк и «контрастирует» ультразвуковое изображение – совокупность огромного количества этих пузырьков резко увеличивает чёткость изображения и зачастую позволяет впервые обнаружить невидимые на обычном УЗИ образования.

Справа (в сером цвете) – стандартное УЗИ печени, слева (в жёлтом цвете) – УЗИ с контрастным усилением. Стрелками указаны образования, невидимые в режиме обычного УЗИ.

УЗИ печени с контрастом позволяет с высочайшей точностью выявить рак печени, метастазы в печень, а также со 100% гарантией исключить рак в случае гемангиомы, кисты, узла гиперплазии и любых других доброкачественных очаговых образований печени. При проведении классического ультразвукового исследования далеко не всегда можно отличить рак от доброкачественного образования.

С помощью УЗИ с контрастированием можно исследовать любой орган, для которого вообще применимо обычное ультразвуковое исследование: печень, поджелудочная железа, почки, селезёнка, щитовидная железа, мягкие ткани, крупные сосуды.

Преимущества УЗИ с контрастированием перед томографией:

отсутствие противопоказаний;
отсутствие лучевой нагрузки;
не вызывает аллергии;
не повреждает почки;
быстрота проведения исследования и получения заключения специалиста;
комфорт для пациента – нет необходимости длительного пребывания в неподвижном состоянии в очень тесном пространстве; исследование проходит как обычное УЗИ, только с предварительным внутривенным введением препарата;
прицельная и более детальная оценка подозрительных образований в режиме реального времени.

Любите себя, относитесь бережно к собственному здоровью! Чувствуйте себя уверенно с нашими специалистами. Мы поможем!

Лучевая диагностика играет важную роль в первичной диагностике различных онкологических заболеваний. Постоянное развитие и совершенствование ультразвукового метода заставляет нас уделять все больше внимания появляющимся новым технологиям, чтобы своевременно внедрять их в клиническую практику. Несомненно, использование эхоконтрастирования открывает новые горизонты в ультразвуковой диагностике, позволяя повысить его эффективность и информативность, предоставляя во многом уникальную диагностическую информацию.

Зубарев А.В., Фёдорова А.А., Чернышев В.В., Варламов Г.В., Соколова Н.А., Федорова Н.А. Введение. Современная лучевая диагностика неразрывно связана с использованием контрастных препаратов — йодсодержащих в рутинной рентгенодиагностике и компьютерной томографии и препаратов, изменяющих магнитные свойства тканей, — парамагнетиков — в магнитно-резонансной томографии. До недавнего времени ультразвуковой метод исследования был единственным, в котором не рассматривалось применение контрастных препаратов. С внедрением методик ультразвуковой цветовой ангиографии появилась возможность получения принципиально новой диагностической информации. Ультразвуковая ангиография - собирательное понятие, куда входит несколько способов получения УЗ-изображений сосудов: цветовое допплеровское картирование, энергетическое картирование, методики гармонического изображения, искусственное контрастирование с помощью внутривенно вводимых контрастных веществ, трехмерная реконструкция сосудов. С помощью УЗ-ангиографии можно неинвазивно визуализировать различные сосудистые структуры и получить ранее не доступную для стандартного ультразвукового исследования в В-режиме, информацию. Так, ультразвуковая цветовая допплерография до недавнего времени считалась уникальной неинвазивной методикой исследования сосудов. Общеизвестно, что в очень мелких сосудах уловить различия в допплеровском сдвиге частот от медленно движущейся крови и движений стенки сосуда и окружающих тканей практически невозможно. Невозможность визуализации мелких и глубокорасположенных сосудов при обычных режимах сканирования стала основным недостатком этого метода. Устранить эту основную помеху помогли эхоконтрастные вещества, обеспечивающие усиление отраженного ультразвукового сигнала от элементов крови. Различными исследованиями было показано, что эхоконтрастные вещества улучшают свойства допплеровских сигналов. Таким образом, стало возможным изучать сосудистый рисунок, оценивать его характер, прослеживать фазы накопления и выведения контрастных препаратов, изучать гемодинамику. Чувствительность ЦДК, ЭК и методик нативного контрастирования в отображении сосудов может быть значительно повышена при использовании внутривенно вводимых контрастных препаратов. Помимо этого, использование контрастных препаратов позволило решить проблему визуализации мелких глубокорасположенных сосудов со слабым кровотоком. Сегодня эхоконтрастные препараты активно внедряются в клиническую практику и обеспечивают возможность проведения контрастного усиления, по аналогии с методиками контрастного усиления при КТ и МРТ. Более того, информация, получаемая при эхоконтрастировании, сопоставима с информацией, получаемой при КТ- и МР-ангиографии, классической рентгеновской ангиографии, и в большинстве случаев ее бывает достаточно для установления правильного диагноза. Важно отметить, что в некоторых клинических ситуациях использование эхоконтрастных препаратов при проведении ультразвукового исследования является обязательным условием. История развития эхоконтрастирования. Возможность использовать контрастные препараты при ультразвуковых исследованиях появилась в результате случайного открытия, сделанного в конце 1960-х годов: было обнаружено, что наличие пузырьков газа в циркуляторном русле может значительно повысить интенсивность УЗ-сигнала. Эра применения эхоконтрастных препаратов началась уже в 1968 году. Впервые искусственное эхоконтрастирование было применено в эхокардиографии Pravin V. Shah и R. Gramiak более 35 лет назад. Исследователями был применен контрастный препарат индоциан зеленый, который был введен в полость левого предсердия для определения ударного выброса и длительности раскрытия створок аортального клапана в М-режиме. Первые данные по результатам проведенного исследования были опубликованы в 1968 году. Однако, до 1980 года точный механизм контрастного усиления не был детально изучен и разработан. Лишь в последующих работах R. Kremkau и R. Kerber было доказано, что усиление ультразвукового сигнала обусловлено наличием свободных микропузырьков газа, образующихся в момент инъекции, а также содержащихся в растворе при обычных условиях. После открытия способности микропузырьков газа усиливать ультразвуковой сигнал, началось быстрое развитие эхоконтрастных препаратов. Все образцы имели микропузырьковую основу, являющейся оптимальной для УЗ-контрастирования. На кафедре лучевой диагностики ФГБУ УНМЦ УД Президента РФ были проведены первые в России исследования по изучению возможностей применения эхоконтрастных препаратов в первичной и дифференциальной диагностике опухолей печени, поджелудочной железы, почек, предстательной железы. Физические принципы эхоконтрастирования и поколения эхо-контрастных препаратов. Принцип резонирующего действия эхоконтрастных препаратов (ЭКП) основан на циркуляции в крови ничтожно малых частиц, обладающих акустическими свойствами. Наиболее важными из этих акустических эффектов считают: - усиление отраженного эхо-сигнала; - уменьшение затухания эхо-сигнала; - скорость распространения акустического эффекта; - циркуляцию ЭКП в сосудистой системе или их избирательный захват определенными тканями. Микропузырьки взаимодействуют с ультразвуковым сигналом двояким образом: - энергия ультразвукового излучения разрушает микропузырьки; - при высокочастотном ультразвуковом излучении микропузырьки начинают резонировать и лопаться. В основу использования первого поколения эхоконтрастов был положен физический принцип линейного преобразования отраженного ультразвукового сигнала от микрочастиц («linear microbubble back scatter response). При этом методе используется излучаемая частота низких и средних значений. К недостаткам линейной модели ответа относилось быстрое разрушение микрочастиц контраста, что являлось препятствием для качественной оценки их эффекта. В последнее время в разработке ЭКП доминирующее положение стала занимать нелинейная модель ответа («non-linearbackscatterresponse»). При этом повышение амплитуды ультразвукового сигнала до средних значений приводит к появлению энергии субгармоники, второй, третьей гармоники и т.д. Этот эффект контрастного усиления можно считать аналогичным феномену осцилляции или «вспышки». Во время УЗИ микропузырьки начинают колебаться под воздействием ультразвука. Эти колебания становятся особенно сильным, если частота излучаемой ультразвуковой волны соответствует резонансной частоте микропузырьков. При использовании излучающей волны обычной частоты, получающиеся колебания микропузырьков настолько сильные, что их мембраны разрушаются в течение короткого промежутка времени, что приводит к разрушению самих микропузырьков и выходу газа. Колеблющиеся микропузырьки создают определенный эхо-сигнал с нелинейными характеристиками и особыми частотами. Начало осцилляции происходит, когда микропузырьки увеличиваются в размерах примерно в два раза перед своим разрывом. Под воздействием высокоамплитудного ультразвукового сигнала происходит разрыв микропузырьков, и начинает генерироваться своеобразный акустический сигнал. Эта нелинейная, преходящая, временная реакция получила название «стимулированной акустической эмиссии», которая стала новым направлением развития ЭКП. Мембраны микропузырьков служат границей раздела фаз и обладают высоким уровнем сопротивления давлению. Это приводит к сильному обратному рассеиванию ультразвукового сигнала, выражающемуся в высокой эхогенности микропузырьков. При использовании традиционной технологии УЗИ удается достичь усиления ультразвукового сигнала примерно 30 дБ, что соответствует 1000-кратному усилению. УЗ-аппарат позволяет обнаружить этот особый эхо-сигнал от микропузырьков, несмотря на существенное снижение его интенсивности (по сравнению с обычным ультразвуком) и отличить его от линейного сигнала тканей. Это позволяет эффективно разделять сигнал от контрастного вещества и сигнал от тканей. Ко всем контрастным препаратам предъявляется ряд требований. В первую очередь, для того, чтобы при введении контрастного вещества в периферическую вену, оно прошло через сосуды малого круга кровообращения, размер частиц не должен превышать 8 мкм - диаметр легочных капилляров. Вторым условием является длительность жизни микропузырьков контраста, с учетом того, что время прохождения крови от периферической вены до легочных капилляров составляет около 2 секунд, до левого предсердия - 4-10 секунд, от левого предсердия до других внутренних органов - 4-20 секунд. Следовательно, чтобы провести исследование только на фазе первого прохождения требуется не менее 30-35 секунд жизни УЗ-контраста. За исключением специальных УЗ-контрастов, все используемые контрастные вещества плохо стандартизируемы по размерам микрочастиц, что значительно уменьшает эффективность их использования. К наиболее популярным стандартным УЗ-контрастам относятся Эховист 200, Эховист 300, Левовист и Альбунекс. Эти контрастные вещества отличаются стабильными размерами микропузырьков (2-8 мкм), периодом полужизни - 1-4 мин, и позволяют получать изображения высокого качества. Специальные контрасты Эховист 300, Альбунекс, в качестве контрастного вещества содржат воздух, стабилизированный альбумином (Альбунекс), или покрыты оболочкой из галактозы (Эховист). В отличие от Эховиста, Левовист является мелкодисперсным порошком галактозы с добавлением небольшого количества пальмитиновой кислоты, который при смешивании со стерильной водой для инъекций также образует микропузырьки воздуха, но меньшего, чем Эховист диаметра - в среднем 2 мкм. УЗ-контрасты нового поколения: Эхоген, Аеросомес, BR1 - не содержат воздуха, а в качестве газа используются фторуглеродные соединения. Эти контрасты отличаются большим периодом полужизни, большей концентрацией газа в пузырьке и низкой растворимостью в окружающей среде. Подробнее хотелось бы остановиться на описании эхоконтрастного препарата последнего поколения - Соновью, так как именно этот препарат на сегодняшний день официально зарегистрирован и разрешен к использованию в РФ, а также лицензирован для абдоминальных и сосудистых исследований в Европе и Азии. Соновью - один из самых известных контрастных препаратов для УЗИ, использование которого было одобрено в Европе Европейским агентством по лекарственным средствам (EMA) в 2001 году. С этого времени в мире выполнено более 1,9 миллиона инъекций Соновью. Препарат представляет собой суспензию микропузырьков (диаметром 2,5 мкм), окруженных упругой мембраной фосфолипидов. Микропузырьки наполнены инертным газом с низким уровнем растворимости в воде (гексафторид серы SF6), который при попадании в кровь остается внутри микропузырьков, но легко диффундирует через мембраны альвеол легких и выделяется с выдыхаемым воздухом. Именно поэтому обеспечивается высокая стабильность микропузырьков в кровеносном русле, наряду с быстрым выведением через легочные капилляры. Через 15 минут после введения ЭКП весь введенный объем газа элиминируется с выдыхаемым воздухом. Соновью является препаратом, контрастирующим исключительно сосуды. Это отличает его от рентгеноконтрастных препаратов и парамагнетиков, которые распределяются во всей межклеточной жидкости. Микропузырьки Соновью суспендируют в физиологическом растворе (0,9% раствор хлорида натрия), 1 мл готового к применению препарата состоит из 200 миллионов микропузырьков с общим объемом гексафторида серы 8 мкл. Это небольшое количество газа достаточно для контрастирования всей кровеносной системы в течение нескольких минут. После приготовления 1 флакон содержит 5 мл готовой к использованию суспензии. Нежелательные реакции после введения Соновью как правило легкие, преходящие и разрешаются самостоятельно. В редких случаях возможны реакции гиперчувствительности, которые в исключительных случаях могут быть жизнеугрожающими. Соновью считается высоко безопасным ЭКП и характеризуется низкой частотой нежелательных эффектов. Токсикологические и фармакологические исследования, а также исследования тератогенности этого ЭКП не выявили рисков, связанных с применением у людей. Соновью не является нефротоксичным препаратом и не нарушает функцию щитовидной железы. Эксперименты на животных не выявили повреждающего действия на плод, эмбрио- и фето-токсического эффектов, а также негативного воздействия Соновью на развитие плода и ранее постнатальное развитие. С момента выхода на рынок в 2001 году, нежелательные реакции были зарегистрированы лишь у 0,02%. Частота серьезных нежелательных реакций при применении Соновью с 2001года не изменялась и составляет около 0,01%.Исследования токсичности показали, что в дозировке, в 30 раз превышающей рекомендуемую, он не вызывает никаких побочных реакций, не оказывает действия на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. Противопоказания для использования Соновью, описываемые в научной монографии по применению данного ЭКП, следующие: - гиперчувствительность к компонентам препарата; - острый коронарный синдром; - клинически нестабильная ишемическая болезнь сердца, включая инфаркт миокарда, типичную стенокардию покоя в последние 7 дней, значительное ухудшение течения заболевания сердца в последние 7 дней, недавнюю операцию на коронарных артериях или другие факторы, предполагающие клиническую нестабильность (например, недавнее ухудшение показателей ЭКГ, лабораторных или клинических показателей); - острая сердечная недостаточность III-IV функционального класса по NYHA или тяжелая аритмия; - тяжелая форма легочной гипертензии (легочное артериальное давление выше 90 мм рт. ст.); - неконтролируемая артериальная гипертензия и респираторный дистресс-синдром взрослых; - пациенты, находящиеся на искусственной вентиляции легких; - острый период неврологических заболеваний. В настоящее время разработчики эхоконтрастов ставят себе цель - создание наиболее эхоусиливающих и наименее токсичных сред. Токсичность напрямую зависит от биохимического состава, осмолярности и вязкости веществ, поэтому большинство разрешенных для клинического применения эхоконтрастов содержат бионейтральные, метаболизированные и легко выводимые агенты с осмолярностью ниже, чем у рентгеноконтрастных средств. Что касается повышения эхоусиливающих свойств контрастов, то теоретически любая из пяти сред (несвязанные газовые пузырьки, инкапсулированные газовые пузырьки, коллоидные суспензии, эмульсии и водные растворы) может способствовать достижению указанной цели. Однако сегодня компонентами любого эффективного эхоусиливающего препарата являются именно свободные и инкапсулированные газовые пузырьки. Эхоконтрастирование используется для диагностики в кардиологии, гинекологии, урологии, онкологии, нейрохирургии и неврологии, при проведении транскраниальной доплерографии. Недавние исследования показали, что использование контрастных препаратов в УЗИ имеет большие перспективы в оценке терапии опухолевых образований различных локализаций. Среди существенных достоинств методики можно выделить следующие: - относительная простота выполнения исследования; - возможность проведения исследования в реальном масштабе времени; - отсутствие лучевой нагрузки; - возможность многократного повторения исследования при динамическом наблюдении за пациентами; - исследование может проводиться у постели больного, а также в условиях отделения реанимации и интенсивной терапии; - при сравнении с контрастами при МРТ, ультразвуковые контрастные препараты не обладают нефротоксичностью. Газ, содержащийся в микропузырьках, метаболизируется и выводится через легкие, в связи, с чем неблагоприятные реакции со стороны пациентов очень редки. Это особенно важно для реципиентов при трансплантации внутренних органов, в частности для пациентов с почечной недостаточностью; - преимуществом УЗИ с использованием контрастного вещества также является возможность для непрерывного изучения очага поражения в течение всего периода исследования (в режиме реального времени). Таким образом, методика контрастного усиления при ультразвуковом исследовании представляются весьма многообещающими при поиске и дифференциальной диагностике опухолей различных локализаций, изучении кровотока в различных органах, повышая информативность ультразвуковой методики. Диагностические возможности ультразвукового метода в этом случае трудно переоценить, так как информативность эхоконтрастирования чрезвычайно высока, а сама методика относится к безвредным и неинвазивным процедурам. * Медицинская визуализация №1/2015 Список литературы 1. Фомина С.В., Завадовская В.Д., Юсубов М.С. и др. Контрастные препараты для ультразвукового исследования. Бюллетень сибирской медицины. 2011; 6: 137-141. 2. Зубарев А.В. Современная ультразвуковая диагностика: теория и практика. Радиология - практика. 2008; 5: 1-14. 3. Schröder R.J., Bostanjoglo M., Hidajat N. et al. Analysis of vascularity in breast tumors - comparison of high frequency ultrasound and contrast-enhanced color harmonic imaging. Rofo. 2002; 174: 1132-1141. 4. Algül A., Balci P., Seçil M. et al. Contrast enhanced power Doppler and color Doppler ultrasound in breast masses: Efficiency in diagnosis and contributions to differential diagnosis. Tani Girisim Radyol. 2003; 9: 199-206. 5. Kook S.H., Kwag H.J. Value of contrast-enhanced power Doppler sonography using a microbubble echo-enhancing agent in evaluation of small breast lesions. J Clin Ultrasound. 2003; 31: 227-238. 6. Зубарев А.В., Гажонова В.Е. Диагностический ультразвук. Уронефрология. Практическое руководство. 2002: 8-22. 7. Gramiak R., Shah P.M. Echocardiography of the aortic root. Invest. Radiol. 1968; 3: 356 -366. 8. Kremkau F.W., Gramiak R., Carstens E.L. et al. Ultrasonic detection of cavitation at catheter tips. Am. J. Roentgenol. RadiumTher. Nucl. Med. 1970; 110: 177 -183. 9. Kerber R., Kioschos J., Lauer R. Use of ultrasonic contrast method in the diagnosis of valvular regurgitation and intracardiac shunts. Am J Card. 1974; 34:722-7. 10. Greis C.H., Technology overview: SonoVue (Bracco, Milan). Eur Radiol. 2004; 14 (8): 11-15. 11. Соновью. Научная монография. Динамическое контрастное усиление в режиме реального времени. 2013: 6-40. 12. Seidel G., Meyer K. Impact of ultrasound contrast agents in cerebrovascular diagnostics. Eur J Ultrasound. 2002; 16 (1-2): 81-90. 13. Волков В.Н. Основы ультразвуковой диагностики. Учеб.-метод. Пособие. - Мн.: ГрГМУ. 2005; 13-15. 14. Claudon M., Cosgrove D., Albrecht T. et al. Guidelines and good clinical practice recommendations for contrast enhanced ultrasound (CEUS) - update 2008. UltraschallMed 2008; 29:28-44. 15. Morel D.R., Schwieger I., Hohn L. et al. Human pharmacokinetics and safety evaluation of SonoVue, a new contrast agent for ultrasound imaging. Invest Radiol. 2000; 35(1):80-85. 16. SonoVue Periodic Safety Update Report, September 2011; 29-32 17. Демин И.Ю., Прончатов-Рубцов Н.В. Современные акустические методы исследований в биологии и медицине. Учебно-методические материалы по программе повышения квалификации «Хранение и обработка информации в биологических системах». Нижний Новгород. 2007; 20-22. 18. Lavisse S. Early quantitative evaluation of a tumor vasculature disruptive agent AVE 8062 using dynamic contrast-enhanced ultrasonography. Invest. Radiol. 2008; 43: 100-111. 19. Lassau N., Koscielny S., Chami L. et al. Advanced hepatocellular carcinoma: early evaluation of response to therapy at dynamic contrast enhanced US with quantification-preliminary results. Radiology. 2011; 258: 291-300. 20. Claudon M., Cosgrove D., Albrecht T. et al. Guidelines and good clinical practice recommendations for contrast enhanced ultrasound (CEUS) - update 2008. Ultraschall Med 2008; 29:28-44. 21. Glockner JF, Forauer AR, Solomon H, Varma CR, Perman WH. Three dimensional gadolinium enhanced MR angiography of vascular complications after liver transplantation. AJR Am J Roentgenol 2000;174:1447-1453.

Системное усиление ультразвуковых сигналов, обеспечиваемое контрастными веществами, способствует более уверенной клинической диагностике

Диагностический ультразвук снова стоит на пороге серьезных изменений. В последнее десятилетия фармацевтические компании, производители ультразвукового оборудования и научные центры вкладывают человеческие и финансовые ресурсы в разработку эффективных контрастных веществ для УЗИ, а также в разработку новых методов медицинской визуализации с использованием контрастных веществ.

Сейчас, когда клиники получили возможность использовать контрастные вещества, эти усилия, кажется, близки к успеху. Как и в случае МРТ, КТ и традиционного рентгена, использование контрастных веществ может изменить проведение ультразвуковых исследований и открыть новые уникальные диагностические возможности.

Контрастные вещества способны повышать качество ультразвуковых изображений путем снижения отражательной способности ненужных в данном исследовании анатомических структур или путем усиления отраженных эхо-сигналов в нужных областях. На самых ранних этапах контрастные вещества вводились перорально, в последнее время они вводятся внутривенно.

В верхних отделах живота возможности ультразвуковой диагностики ограничены наполненным газом кишечником, который создает теневые артефакты. Для повышения качества визуализации брюшной полости пациенты принимали дегазированную воду, однако это не обеспечивало устойчивые результаты.

Исследователи также изучают пероральные контрастные вещества, адсорбирующие и вытесняющие желудочно-кишечные газы. Одним из таких веществ является SonoRx компании Bracco, оно представляет собой целлюлозу в оболочке из симетикона. Вещество одобрено FDA для клинического применения в США. Прием в дозах от 200 до 400 мл обеспечивает однородное прохождение ультразвука через наполненный контрастным веществом желудок.

Контрастные вещества для визуализации сосудов впервые в 1968 году представили Греймиак и Шах. Во время эхокардиографических исследований (УЗИ сердца) они вводили взболтанный физиологический раствор в восходящий отдел аорты и камеры сердца. Усиление эхосигналов в области сердца было обусловлено акустическим рассогласованием между свободными микропузырьками воздуха в растворе и окружающей кровью. Однако микропузырьки, получаемые в результате взбалтывания, были большими и нестабильными и диффундировали в раствор (исчезали) менее чем за 10 секунд.

Чтобы пройти через легочные капилляры и войти в общее кровообращение, микропузырьки в контрастном веществе для визуализации сосудов должны иметь диаметр менее 10 мкм (в среднем 2–5 мкм в большинстве современных контрастных веществ). Основными проблемами, связанными с такими микропузырьками, являются их стабильность и устойчивость.

Пузырьки воздуха такого размера сохраняются в растворе только короткий период времени - слишком короткий для системного использования в сосудах. Поэтому, чтобы контрастное вещество действовало достаточно долго и выдерживало изменения давления в сердце, пузырьки газа необходимо стабилизировать.

Устойчивость к растворению и коалесценции большинства контрастных веществ обеспечивается присутствием дополнительных материалов на границе газ-жидкость. В некоторых случаях эти материалы представляют собой эластичную сплошную оболочку, которая способствует стабилизации за счет деформации в ответ на поверхностное натяжение. В других случаях используется сурфактант (в-во меняющее поверхностное натяжение) или сочетание двух или нескольких суртфактантов.

Это обеспечивает стабилизацию за счет существенного уменьшения поверхностного натяжения на границе. В качестве внутрипузырьковых газов используются воздух, гексафторид серы, азот и перфторированные соединения, при этом в большинстве новых контрастных веществ предпочтение отдается перфторированным соединениям из-за их низкой растворимости в крови и высокого давления пара. Замена различных типов перфторуглеродных газов воздухом позволила значительно улучшить стабилизацию и увеличить период существования плазмы контрастных веществ (обычно более 5 минут).

На мировом рынке в настоящее время доступны несколько контрастных веществ для ультразвуковых исследований: Definity (Lantheus Medical Imaging), Lumason (Bracco Diagnostics), Optison (GE Healthcare), Sonovue (Bracco Diagnostics), Sonozoid (GE Healthcare). В России зарегистрирован (ссоответственно разрешен к применению) только препарат Sonovue. Все контрастные вещества для исследований вводятся внутривенно. Один флакон приготовленного препарата можно разделить на двоих, редко на троих пациентов.

Методы контрастирования

В последние годы академическими исследователями, производителями ультразвуковых сканеров и фармацевтическими компаниями было разработано много методов визуализации с использованием контрастных веществ, однако большинство из них являются вариациями или сочетаниями указанных ниже методов.

Доплеровское картирование с контрастным усилением. Энергетическое допплеровское картирование (сolor amplitude imaging, CAI) показывает амплитуду доплеровского сигнала от движущегося кровотока, а цветное доплеровское картирование - средние сдвиги частоты доплеровского сигнала (т.е. среднюю скорость кровотока).
Энергетическое допплеровское картирование -ультразвуковой метод с повышенным динамическим диапазоном и чувствительностью к кровотоку по сравнению с традиционным цветным доплеровским картированием.3 Использование контрастных веществ при исследовании сосудов способно заметно повысить чувствительность доплеровских режимов.
Гармоническая визуализация с контрастированием. Это новый метод, позволяющий измерять перфузию крови или капиллярный кровоток, что является клинически важной задачей. Метод основан на использовании нелинейных свойств контрастных веществ и представляет собой передачу сигнала на фундаментальной частоте и получение на второй гармонике.
Пузырек действует в качестве генератора гармоник, контрастно-усиленные эхо-сигналы содержат важные энергетические компоненты на более высоких гармониках, а эхо-сигналы от тканей их не содержат. Другими словами, нелинейность контрастного вещества создает «подпись», которую можно отделить от эхо-сигналов ткани и кровотока в крупных сосудах, что позволяет вычислить капиллярный кровоток (т.е. перфузию).
Комбинированная импульсная инверсная гармоническая визуализация с контрастированием4 обеспечивает не только очень высокую чувствительность к контрастному веществу, но и высокое пространственное разрешение, подобное пространственному разрешению в традиционном В-режиме, использующем тот же частотный диапазон приема-передачи.
Интермиттирующая (прерывистая) визуализация. Микропузырьки контрастного вещества могут разрушаться под действием интенсивного ультразвука, и во время их разрушения уровень рассеянного сигнала может резко увеличиваться на короткий период, что приводит к резкому увеличению эхогенности (акустическая «вспышка»).
Интермиттирующая (прерывистая) визуализация с высокой акустической мощностью основана на уникальном свойстве микропузырьков улучшать контраст изображения кровь-ткань при очень низкой частоте кадров вместо традиционных 30 кадров в секунду.
Частоту кадров обычно уменьшают до приблизительно одного кадра в секунду или синхронизируют с сердечными циклами так, чтобы в область визуализации, где большинство микропузырьков было разрушено предыдущим акустическим импульсом, могло попасть достаточное количество новых микропузырьков. Поскольку ультразвук разрушает пузырьки, управление временем задержки кадров обеспечивает получение контрастных изображений, на которых хорошо видны области с высокой скоростью кровотока или области с высоким или низким объемом крови.

Ультразвуковые исследования внутренних органов

Ультразвуковое обнаружение кровотока ограничено такими факторами, как движение ткани (шум), характеристики затухания сигналов от промежуточной ткани и низкоскоростной или низкообъемный кровоток. Среди факторов, которые могут влиять на результаты исследования, также ограничения чувствительности ультразвукового оборудования и зависимость доплеровского исследования от оператора. Контрастные вещества для УЗИ сосудов усиливают обратнорассеянные доплеровские сигналы до 25 дБ (примерно в 20 раз) как в цветном, так и в спектральном режиме.

Кроме того, большинство контрастных веществ также улучшают серошкальную визуализацию кровотока до такой степени, что увеличивается эхогенность ткани (усиление паренхимы). Поэтому микропузырьки в мелких сосудах органа могут служить качественным показателем перфузии (степени капиллярного кровоснабжения).

Контрастное вещество также может использоваться для оценки сосудов различных органов, включая с трансплантацию почки, печени и поджелудочной железы. Если после введения контрастного вещества обнаруживается область ишемии (сниженного кровоснабжения) или стеноза (сужения просвета сосуда), часто можно избежать применения более дорогих методов исследования, включая КТ и МРТ.

Исследования в режиме транскраниального доплера (УЗИ сосудов головного мозга характеризуются плохим соотношением сигнал-шум (очень нечеткая визуализация), поэтому использование контрастных веществ в этом режиме привлекает внимание. Отис и др. сообщили об усилении сигналов цветного и спектрального доплера практически у всех пациентов в фазе II исследования с УЗ контрастом. В подавляющем большинстве случаев был поставлен диагноз, отличный от диагноза до применения контрастирования, или подтвержден подозреваемый диагноз.

Внутривенные контрастные вещества для исследований сосудов вероятнее всего также будут широко применяться для выявления злокачественных опухолей в печени, почках, яичниках, поджелудочной, предстательной и молочной железах. Рост сосудов в опухоли (неоангиогенез) может быть маркером признаком злокачественности опухоли, а доплеровские сигналы от мелких сосудов опухоли могут обнаруживаться после введения контраста.

На рисунке опухоль молочной железы показана в режиме трехмерного энергетического допплеровского картирования до и после введения контрастного вещества. На усиленном 3D-изображении четко видна разветвленная внутриопухолевая сосудистая сеть (в двух плоскостях) и намного более крупные периферийные питающие сосуды. Это может означать, что для демонстрации хаотичной извилистости сосудов, связанных с неоваскуляризацией опухоли, 3D-режим подходит больше, чем 2D-режим.

Улучшение отображения кровотока органа в режиме серой шкалы может способствовать обнаружению образований и дифференциации нормальных и патологических областей с использованием многих из тех критериев, которые уже рутинно используются в КТ и МРТ. На рисунке пример улучшенного обнаружения образования в печени, которое стало возможным благодаря импульсной инверсной гармонической визуализации (специальный режим УЗ изображения, применяемый при исследовании с контрастом).

Большие опухоли и небольшие (< 10 мм) образования в печени лучше видны после введения контрастного вещества, что объясняется повышенным накоплением контрастного вещества нормальной паренхимой печени по сравнению с образованиями. Это, вероятно, будет в значительной степени способствовать обнаружению метастазов злокачественных опухолей в печени, который является самой распространенной злокачественной опухолью в США.

Интермиттирующая гармоническая визуализация с контрастированием обеспечивает улучшение качества изображения всей ткани в капиллярной фазе, что позволяет увидеть аномалии перфузии. Американские ученые продемонстрировали, что интермиттирующая гармоническая визуализация эффективна для дифференциации доброкачественных и злокачественных заболеваний простаты.

Накопление и вымывание контрастного вещества с течением времени (кинетика) может обеспечить важные параметры для различения доброкачественных и злокачественных опухолей. В ультразвуковом исследовании с контрастированием европейские ученые обнаружили, что строение новообразованных сосудов опухоли, а также время вымывания контрастного вещества в ряде случаев имели значение при дифференциации (различения) доброкачественных и злокачественных опухолей.

После введения УЗ контраста было переклассифицировано несколько с доброкачественных в злокачественные и несколько наоборот, что повысило чувствительность и специфичность до 100%. Несмотря на то, что данные результаты четко ограничены количеством случаев, они все равно демонстрируют, что контрастные вещества для ультразвуковой визуализации сосудов могут в будущем играть важную роль в диагностике рака молочной железы и, возможно, рака других органов.

Тканеспецифичные контрастные вещества для ультразвуковых исследований, способствующие оценке определенных органов путем улучшения качества изображения за счет дифференциального накопления, открывают удивительные новые возможности. Другие исследуемые концепции включают направленную доставку лекарственного средства с помощью микропузырьков контрастных веществ.

Тканеспецифичные контрастные вещества для ультразвуковых исследований чаще всего вводятся в кровь внутривенно и накапливаются в определенных тканях, например в ретикулоэндотелиальной системе (специальные клетки, преимущественно в печени), или держатся в определенных областях, например с венозным тромбозом.

Эхокардиография (УЗИ сердца)

Одна из самых важных областей клинического применения контрастно-усиленных ультразвуковых исследований - кардиология, где этот метод может составить конкуренцию дорогостоющему сложному радиоизотопному исследованию с таллием, связанному с лучевой нагрузкой на пациента.

Ряд исследований показал, что это контрастное вещество существенно улучшило распознавание эндокардиальной границы левого желудочка сердца у подавляющего большинства пациентов и обеспечило контрастирование камеры левого желудочка. Контрастирование полости желудочка и улучшенная прорисовка эндокрадиальной границы в режиме серой шкалы являются важными клиническими задачами, поскольку точная оценка объема левого желудочка позволяет более точно вычислить сердечный выброс, а значит лучше оценить функцию сердца.

Сердечные шунты (чаще всего при врожденных пороках сердца) и патологический обратный сброс крови на клапане часто оцениваются с помощью цветного доплеровского картирования, качество которого также улучшается при введении УЗ контраста.

В современных контрастных веществах, проблема стабилизации микропузырьков, как у контрастов предыдущего поколения, была решена. Эти вещества могут использоваться для получения изображений перфузии миокарда (кровоснабжения сердечной мышцы) у человека.

Это имеет клиническое значение, поскольку визуализация кровотока в миокарде обеспечивает возможность прямой оценки участков с недостаточной перфузией или отсутствием перфузии (т.е. участки ишемии или инфаркта) у пациентов с болями в груди. Ультразвуковая визуализация миокарда с использованием контрастных веществ обеспечивает оценку коронарных артерий и резерва коронарного кровотока, а также возможного коллатерального (обходного) кровотока.

Продолжительное действие современных контрастных веществ - нередко 5–10 минут - также делает их идеальными для использования в стресс-эхографии. Режим Flash Echo - это сочетание низкоамплитудной традиционной серошкальной визуализации для отслеживания движения ткани и интремиттирующей гармонической серошкальной визуализации для усиления сигналов от микропузырьков.

Поскольку большинство микропузырьков разрушились под действием ультразвуковых импульсов во время получения первых трех кадров, наглядно продемонстрированы только сигналы «вспышки» (от микропузырьков, которые проникли в миокард) как разница в эхогенности миокарда между первым и последним кадрами на рисунке 4В.

Другие применения

При исследовании магистральных артерий шеи и конечностей очень важно оценить все отделы для выявления атеросклеротических бляшек, наличие сужений просвета сосуда, выявить изменение хода сосудов. У ряда пациентов выявление подобных изменений затруднено в некоторых отделах из-за анатомических особенностей.

Применение УЗ контрастов существенно улучшает качество визуализации вышеуказанных патологических изменений. Последние европейские и американские исследования показали, что УЗ контрасты позволяют четко увидеть новообразованные сосуды внутри атеросклеротической бляшки и изъязвление поверхности, что является признаком наличия риска отрыва части бляшки и развития грозных эмболических осложнений.

Теоретически в любую полость тела, к которой обеспечивается доступ УЗ датчика, можно ввести контрастное вещество. Самым успешным применением в этой категории является контрастная гистеросальпингосонография (HyCoSy, введение контраста в полость матки) для оценки проходимости маточных труб (поиск причин бесплодия).

Немецкие ученые сообщили о результатах исследования, в котором приняли участие пациентки с расстройствами детородной функции, прошедшие трансвагинальное УЗИ и гистеросальпингосонографию с УЗ контрастом. Результаты гистеросальпингосонографии сравнили с результатами более инвазивных устоявшихся методов, таких как хромолапароскопия, и обнаружили соответствие 91%.

Гистеросальпингосонография быстро становится предпочтительным скрининговым методом определения проходимости маточных труб.

Везикоуретеральный рефлюкс (обратный ток мочи из мочевого пузыря) - распространенная проблема у детей. УЗ исследование рефлюкса как альтернатива рентгеновской цистографии позволяет обнаружить или исключить везикоуретеральный рефлюкс. Европейские специалисты сравнили разные виды лучевой диагностики для выявления данной патологии. Их исследование показало, что УЗИ с контрастированием является самым низкозатратным и безопасным методом обнаружения везикоуретерального рефлюкса у детей.

Ультразвуковая визуализация верхнего отдела брюшной полости часто затрудняется из-за наличия газов в кишечнике и ожирения пациентов. Плохая визуализация тела и хвоста поджелудочной железы обычно не позволяет адекватно провести УЗИ брюшной полости.

Часто, чтобы получить ответы на оставшиеся вопросы и повысить уверенность в отсутствии опухолей, пациентов дополнительно направляют на КТ или МРТ. Ультразвуковые исследования, которые не позволяют поставить окончательный диагноз, часто влекут за собой дополнительные диагностические исследования - дорогие, затратные по времени, неудобные и связанные с некоторыми рисками.

Новые инструменты

Преимущества контрастного усиления уже давно признаны в КТ и МРТ. Совсем недавно контрастные вещества для ультразвуковых исследований стали доступны российским врачам. Это, вероятно, повысит диагностическую ценность ультразвука.

Системное усиление ультразвукового сигнала, обеспечиваемое контрастными веществами, должно повысить уверенность при диагностике, особенно в технически сложных случаях с низкой чувствительностью изображения. Кроме того, ожидается, что методы визуализации с использованием контрастного вещества, такие как гармоническая визуализация и интермиттирующая визуализация, обеспечат практикующим врачам новые инструменты для диагностики опухолей.

В заключении стоит сказать, что ультразвуковые контрастные вещества являются практически безопасными, количество противопоказаний побочных эффектов гораздо меньше по сравнению с контрастами для рентгеновских исследований, МРТ, КТ. Контрастно усиленное УЗИ не прововодят беременным женщинам, применение у детей находится в стадии научных исследований.

Доктор Ши - ассистент отделения радиологии, доктор Форсберг - руководитель ультразвуковых исследований, доктор Лиу - доцент, доктор Мерритт - профессор радиологии, все в Университете Томаса Джефферсона, Филадельфия. Доктор Голдберг - вицепредседатель отделения радиологии и директор Института ультразвуковых исследований и образования имени Т. Джефферсона.

Используемая в данной статье литература доступна на сайте diagnosticimaging.com.