mini|Arteriografie einer gesunden Niere
Kontrastmittel (KM) sind chemische Stoffe, die die Darstellung von Strukturen und Funktionen des Körpers bei bildgebenden Verfahren wie Röntgendiagnostik, Magnetresonanztomografie (MRT) und Sonografie (Ultraschall) verbessern. Kontrastmittel müssen von Tracern beziehungsweise Radiopharmaka, die zur Darstellung physiologischer Vorgänge in der Nuklearmedizin eingesetzt werden, unterschieden werden.
Rechtliche Einordnung In Deutschland sind Kontrastmittel Arzneimittel nach § 2 Abs. 1 Nr. 2 des Arzneimittelgesetzes (AMG). Sie sind abzugrenzen von den Medizinprodukten nach dem Medizinproduktegesetz (MPG).
Nach der europäischen Richtlinie 93/42/EWG über Medizinprodukte sind Kontrastmittel als Medizinprodukte einzustufen.
Wirkung Die Wirkung von Kontrastmitteln besteht darin, das Signal, welches in der jeweiligen Untersuchung registriert wird, zu modifizieren. Ziel des Einsatzes ist, bei der Untersuchung Zusatzinformationen zu gewinnen. So kann man bei Röntgenaufnahmen Kontrastmittel verwenden, die Röntgenstrahlen stärker absorbieren als normales Weichteilgewebe. Gewöhnlich sieht man auf einem Röntgenbild beispielsweise keine Blutgefäße. Wenn man eine iodhaltige Lösung injiziert, werfen die Gefäße, in die die Lösung gelangt, Röntgenschatten und werden so sichtbar (Angiografie).
Unerwünschte Wirkungen Kontrastmittel können unerwünschte Arzneimittelwirkungen (Nebenwirkung) haben, die sich an verschiedenen Organen inklusive der Haut manifestieren können. Bei der Abwägung der Indikation einer Kontrastmitteluntersuchung werden grundsätzlich strengere Anforderungen an die Verträglichkeit gestellt als beim therapeutischen Einsatz von Medikamenten: Wenn man sich von einem Mittel Heilung oder Linderung verspricht, nimmt man Risiken eher in Kauf als bei rein diagnostischen Anwendungen. Diese Haltung entspringt zum Teil der Erfahrung mit dem Röntgen-Kontrastmittel Thorotrast, das in den 1930er Jahren verwendet wurde und bei vielen Patienten mit zum Teil jahrzehntelanger Verzögerung bösartige Lebertumoren hervorrief. Moderne Kontrastmittel durchlaufen daher Verträglichkeitsstudien, die rigoroser sind als bei therapeutischen Medikamenten. Außerdem schreiben die Gesetzgeber in den meisten Ländern eine gründliche Risikoaufklärung des Patienten vor, obwohl das Gesamtrisiko im Individualfall meist sehr klein ist.
Einige der MRT-Kontrastmittel aus der Gadolinium-Gruppe können sich bei wiederholter Anwendung auch im Gehirn ablagern. Weitere mögliche schwerwiegende chronische Nebenwirkungen sind die nephrogene systemische Fibrose bei Patienten mit Nierenschaden. Dies betrifft vor allem die Teilgruppe mit linearer Molekülstruktur (Gadobensäure, Gadodiamid, Gadopentetat-Dimeglumin und Gadoversetamid). Auf Empfehlung der Europäischen Arzneimittel-Agentur setzte die Europäische Kommission im November 2017 die Zulassung linearer Gadolinium-Komplexe als Kontrastmittel aus.
Nicht definierte Röntgenkontrastmittel wurden in unbestimmter Menge in Kläranlagen an der Ruhr und in Württemberg nachgewiesen. 2019 wurde Gadolinium in unbekannter Menge in trinkwasserbasierter Cola von Fast-Food-Ketten in Deutschland nachgewiesen.Katja Schmidt, Michael Bau, Gila Merschel, Nathalie Tepe: Anthropogenic gadolinium in tap water and in tap water-based beverages from fast-food franchises in six major cities in Germany. In: Science of The Total Environment. 687, 2019, S. 1401, doi:10.1016/j.scitotenv.2019.07.075. (dt. Artikel: MRT-Kontrastmittel in Cola nachgewiesen: Studie findet Gadolinium in Fast-Food-Getränken aller untersuchten deutschen Städte ) Im Schweizer Grundwasser wurden Amidotrizoesäure und Iopamidol am häufigsten nachgewiesen.
Indikationen Zusatzinformationen, die durch Kontrastmitteleinsatz gewonnen werden können, fallen in zwei große Kategorien: strukturelle (morphologische) und funktionelle (physiologische) Informationen. Ein typisches Beispiel für erstere ist die Doppelkontrastdarstellung des Dickdarms. Dabei wird eine zähflüssige Bariumsulfat-Suspension rektal instilliert. Wegen ihrer Konsistenz markiert sie die Darmwand. Anschließend wird Luft in den Darm gepumpt, wodurch das Lumen des Darms sichtbar wird (einerseits durch die Füllung, andererseits durch den Negativkontrast wegen der hohen Durchlässigkeit von Luft für Röntgenstrahlung). So erkennt man morphologische Veränderungen des Dickdarms, wie Polypen, Aussackungen, Verengungen und Entzündungen. Auch funktionelle Informationen lassen sich mit der Bariumsulfat-Methode gewinnen: Sie ermöglicht es, Störungen der Beweglichkeit der Speiseröhre sichtbar zu machen.
Kontrastmittel, insbesondere MR-Kontrastmittel, werden in Ausnahmefällen, wie auch andere Arzneimittel, auch außerhalb der zugelassenen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise bei Kindern und zur Neuentwicklung von Diagnoseverfahren (Off-Label-Use).Antje-Katrin Heinemann: Off-label Use von Diagnostika am Beispiel der MR-Kontrastmittel, MPR, Zeitschrift für das gesamte Medizinprodukterecht, 5/2007.
Verwendete Substanzen Röntgendiagnostik In der Röntgendiagnostik (z. B. bei der Computertomographie) werden als Röntgenkontrastmittel verwendet: Röntgenpositive Kontrastmittel Bereits etwa 1923 wurde zur Röntgendiagnostik beispielsweise der Gallenblase das von Evarts A. Graham eingeführte Tetrajodphenolphthalein und ab 1940 das von Max Dohrn und Paul Diedrich entwickelte und besser verträgliche Biliselektan verwendet. Seit 1953 werden auf Hedwig Langecker zurückgehende trijodierte Kontrastmittel angewendet.Günter Skibbe: Gallenblase und Gallengänge. In: Franz Xaver Sailer, Friedrich Wilhelm Gierhake (Hrsg.): Chirurgie historisch gesehen. Anfang – Entwicklung – Differenzierung. Dustri-Verlag, Deisenhofen bei München 1973, ISBN 3-87185-021-7, S. 72–88, hier: S. 82. Iodhaltige Kontrastmittel sind wasserlösliche Substanzen, die entweder intravaskulär gespritzt (bei hohen Flussraten erfolgt dies mittels Kontrastmittelinjektor) oder direkt in das darzustellende Gewebe/Hohlorgan injiziert werden. Sie werden zu über 90 % über die Nieren ausgeschieden. Sie dienen zur Darstellung der Nieren und Harnwege (Urografie/Ausscheidungsurografie), der Venen (Phlebografie), der Arterien (Arteriografie) oder anderer Organe. Die verschiedenen iodhaltigen Kontrastmittel unterscheiden sich vor allem in den Trägermolekülen, in der Zahl der pro Trägermolekül gebundenen Iodatome (1 bis 6) und in ihren physiko-chemischen Eigenschaften (Osmolalität, Viskosität, Hydrophilie). Von der Iodkonzentration hängt die Röntgendichte und damit die erreichbare Kontraststeigerung ab. Die Osmolarität beeinflusst (teilweise) die Verträglichkeit des Kontrastmittels, während die Viskosität seine Fließeigenschaft (durch Katheter oder auch beim Spritzen) bestimmt. Mögliche Risiken iodhaltiger Kontrastmittel sind unter anderem Hyperthyreosen. Hyperosmolare, ionische iodhaltige Kontrastmittel, z. B. für die Magen-Darm-Diagnostik (Amidotrizoesäure, Handelsnamen: Gastrolux, Gastrografin, Peritrast). Nichtionische iodhaltige Kontrastmittel (Ultravist, Isovist, Xenetix etc.). Diese sind teurer, aber besser verträglich als die ionischen iodhaltigen Kontrastmittel. In Deutschland dürfen deshalb nur noch diese intravaskulär gespritzt werden. Bariumsulfat wird Patienten als Röntgenkontrastmittel in Form einer milchigen Suspension zum Trinken gegeben, da diese vom Magen-Darm-Trakt nicht resorbiert wird. Es dient zur Darstellung von Speiseröhre, Magen, Dünn- und Dickdarm. Bariumsulfat ist dermaßen schwer löslich, dass es bedenkenlos verabreicht werden kann. Bei der Anwendung als Röntgenkontrastmittel wird Bariumsulfat meist in Kombination mit Kohlenstoffdioxid oder auch Methylcellulose-Gelen verabreicht, um ein Aufblähen des Gastrointestinaltraktes (Magen-Darm-Trakt) zu erreichen. Diese Methode wird als Doppelkontrastmethode bezeichnet und dient zur besseren Reliefdarstellung der inneren Schleimhäute, da das Bariumsulfat nur noch als dünne Schicht auf den Oberflächen zurückbleibt. Die Prallfülltechnik hingegen wird mit Bariumsulfat alleine durchgeführt und erlaubt es, den ganzen Magen-Darm-Trakt darzustellen. Bariumsulfat darf nicht bei Verdacht auf eine Darmperforation oder kurz nach einer Operation, auch nicht bei Schluckstörungen oder bei Kleinkindern eingesetzt werden, auch kann es außerhalb des Magen-Darm-Traktes zu Fremdkörperreaktionen führen und darf nicht angewendet werden, wenn die Gefahr der Aspiration besteht. Bei korrekter Anwendung ist die Verträglichkeit außerordentlich gut, da es unverändert als weißer Stuhl wieder ausgeschieden wird. Aquatisierte Bariumionen haben auf den menschlichen Organismus eine toxische Wirkung; durch mit löslichem Bariumcarbonat verunreinigtes Bariumsulfat starben beispielsweise im Juli 2003 in Brasilien zwölf Menschen. Bei intraperitonealer Gabe werden zur Risikoverminderung, an Stelle von Bariumsulfat wasserlösliche iodhaltige Röntgenkontrastmittel verwendet. Schwere Edelgase können als Röntgenkontrastmittel zur Darstellung der Lungenventilation verwendet werden. Das schwerste nichtradioaktive Edelgas ist Xenon, das wegen seiner narkotisierenden Wirkung nur bis zu einer Konzentration von 35 % eingesetzt werden kann und daher eventuell mit Krypton ergänzt wird.Deokiee Chon, Kenneth C. Beck, Brett A. Simon, Hidenori Shikata, Osama I. Saba, Eric A. Hoffman: Effect of low-xenon and krypton supplementation on signal/noise of regional CT-based ventilation measurements. In: J. Appl. Physiol. 102, 2007, S. 1535–1544, doi:10.1152/japplphysiol.01235.2005. Röntgennegative Kontrastmittel Gasförmiges Kohlenstoffdioxid (CO2), welches im Gegensatz zu den beiden vorgenannten Kontrastmitteln die Röntgendichte herabsetzt (negatives Kontrastmittel) und damit zu einer erhöhten Strahlendurchlässigkeit führt. CO2 eignet sich vor allem für die Arteriografie als Alternative zu iodhaltigen Kontrastmitteln (bei Unverträglichkeit oder bei Schilddrüsenüberfunktion) und zur gezielten Darstellung kleiner Verzweigungen. Anders als Luft kann CO2 in das Gefäßsystem injiziert werden. Luft, bei der Doppelkontrastuntersuchung des Dickdarms. Mannitol-Lösung zur Kontrastierung des Magen-Darm-Traktes
Entsorgung des belasteten Urins Bei radiologischen Untersuchungen von Organen und Gefäßen kommen iodhaltige Röntgenkontrastmittel (RKMi) zum Einsatz, die nahezu komplett mit dem Urin ausgeschieden werden. Auf diesem Weg gelangen sie, wie auch viele andere Arzneimittel, über das Abwasser, die Kanalisation und die Klärwerke in den Wasserkreislauf. Um mit Kontrastmittel belasteten Urin zu entsorgen und den Wasserkreislauf zu entlasten, bietet sich idealerweise das Sammeln an. Hierzu wird der Urin entweder von den Patienten selbst – beispielsweise in Urinbeuteln – im eigenen Haushalt aufgefangen oder in gesonderten Toiletten oder Sammelauffangbehältern in den medizinischen Einrichtungen ausgeschieden. Anschließend wird belasteter Patientenurin als Restabfall oder Sonderabfall beseitigt.
Magnetresonanztomografie (MRT) Bei der Magnetresonanztomographie verwendet man Kontrastmittel mit unterschiedlichen Effekten. Es gibt zwei Gruppen von Substanzen: Positive MR-Kontrastmittel (die sog. „Weißmacher“). Dazu gehören Gadolinium-(Gd-) und Mangan-(Mn-)haltige Kontrastmittel. Negative MR-Kontrastmittel (die sog. „Schwarzmacher“). Dazu gehören eisenoxidhaltige Kontrastmittel.