Kontrastmittel (MRT)

Kontrastmittel werden im Rahmen der Magnetresonanztomographie (MRT) häufig eingesetzt, um anatomische Strukturen oder Pathologien besser abzugrenzen bzw. zu charakterisieren.

Je nach Applikation unterscheidet man zwischen:

• parenteralen Kontrastmitteln:
  • Gadolinium-Verbindungen
  • Mangan-Verbindungen
  • Eisenoxid-Nanopartikel
• oralen Kontrastmitteln:
  • indirekte Kontrastmittel: silikonumhüllte Eisenoxidpartikel, Säfte mit hohem Gehalt an Mangan oder Eisen (z.B. Ananas-, Himbeersaft)
  • direktes Kontrastmittel: Wasser, ggf. mit Zusatz von Gelbildnern (Guar, indische Flohsamen) oder Zuckeraustauschstoffen (Mannitol) aufgrund besserer Distension des Darmes und verlangsamter Rückresorption
• inhalierbaren Kontrastmitteln: experimenteller Einsatz von hyperpolarisierten Gasen (3-Helium, 129-Xenon, 19-Fluor) für die Bildgebung der Lunge

3.1. Gadolinium

Im Gegensatz zu den Röntgenkontrastmitteln wirken MR-Kontrastmittel indirekt, d.h. ihre Effekte auf das umgebende Gewebe werden dargestellt. Die wichtigste Substanz ist das Gadolinium. Es besitzt 7 ungepaarte Elektronen und ist damit paramagnetisch. Die ungepaarten Elektronen mit ihrem parallelen Spin stimulieren die Relaxation von Protonen in der direkten Umgebung und verkürzen somit die Relaxationszeit. In T1-Wichtung erhöht sich somit das Signal (positives Kontrastmittel).

Da freies Gadolinium toxisch ist, wird es als Chelat gebunden. Man unterscheidet zwischen linearen und makrozyklischen Strukturen, wobei letztere aufgrund geringerer Nebenwirkungsrate bevorzugt eingesetzt wird:

• Lineare Verbindungen:
  • Gadopentetat-Dimeglumin (Gd-DTPA): Magnevist^®, Magnograf^®
  • Gadodiamid (Gd-DTPA-BMA): Omniscan^®
  • Gadobensäure (Gd-BOPTA): MultiHance^®
  • Gadoxetsäure (Gd-EOB-DTPA): Primovist^®
  • Gadofosveset (Gd-DTPA): Ablavar^®
  • Gadoversetamid (Gd-DTPA-BMEA): Optimark^®
• Makrozyklische Verbindungen
  • Gadobutrol (Gd-BT-DO3A): Gadovist^®
  • Gadopiclenol: Elucirem^®
  • Gadotersäure (Gd-DOTA): Dotarem^®
  • Gadoteridol (Gd-HP-DO3A): ProHance^®

Die meisten Gadolinium-Substanzen sind wasserlöslich und werden renal ausgeschieden. Außerdem existieren Substanzen mit hoher Albuminbindung, die lange in der Blutbahn verbleiben (z.B. Ablavar^®). Verbindungen, die spezifisch von Hepatozyten aufgenommen werden, dienen der Darstellung der Gallenwege und von bösartigen Lebertumoren (z.B. Primovist^®).

3.2. Mangan

Verbindungen mit Mangan²⁺-Ionen sind paramagnetisch und dienen der Diagnostik von Leber und Pankreas. Sie erhöhen das Signal im gesunden Gewebe in der T1-Wichtung (positives Kontrastmittel), während die Signalintensität in pathologischem Gewebe konstant bleibt. In gesundem Lebergewebe hält die Signalerhöhung über Stunden an.

Das manganhaltige MR-Kontrastmittel Mangafodipir (Teslascan^®) ist derzeit (2021) in Deutschland nicht erhältlich.

3.3. Eisenoxid

Kleine verkapselte Eisenoxid-Nanopartikel (SPIO) werden vom retikulohistiozytären System (RES) der Leber und z.T. der Milz aufgenommen. Es ruft lokale Magnetfeldinhomogenitäten hervor, die zu einem Signalabfall in T2-Wichtung führen (negatives Kontrastmittel). Pathologische Areale mit verminderten oder fehlenden Zellen des RES (z.B. Tumore) zeigen keinen Signalabfall, bleiben also hell. Noch kleinere Eisenoxid-Nanopartikel (USPIO) dienen der Differenzierung von Lymphknotenmetastasen.

Vertreter der aktuell (2021) in Deutschland nicht mehr erhältlichen Eisenoxid-Kontrastmittel sind:

• Ferumoxid (Endorem^®, Feridex^®)
• Ferucarbotran (Resovist^®)