MRI 조영제

MRI contrast agent

MRI 조영제는 자기공명영상(MRI)[1]에서 내부 신체 구조의 가시성을 개선하기 위해 사용되는 조영제입니다.콘트라스트 향상에 가장 일반적으로 사용되는 화합물은 가돌리늄 기반 화합물이다.이러한 MRI 조영제는 경구 또는 정맥 투여 후 신체 조직 내 핵의 이완 시간을 단축한다.

MRI 스캐너에서는 신체 단면이 강한 자기장에 노출되어 조직 내 물의 수소핵("스핀")이 주로 자기장 방향으로 편광된다.수소핵에 의해 발생하는 자화를 스핀 편파를 검출할 수 있는 리시버 코일 방향으로 선단하는 고주파 펄스를 인가한다.핵 스핀의 공진 주파수와 일치하는 무작위 분자 회전 진동은 적용된 자기장과 정렬하여 순 자화를 평형 위치로 되돌리는 "완화" 메커니즘을 제공합니다.수신기가 감지한 스핀 편광의 크기는 MR 이미지를 형성하는 데 사용되지만 T1 완화 시간으로 알려진 특성 시간 상수와 함께 감소합니다.다른 조직의 물 양성자는 다른 T1 값을 가지며, 이는 MR 영상의 주요 대비 소스 중 하나이다.조영제는 보통 짧아지지만, 경우에 따라서는 가까운 수양자의 T1 값이 증가하여 화상 내의 콘트라스트를 변화시킨다.

임상적으로 사용되는 대부분의 MRI 조영제는 가까운 조영제와의 상호작용을 통해 조직 내 양성자의 T1 완화 시간을 단축함으로써 작동합니다.조영제 중 강한 상사성 금속이온의 열구동운동은 유도편광의 붕괴속도를 높이는 완화기구를 제공하는 진동자기장을 생성한다.검사 중인 조직의 공간 영역에 걸쳐 이러한 편광의 체계적인 샘플링은 영상 구성의 기초를 형성합니다.

관심 대상에 따라 MRI 조영제를 혈류에 주입하거나 경구 투여할 수 있습니다.구강 투여는 G.I.트랙트 스캔에 적합하지만 혈관 내 투여는 대부분의 다른 스캔에 더 유용하다는 것이 입증되었습니다.

MRI 조영제는 다음과 같이 분류할[2] 수 있습니다.

  • 화학 조성
  • 투여 경로
  • 자기 특성
  • 생물 분포 및 응용 프로그램:
    • 세포외액제(내조영제)
    • 혈액풀제(혈관내 조영제)
    • 장기 특이제(위장관 조영제 및 간담도 조영제)
    • 활성 타겟팅/세포 라벨링제(종양특이제)
    • 반응성(스마트 또는 생체활성화) 에이전트
    • pH 감응제

가돌리늄(III)

의학에서 "GAD"라는 약어의 다른 용법에 대해서는 Gad를 참조하십시오.
조영제가 영상에 미치는 영향:MRI에 표시된 뇌졸중 후 혈액-뇌 장벽의 결함. T-가중치1 영상, 조영제 투여가 없는 왼쪽 영상

MRI 조영제(간단히 "가도" 또는 "가드"라고 함)를 포함한 가돌리늄(II)은 MR 혈관조영술의 혈관 강화 또는 혈액-뇌 [3][4]장벽의 저하와 관련된 뇌종양 강화에 가장 일반적으로 사용된다.1988년부터 [5]2017년까지 전 세계적으로 4억 5천만 개 이상의 선량이 투여되었다.대동맥 및 그 가지와 같은 큰 혈관의 경우 선량은 체질량의 0.1mmol/kg까지 낮을 수 있습니다.고농도는 종종 미세한 혈관 [6]구조를 위해 사용된다.고농도에서는 가돌리늄의 T2 단축 효과가 높아져 주변 [7]신체조직보다 가돌리늄의 밝기가 작아진다.그러나 이러한 농도에서는 신체 [8]조직에 더 큰 독성을 일으킬 수 있습니다.

Gd3+ 킬레이트는 친수성이며 온전한 혈액-뇌 장벽을 통과하지 않는다.따라서 혈액-뇌 장벽이 손상되어 Gd(II)가 누출되는 병변과 종양을 개선하는 데 유용하다.신체의 나머지 부분에서는 Gd가3+ 처음에는 순환에 남아 있다가 간질공간에 분포하거나 신장에 의해 제거된다.

사용 가능한 GBCA(브랜드명, 1988년 [10][11]EMA[9][when?] 및 FDA에 의해 인간 사용에 대해 승인됨). (표준[12] 선량):

세포외액제

혈액 풀제

간(간)제

  • 가독세트산(Primovist [EU] / Eovist [US])은 간에서 50%, 신장에서 50%가 흡수되어 배설되기 때문에 간담도약으로 사용된다.

안전.

주요 기사:신장성 전신 섬유증

유리 가용화 이온으로서 가돌리늄(III)은 독성이 강하지만 킬레이트 화합물은 일반적으로 투여해도 충분히 안전한 것으로 간주된다.유리3+ Gd는 중간 치사량이 0.34mmol/kg([15]IV, 마우스) 또는 100~200mg/kg이지만, Gd를 킬레이트하면3+ [16]LD50이 50배 증가한다.

급성 또는 만성 신장 질환이 있는 사람에게 Gd 킬레이트를 사용하면3+ 희귀하지만 심각한 전신 질환인 강직성 섬유증(NSF)[17][18][19]과 어느 정도 강피증을 일으킬 수 있다.조영제 [20]주입 후 몇 개월 후에 발생할 수 있습니다.신장 기능이 저하된 환자는 만성 신장 [21][22]질환 환자보다 투석 환자가 더 위험하므로 NSF에 걸릴 위험이 더 높습니다.NSF는 선형 및 매크로사이클릭[23][24](대환식 이온 화합물이 [25][17]Gd를 방출할3+ 가능성이 가장 낮은 것으로 확인됨), 가돌리늄 함유 MRI 조영제에 의해 발생할 수 있지만 선형에 의해 훨씬 더 자주 발생한다.

가돌리늄은 장기간에 걸쳐 선형 또는[26][27] 대순환 GBCA를 1회 이상 주입한 후에도 뇌, 심장 근육, 신장, 간 및 기타 장기에 남아 있는 것으로 밝혀졌다.주입 시 신장 손상 유무, 배위자의 분자 구조 및 투여 용량에 따라 양이 다르다.

체외 연구에서 GBCAs는 신경독성이 [28]있는 것으로 밝혀졌으며, 연구 결과 MRI(가돌리늄 증착을 나타내는)의 치핵에서 신호 강도는 낮은 언어 [29]유창도와 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다.혼란은 종종 가능한 임상 [28]증상으로 보고된다.FDA는 의사들에게 가돌리늄 조영제의 [30]사용을 제한하도록 요청했습니다. 필요한 정보가 사용을 통해 제공될 때만요.1mmol 이상의 선량을 자궁내 주입하는 것은 심각한 신경학적 합병증과 관련이 있으며 [31][32]사망에 이를 수 있다.림프계는 [33][34]정맥주사 시 뇌에 대한 GBCA의 주요 접근일 수 있다.

조영제가 함유된 가돌리늄에 노출된 후 뇌 및 기타 조직에 가돌리늄이 유지된다는 증거가 계속됨에 따라 2017년 [14]EMA가 결합 친화력이 낮은 선형3+ 가돌리늄 기반 배지를 중단하도록 한 인체용 의약품위원회(CHMP)의 안전성 검토가 이루어졌다.

미국에서는 이 연구로 FDA가 모든 가돌리늄 기반 조영제에 대한 등급 경고를 개정했다.가돌리늄 기반 배지의 사용은 조영제의 유지 특성을 주의 깊게 고려한 후에 사용하는 것이 좋습니다.다회 복용량이 필요한 환자, 임신 및 소아과 환자, 염증성 질환 환자에는 각별한 주의를 기울인다.가능한 경우 반복 GBCA 영상 연구, 특히 간격이 긴 MRI 연구를 최소화합니다.그러나 필요한 GBCA MRI [35]스캔을 피하거나 지연하지 마십시오.

2017년 12월, FDA는 의약품 안전 통신에서 이러한 새로운 경고를 모든 GBCA에 포함시킬 것을 요구하고 있다고 발표했다.FDA는 또한 환자 교육을 늘리고 가돌리늄 조영제 공급업체가 이러한 [36]약물의 안전성을 평가하기 위해 추가적인 동물 및 임상 연구를 수행하도록 요구할 것을 요구했다.

프랑스 보건당국은 GBCA의 최소 복용량을 권장하며 [37]GBCA 없이는 필수 진단 정보를 얻을 수 없는 경우에만 GBCA를 사용할 것을 권장합니다.

세계보건기구는 2009년 11월 "고위험 가돌리늄 함유 조영제(Optimark, Omniscan, Magnevist, Magnegita, Gado-MRT ratiopharm)는 신장에 심각한 문제가 있는 환자, 예약 환자 또는 예약 환자에서 금지된다"고 여러 가돌리늄 조영제 사용을 제한했다.생후 [38]4주까지 신생아의 간 이식 수술을 받았습니다.

임신 중 자기공명영상화에서 임신 초기 가돌리늄 조영제는 가돌리늄 콘트라스에 사전 피폭된 397명의 유아를 포함한 소급 연구에 따르면 몇 가지 형태의 류머티즘, 염증 장애 또는 침투성 피부 상태에 대한 소아 진단 위험이 약간 증가하는 것과 관련이 있다.t.[39] 임신 2기와 3기에서 가돌리늄 대비는 같은 연구에서 [39]사산 또는 신생아 사망 위험이 약간 증가하는 것과 관련이 있다.

아나필락토이드 반응은 드물며, 약 0.03–0.1%에서 발생한다.

산화철: 초파라매틱

주요 기사:초파라매틱 이완계

산화철 조영제에는 슈퍼파라매틱 산화철(SPIO)과 울트라스몰 슈퍼파라매틱 산화철(USPIO)의 2종류가 있습니다.이러한 조영제는 산화철 나노 입자의 부유 콜로이드로 구성되며, 영상촬영 중에 주입되면 흡수 조직의 T 신호가2 감소합니다.SPIO 및 USPIO 조영제가 간 병변 [40][41]평가에 성공적으로 사용되었습니다.

  • Feridex I.V. (Endorem 및 Ferumoxide라고도 함)이 제품은 AMAG Pharma에 의해 2008년 [42]11월에 단종되었습니다.
  • Resovist(Clivist라고도 함).이것은 2001년에 유럽 시장에 승인되었지만,[43] 2009년에 생산이 중단되었습니다.
  • Sinerem(콤비덱스라고도 함)Guerbet은 2007년에 [44]이 제품의 마케팅 허가 신청을 철회했습니다.
  • Lumirm(일명 Gastromark).Gastromark는 1996년[45] FDA의 승인을 받았으며 2012년 [46][47]제조사로부터 단종되었다.
  • Clariscan(PEG-fero, Feruglose 및 NC100150이라고도 함)이 철계 조영제는 시판되지 않았으며 안전상의 [48]문제로 2000년대 초에 개발이 중단되었다.2017년 GE Healthcare는 Clariscan이라는 [49]상표명으로 가다테루민산(gadoterate meglumin)을 함유한 거시 순환형 세포외 가돌리늄 기반 조영제를 출시했습니다.

철 플래티넘: 초파라매틱

초파라매틱 철-플래티넘 입자(SIPPs)가 보고되었으며 더 일반적인 산화철 나노 입자에 비해 T 완화성이 상당히 우수했다2.SIPP는 또한 인지질로 캡슐화되어 인간 전립선암 [50]세포를 대상으로 하는 다기능 SIPP 스텔스 면역체를 생성했다.하지만 이들은 아직 인간에게 시도된 적이 없는 수사 요원들이다.최근 연구에서 다기능 SIPP 미셀이 합성되어 전립선 특이막 [50]항원에 대한 모노클로널 항체로 결합되었다.시험관내 인간 전립선암 세포를 대상으로 한 복합체는 SIPP가 미래에 종양 특이적 조영제로서 역할을 할 수 있음을 시사한다.

망간

망간(II) Mn-DPDP(망가포디피르) 등의 킬레이트(Kilt)는 T신호를1 [51]증강시킨다.킬레이트는 생체 내에서 망간과 DPDP로 분해되며 망간은 담즙으로 배설되는 반면 DPDP는 신장 [52]여과로 제거된다.망가포디피르는 다발성 경화증과 [53][54]같은 신경변성 질환을 포함한 인간 신경영상 임상시험에 사용되어 왔다.망간(이온은 종종 MEMRI (Manganese-Enhanced [55]MRI)라고 불리는 동물 연구에서 조영제로 사용됩니다.Mn 이온은 칼슘 운반 경로를 통해 세포로 들어갈 수 있어2+ 뇌 기능 [56]촬영에 활용돼 왔다.

포르피린과 프탈로시아닌이 포함된 망간(III) 킬레이트도 [51]연구됐다.

다른 잘 연구된 산화철계 나노입자와 달리 Mn계 나노입자에 대한 연구는 비교적 초기 [57]단계에 있다.

조영제 경구 투여

다양한 구강 조영제는 위장관의 이미지를 향상시킬 수 있다.여기에는 가돌리늄 및 망간 킬레이트 또는 T 신호 강화를 위한1 철염이 포함됩니다.T2 신호를 낮추기 위해 SPIO, 황산바륨, 공기 및 점토를 사용했습니다.T의 콘트라스트 향상을 [58]위해1 블루베리, 녹차 등 망간 농도가 높은 천연 제품을 사용할 수도 있다.

페르플루오로카본의 일종인 페르플루브론은 소아 [59]영상촬영을 위한 위장 MRI 조영제로 사용되어 왔다.이 조영제는 체강 내 수소 이온 수를 줄여 이미지에서 어둡게 보이게 합니다.

단백질 기반 MRI 조영제

다음 항목도 참조하십시오.효소활성 MR조영제

새로운 연구는 일부 아미노산이 가돌리늄과 [60][61][62][63]결합하는 능력에 기초하여 단백질 기반의 조영제의 가능성을 시사한다.

「 」를 참조해 주세요.

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