ΟΥΣΙΕΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ  
Η υπερηχοτομογραφία με σκιαγραφική ουσία είναι μία μέθοδος που ενώνει τη χρήση ενός υπερηχοτομογραφικου σκιαγραφικού μέσου και ενός ειδικού υπερηχοτομογραφικού συστήματος  , με σκοπό να απεικονίζει τη ροή της μάκρο και μίκρο αγγείωσης των ιστών και οργάνων.Οι κυριότερες εφαρμογές στον άνθρωπο αφορούν καρδιαγγειακές ασθένιες , τραυματισμούς και νεοπλασίες ιστών καθώς και έλεγχο μετάστασης.Το υπερηχοτομογραφικό σκιαγραφικό μέσο είναι ουσία αέρια που μπαίνει στο κυκλοφορικό  σύστημα και δίνει ενίσχυση του  υπερηχοτομογραφικού σήματος.Τα σκιαγραφικά μέσα στην υπερηχοτομογραφία είναι σε θέση  να διασχίζουν την πνευμονική κυκλοφορία και να φτάνουν στο συστεμικό αγγειακό δίκτυο και να παραμένουν για επαρκή χρονικό διάστημα στο εσωτερικό του αγγειακού δικτύου που εξετάζουμε.Στην ιατρική δίαφορες μελέτες , έδειξαν ότι για τον  έλεγχο πρωτοπαθών νεοπλασιών και ηπατικών μεταστάσεων  , οι σκιαγραφικές ουσίες στην υπερηχοτομογραφία έχουν αυξημένη ευαισθησία και ειδικότητα σε σχέση με τη συμβατική υπερηχοτομογραφία , και σε σύγκριση με τις μέχρι τώρα θεωρούμενες ως gold standard αξονική και μαγνητική τομογραφία.

• 

 

ΟΥΣΙΕΣ
Οι σκιαγραφικές ουσίες αποτελούνται από μικροφυσαλλίδες σταθεροποιημένες με μία μεμβράνη και με αέριο περιεχόμενο.Οι πολύ μικρές διαστάσεις των φυσαλλίδων (διάμετρο  2-6μm  μικρότερη και από την διάμετρο των ερυθρών αιμοσφαιρίων)επιτρέπουν στα σκιαγραφικά  αν χορηγηθούν ενδοφλεβίως από περιφερική φλέβα  και περνώντας τον πνευμονικό κύκλο μπορούν και φτάνουν στο αγγειακό δίκτυο της συστηματικής κυκλοφορίας.Χάρη στις ακουστικές τους ιδιότητες , οι μικροφυσαλλίδες καθορίζουν την αύξηση της ηχώ ανάκλασης του αίματος στο οποίο έχουν εγχυθεί.Η τεχνολογική πρόοδος έχει σαν αποτέλεσμα την παρουσία διαφόρων τύπων σκιαγραφικών ουσιών με διαφορετικά  φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά.
Τα πρώτα σκιαγραφικά μέσα ήταν δομημένα απλώς από διάλυμα φυσιολογικού ορού ανακινούμενο χειροκίνητα.Οι φυσαλλίδες αυτές είχαν μεγάλες διαστάσεις , ελλειπή σταθερότητα , μικρή διάρκεια και δεν ήταν σε θέση να διασχίσουν τον πνευμονικό κύκλο.Για το λόγο αυτό η εφαρμογή τους ήταν περιορισμένη στην απεικόνιση αναστομώσεων ένδο-έξω καρδιακών δεξιών-αριστερών.

Η πρώτη γενιά σκιαγραφικών ουσιών χαρακτηρίζεται από σκληρή εξωτερική μεμβράνη ποικίλης φύσης και το περιεχόμενο της φυσαλλίδας είναι αέρας.Ο περιορισμός βρίσκει βάση στην αδυναμία παραγωγής συνεχούς ενίσχυσης που θα έδινε μία δυναμική εξέταση σε πραγματικό χρόνο του εξεταζόμενου ιστού/οργάνου.Για να έχουμε μία επαρκή παραγωγή ηχούς είναι αναγκαίο να προκαλέσουμε ρήξη των φυσαλλίδων , καθώς η απεικόνιση της διανομής του μέσου είναι στιγμιαία , μπορεί να είναι εφικτή λίγα δευτερόλεπτα μετά την έγχυση  και έχει μία διάρκεια λίγω χιλιοδευτερολέπτων.Το αποτέλεσμα είναι η απεικόνιση μίας εικόνας που δημιουργείται από την ρήξη του σκιαγραφικού και τη δημιουργία μίας χαρτογράφησης όπου φαίνεται που υπάρχει και που δεν υπάρχει σκιαγραφική ουσία .Αυτή η τεχνική του σκιαγραφικού και της χαρτογράφησης ονομάζεται Flash Echo Imaging. Ο περιορισμός αυτής της μεθόδου είναι η μικρή αντοχή του μέσου και ξεπεράστηκε με την εμφάνιση της δεύτερης γενιάς σκιαγραφικών μέσων.    

Η δεύτερη γενιά σκιαγραφικών ουσιών χαρακτηρίζεται από μία ελαστική μεμβράνη και αέριο περιεχόμενο διαφορετικής φύσης από τον αέρα που περιείχε η πρώτη γενιά.Αυτά τα χαρακτηριστικά επιτρέπουν στις μικροφυσαλλίδες να αντέχουν περισσότερη διάρκεια στην κυκλοφορία χάρη στη μειωμένη διάχυση του αερίου.Επιπλέον τα χαρακτηριστικά ελαστικότητας έχουν ως αποτέλεσμα την μαγνήτιση της φυσαλλίδας με το κύμα υπερήχων και την παραγωγή αυξημένης ποσότητας αρμονικού σήματος.Το πιό διαδεδομένο σκεύασμα αυτής της γενιάς στην Ευρώπη είναι το Sonovue ,δομημένο από μία μεμβράνη φψσφολιπιδίων και αέριο περιεχόμενο εξασθενές θείο.εγκεκριμένο για τη χρήση σε καριακή μελέτη , μακροαγγείωση και μίκροαγγείωση.Οι μικρές διαστάσεις των μικροφυσαλλίδων (5μm) σε συνδιασμό με την αυξημένη σταθερότητα και αντοχή αυτού του μέσου είναι η βάση της επιτυχίας αυτού του μέσου.
 
Η Τρίτη γενιά σκιαγραφικών ουσιών μπορεί να περιέχει  αέρα ή αέριο με μεβράνη που είναι δομημένη από πολυμερή και έχει βελτιωμένη αντοχή και σταθερότητα στη κυκλοφορία του αίματος.

• 

ΑΣΦΑΛΕΙΑ
Στα ζώα συντροφιάς δεν έχουν αναφερθεί παρενέργειες μετά την χορήγηση σκιαγραφικης ουσίας στον υπέρηχο.Μέχρι σήμερα μελέτες αναφέρουν σημαντική μικρότερη πιθανότητα αλλεργικής αντίδρασης από υπερηχοτομογραφική σκιαγραφική ουσία σε σχέση με τα σκιαγραφικά που χρησιμοποιούνται στην αξονική ή μαγνητική τομογραφία.Το αέριο που περιέχεται μέσα στη μικροφυσαλλίδα εκπνέεται σε λίγα λεπτά και η μεμβράνη φιλτράρεται από τους νεφρούς.Σκιαγραφικές ουσίες που περιείχαν ανθρώπινη αλβουμίνη στη μεμνράνη τους προκάλεσαν αλλεργική αντίδραση σε δύο σκυλιά .

ΟΦΕΛΗ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ
Σήμερα  η υπερηχοτομογραφία με σκιαγραφική ουσία αντιπροσωπεύει μία μέθοδο με μεγάλη δυναμική εφαρμογής και στα ζώα συντροφιάς.
Οι υπερηχοτομογραφικές σκιαγραφικές ουσίες , σε συνδιασμό με ειδικές απεικονιστικές μεθόδους , αυξάνουν την ένταση του σήματος που επιστρέφει από τους ιστούς βελτιώνοντας την ανάλυση Doppler σε όλες τις εφαρμογές και  ενδυναμώνει την απεικόνιση της ηχωδομής στη σκάλα του γκρί.Μέχρι σήμερα είναι διαθέσιμες πληροφορίες που αφορούν την κατανομή του μέσου σε διάφορα ενδοκοιλιακά όργανα.Πιο συγκεκριμένα  η υπερηχοτομογραφία με σκιαγραφική ουσία επιτρέπει τη μελέτη της μάκρο και μίκρο αγγείωσης ενδοκοιλιακών οργάνων , περιέχοντας το διαχωρισμό αγγείων νέοδομημένων,όπως της νεοπλασματικής αγγείωσης και στενωτικών αγγέιων , που επιτρέπει την πιό λεπτομερήμελέτη ισαιμικών περιοχών.Επιπλέον επιτρέπει τον χαρακτηρισμό εστιακών αλλοιώσεων  , την απεικόνιση μή ανιχνεύσιμων αλλοιώσεων με τη συμβατική υπερηχοτομογραφία καθώς και την παρακολούθησή τους κατά την διάρκεια της θεραπείας.Σε πολλά περιστατικά η χρήση υπερηχοτομογραφίας με σκιαγραφικής ουσίας είναι μία έφκυρη εναλλακτική λύση , και ακόμη πιό συχνά ξεπερνάει την αξονική και μαγνητική τομογραφία με σκιαγραφική ουσία λόγω των πλεονεκτημάτων που έχει σε σχέση με αυτές , όπως εύκολη εφαρμογή , πιο οικονομική και μεγαλύτερη  ακρίβεια  διάγνωσης. Αξίζει να σημειωθεί ότι στα περισσότερα περιστατικά δεν είναι αναγκαία η αναισθησία καθώς και η ακτινοβόληση του ζώου.Αξιολογώντας την συμπεριφορά εστιακών αλλοιώσεων στην υπερηχοτομογραφία με σκιαγραφική ουσία και στην αξονική τομογραφία με σκιαγραφική ουσία παρατηρείται μία σύμπτωση πάνω από 85%.Με την υπερηχοτομογραφική εξέταση με σκιαγραφική ουσία  , χρησιμοποιώντας την ώς παράμετρο για τη διαφοροποίηση καλοήθους από κακόηθη αλλοίωση η υποηχωγένεια στην πυλαία φάση είναι δυνατό να ξεκαθαρίσει έγκυρα την κακοήθεια στο 91% των αλλοιώσεων. Το 9% των αλλοιώσεων που λανθασμένα χαρακτηρίστηκαν ώς καλοήθεις αποδίδεται στην ιδιαίτερη φαρμακοκινητική των υπερηχοτομογραφικών σκιαγραφικών μέσων. Πιο συγκεκριμένα τα τελευταία σε σύγκριση με τα σκιαγραφικά μέσα που χρησιμοποιούνται στην αξονική τομογραφία ,δεν φτάνουν στο ενδιάμεσο ενδοκυττάριο χώρο  και παραμένουν ενδοαγγειακά,επομένως η παρατηρούμενη ενίσχυση στη πυλαία φάση και την καθυστερημένη φάση μοιάζει να οφείλεται στην παραμονή μικροφυσαλλίδων στην μικροκυκλοφορία.Παρόλα αυτά τα πλεονεκτήματα , συνιστάται να ακολουθείται κυτταρολογική εξέταση ή ιστοπαθολογική εξέταση της αλλοίωσης για την ορθή διάγνωση της εξέτασης.
Στο πρόσφατο μέλλον η χρήση τους στην κλινική πράξη θα έχει γεωμετρική πρόοδο , χάρη στην πληθώρα των πληροφοριών που θα δίνουν και στο ευρή πεδίο εφαρμογών.Παρακάτω θα αναφερθούν μερικές από αυτές.
Η μελέτη της αιμάτωσης του μυοκαρδίου για την έγκαιρη διάγνωση περιοχών με μειωμένη αγγείωση αντιπροσωπεύει μία από της πιό σημαντικές εφαρμογές των σκιαγραφικών μέσων στην ιατρική καρδιολογία και στη μελλοντική τους χρήση στην κτηνιατρική καρδιολογία. Άλλες αγγειακές παθήσεις της κοιλίας (θρομβο-έμβολα,έμφρακτα,αγγειοπάθεια δευτερογενή από συστροφή οργάνου,διαφοροποίηση θρόμβου από κακόηθη εστιακή νεοπλασία)μπορούν να διεγνωσθούν με την ίδια μέθοδο.Η έγχυση μέσα στην αλλοίωση σκιαγραφικού μέσου έχει βρεί επιτυχή εφαρμογή σε μερικά πειραματικά περιστατικά στην ιατρική για την ανίχνευση του λεμφαδένα φρουρού.Σε τραυματισμένο ζώο , η ανίχνευση για αιμορραγίες ή ρήξη κοιλιακών οργάνων  έχει βρεί εφαρμογή με τη χρήση σκιαγραφικών μέσων.Ρήξη ή αιμορραγία σε συμπαγή όργανα όπως  το ήπαρ, σπλήνα ή νεφροί είναι πολύ καλύτερα απεικονίσημες στην αρτηριακή φάση.

Στο σκύλο ,σε περιστατικά πυλαίας αναστόμωσης , οι σκιαγραφικές πυσίες προσφέρουν ενίσχυση στην απεικόνιση της αγγείωσης στην αρτηριακή φάση του ήπατος.Αυτό το φαινόμενο μοιάζει να είναι ένας μηχανισμός προληπτικός,που απεικονίζει την φυσιολογική ροή αίματος στο ήπαρ.Η αλλαγή της ποσότητας  της αρτηριακής αιμάτωσης του ήπατος μπορεί να παρατηρηθεί και σε περιπτώσεις με πυλάια υπέρταση που οφείλεται σε βλάβη της δομής του ήπατος, δευτερογενώς σε συμπίεση ή εμφραξη της πυλαίας από μάζα ή θρόμβο.Όντως η χρήση σκιαγραφικών δεύτερης γενιάς  έχει δείξει μία αύξηση στις διαστάσεις και την ελικωση των ηπατικών αρτηριών  η ηπατική αιμάτωση είανι πιό γρήγορη σε σύγκριση με τα αναφερθέντα όρια για υγιή σκυλιά, το ΤΤΡ(χρόνος από τη στιγμή της έγχυσης μέχρι τη το ζενίθ της συγκέντρωσης της σκιαγραφικής ουσίας) έχει αναφερθεί στα 7 δευτερόλεπτα.Αυτά τα πρώτα δεδομένα πρέπει ακόμη να επαληθευτούν και περαιτέρω έρευνες είναι αναγκαίες για την εξακρίβωση  εάν η χρήση σκιαγραφικών ουσιών στον υπέρηχο μπορεί να είναι χρήσιμη στη διάγνωση αγγειακών αναστομώσεων στο σκύλο. Η καταγραφή βίντεο  με τη χρήση σκιαγραφικών και η αποθήκευση τους σε ψηφιακή μορφή δίνει τη δυνατότητα περαιτέρω ανάλυσης των δεδομένων με ειδικά προγράμματα που επιτρέπουν την ποιοτική και ποσοτική αξιολόγηση της αιμάτωσης του εξεταζόμενου ιστού. Οι εικόνες επεξεργάζονται αυτόματα και η ένταση του σήματος αναλύεται σε κάθε πίξελ , δημιουργώντας χάρτες χρώματος με διαφορετική αιμάτωση.
Εν τέλει , μπορούν να παράγουν καμπύλες εντάσεως/χρόνο σχετικές με τις περιοχές επιλογής , όπως για παράδειγμα για την μελέτη της στένωσης της νεφρικής αρτηρίας,για το χαρακτηρισμό εστιακών ηπατικών αλλοιώσεων, αλλοιώσεων των μαστικών αδένων,αλλοιώσεων του μυοσκελετικού και για τη σταδιοποίηση της ηπατικής κίρρωσης.Επιπλέον μελέτες βρίσκουν τόπο στην θεραπευτική εφαρμογή των σκιαγραφικών ουσιών όπως μεταφέροντας φάρμακα ή ακολουθίες γονιδίων.
Οι μικροφυσαλλίδες μπορούν να μεταφέρουν φάρμακα με διάφορους τρόπους.Τα φάρμακα μπορούν να είναι κολλημένα στη εξωτερική επιφάνεια της μεμβράνης ,να απαρτίζουν  τη μεμβράνη την ίδια  ή να βρίσκονται στη αέρια δομή.Η μικροφυσαλλίδα ταξιδεύει από το λεμφικό σύστημα στη νεοπλασματική νεοαγγείωση μία φορά στο εσωτερικό του οργάνου , γίνεται η καταστροφή  και με αυτό το τρόπο το φάρμακο με τρομερή ακρίβεια εφαρμόζεται θεραπευτικά αποφεύγοντας τα τοξικά φαινόμενα σε άλλους ιστούς.Αυτός ο τομέας γεννάει στην ογκολογία νέες και χωρίς όρια προοπτικές για τη χημειοθεραπεία και τη γενετική θεραπεία.