Эхогель как контрастное средство¶

Эхогель — это водная суспензия или гелеобразная композиция, содержащая рассеивающие ультразвук микрочастицы и применяемая в ультразвуковой диагностике для повышения эхогенности (отражения ультразвука) исследуемых структур. Относится к классу ультразвуковых контрастных средств и вспомогательных сред. Основные компоненты — дисперсионная среда (вода, физиологический раствор, глицерин, полимерный гель) и дисперсная фаза из газовых микропузырьков или твёрдых частиц, акустический импеданс которых отличается от импеданса окружающих тканей.

¶Общее описание

В ультразвуковой визуализации контраст между структурами создаётся различием акустических свойств: чем сильнее отражающая способность объекта, тем ярче он выглядит на эхограмме. Эхогель искусственно усиливает это различие. Термин применяется в двух близких значениях:

• как контактная среда между датчиком и поверхностью тела, устраняющая воздушную прослойку;
• как вводимая в полости или сосуды композиция, повышающая эхогенность содержимого.

В первом случае гель лишь обеспечивает акустический контакт, во втором он выполняет роль активного контраста.

¶Состав и физические принципы

Ключевой параметр — акустический импеданс (произведение плотности среды на скорость звука в ней). На границе двух сред с разным импедансом возникает отражение ультразвуковой волны; доля отражённой энергии тем выше, чем больше различие. Газовые микропузырьки обладают импедансом, на несколько порядков отличающимся от импеданса мягких тканей, поэтому даже малые их концентрации дают выраженный сигнал.

Типичные компоненты:

Микропузырьки обычно имеют диаметр от 1 до 10 мкм, что позволяет им проходить через капилляры лёгких и сохранять устойчивость в кровотоке в течение нескольких минут. Оболочка (липидная, альбуминовая или полимерная) препятствует быстрому растворению газа в крови.

¶История

Развитие ультразвуковых контрастных средств началось в конце 1960-х годов, когда было замечено, что пузырьки газа в физиологическом растворе усиливают эхосигнал. В 1980-х появились первые целенаправленные контрастные препараты на основе растворов с микропузырьками. В 1990-х были созданы средства второго поколения с оболочкой из липидов и фторуглеродным газом, что резко повысило стабильность и время циркуляции. Параллельно развивались твёрдотельные и полимерные суспензии для визуализации полостей и свищей.

¶Классификация

По агрегатному состоянию дисперсной фазы:

• Газосодержащие (микропузырьковые) — наиболее распространённый тип для внутрисосудистого введения.
• Твёрдотельные суспензии — частицы оксидов, полимеров, солей; применяются для контрастирования полостей.
• Комбинированные — сочетание пузырьков и твёрдых частиц.

По способу применения:

• Наружные контактные гели — наносятся на кожу под датчик.
• Внутриполостные — вводятся в полые органы (мочевой пузырь, матка, прямая кишка, свищевые ходы).
• Внутрисосудистые — инъекционные контрастные препараты.

По назначению:

• диагностические;
• вспомогательные (для расширения полостей и улучшения визуализации стенок).

¶Применение

В клинической практике эхогели и ультразвуковые контрасты используются в нескольких направлениях.

Акустический контакт. Стандартный гель на водной основе наносят на кожу перед сканированием. Без него воздушная прослойка отражает почти весь ультразвук, и изображение не формируется.

Контрастирование полостей. Введение геля или суспензии в полый орган позволяет измерить его объём, оценить форму, выявить дефекты стенок, свищи, затеки. Так, при исследовании свищевых ходов введение эхогеля делает их видимыми на всём протяжении.

Сосудистая визуализация. Микропузырьковые контрасты применяют для оценки перфузии органов, выявления опухолевого кровотока, изучения сердца и крупных сосудов. Метод позволяет различать доброкачественные и злокачественные образования по характеру васкуляризации.

Функциональные исследования. Контрастные средства используют для оценки моторики, проходимости и рефлюксов в желудочно-кишечном и урогенитальном трактах.

¶Требования и безопасность

К эхогелям предъявляют ряд требований:

• биологическая инертность и отсутствие токсичности;
• стабильность при хранении и в организме;
• предсказуемые акустические свойства;
• отсутствие раздражающего и аллергенного действия;
• стерильность для инвазивных применений.

Наиболее серьёзные нежелательные реакции связаны с внутрисосудистыми микропузырьковыми препаратами: возможны аллергические реакции, редко — кардиопульмональные осложнения. Поэтому их применение ограничивают при нестабильной гемодинамике и ряде кардиологических состояний. Контактные гели считаются практически безопасными, однако описаны случаи контактного дерматита.

¶Ограничения метода

Эффективность контраста зависит от глубины залегания объекта, частоты датчика и времени после введения: пузырьки постепенно разрушаются под действием ультразвука и выводятся из кровотока. Твёрдотельные суспензии не проходят через капилляры и пригодны только для полостного применения. Кроме того, количественная оценка перфузии остаётся менее стандартизированной, чем при других методах визуализации.

¶Смежные технологии

Эхогели связаны с развитием таргетных контрастов, несущих лиганды к определённым рецепторам, и с методами молекулярной визуализации. Перспективны также тераностические системы, в которых микропузырьки служат одновременно носителями лекарств и средством их локального высвобождения под действием ультразвука.