造影剤は、コンピュータ断層撮影(造影CT)、投影X線撮影、透視検査などのX線画像診断法において、体内の構造をより鮮明に映し出すために使用される物質です。造影剤は通常ヨウ素、まれに硫酸バリウムが用いられます。造影剤は外部からのX線を吸収するため、 X線検出器への被曝量が減少します。これは、放射線を放出する核医学で使用される放射性医薬品とは異なります。
磁気共鳴画像法(MRI)は様々な原理に基づいて機能するため、MRI造影剤の作用機序も異なります。これらの化合物は、近傍の水素原子核の磁気特性を変化させることによって作用します。
X線検査で使用される造影剤は、陽性造影剤(ヨウ素造影剤、硫酸バリウム)と陰性造影剤(空気、二酸化炭素、メチルセルロース)に分類できます。[ 1 ]

ヨウ素造影剤はヨウ素を含有しています。これは静脈内投与される主要な放射線造影剤です。ヨウ素は、その最内殻電子(「K殻」)の結合エネルギーが33.2 keVであり、診断用放射線撮影で使用されるX線の平均エネルギーとほぼ同じであるため、放射線撮影の造影剤として特に有利です。入射X線のエネルギーが、照射される原子のK端に近いほど、光電吸収が起こりやすくなります。
その用途には以下が含まれます。

硫酸バリウムは主に消化器系の画像診断に用いられる。この物質は水に溶けない白色粉末であり、水と混ぜてスラリー状にし、消化管に直接投与される。
硫酸バリウムは、不溶性の白色粉末で、一般的に消化管の造影剤として使用されます。投与方法に応じて、水、増粘剤、凝集防止剤、香料などと混合して造影剤が作られます。硫酸バリウムは溶解しないため、このタイプの造影剤は不透明な白色の混合物です。消化管内でのみ使用され、通常は硫酸バリウム懸濁液として経口摂取するか、浣腸として投与されます。検査後、糞便とともに体外に排出されます。
空気は、造影剤として使用することが可能です。なぜなら、空気は造影対象となる組織よりも放射線透過性が低いためです。二重造影バリウム浣腸(DCBE)では、空気とバリウムの両方を併用します。空気のみを造影剤として用いる空気関節造影では、関節腔に空気を注入することで、骨の端を覆う軟骨を可視化することができます。
現代の神経画像診断技術が登場する以前は、脳脊髄液を置換するために空気やその他のガスが造影剤として用いられ、気脳造影検査が行われていた。かつては一般的であったものの、非常に不快なこの検査は、「空気検査」とも呼ばれ、脳内の構造の輪郭を強調し、病変の存在によって引き起こされる形状の歪みを調べるために用いられていた。

二酸化炭素は血管形成術においても重要な役割を果たします。天然由来の物質であり、アレルギー反応のリスクがないため、低リスクです。ただし、神経血管系の処置では塞栓症のリスクがあるため、横隔膜より下の部分でのみ使用できます。注入時には、室内の空気との混入を避けるため、慎重に使用する必要があります。二酸化炭素は陰性造影剤であり、血管内に注入すると血液を押し出す性質があります。
トロトラストは放射性二酸化トリウムをベースとした造影剤で、1929年に初めて導入されました。画像強調効果は良好でしたが、発がん性があることが判明したため、1950年代後半に使用が中止されました。この物質は投与された人の体内に残るため、継続的な放射線被曝をもたらし、肝臓、胆管、骨の癌のリスク、および血液悪性腫瘍(白血病とリンパ腫)の発生率の上昇と関連していました。[ 2 ]トロトラストは使用中止されるまでに何百万人もの患者に投与された可能性があります。
過去には、水溶性でない造影剤がいくつか使用されていました。そのような物質の1つが、ヨード化油性物質であるイオフェンジル酸(商品名:パントパケ、ミオジル)で、脊髄造影で一般的に使用されていました。油性であるため、医師は検査終了時に患者から除去することが推奨されていました。これは痛みを伴う困難な手順であり、完全な除去が常に達成できるとは限らなかったため、体内にイオフェンジル酸が残留すると、脊髄の痛みを伴う衰弱性の生涯にわたる疾患であるクモ膜炎を引き起こす可能性がありました。 [ 3 ] [ 4 ] 1970年代後半に水溶性造影剤(メトリザミドなど)が利用可能になったため、イオフェンジル酸の使用は中止されました。また、 MRIの登場により、脊髄造影ははるかに少なく行われるようになりました。
現代のヨウ素造影剤、特に非イオン性化合物は、一般的に忍容性が高い。[ 5 ]放射線造影剤の副作用は、A型反応(例:甲状腺中毒症)とB型反応(過敏症反応:アレルギー反応と非アレルギー反応[以前はアナフィラキシー様反応と呼ばれていた])に分類できる。[ 6 ]
静脈注射で造影剤を投与された患者は、通常、喉のあたりに熱感を感じ、この熱感は徐々に骨盤部へと移動していく。
造影剤誘発性過敏症反応の発症リスク因子としては、過去の造影剤過敏症の既往歴、急性アレルギー、原因造影剤の使用、および記録/管理エラーなどが挙げられる[ 7 ]。
造影剤に対する副作用の記録は、造影剤が再度投与された場合に患者が適切な予防措置を受けられるように正確に記録されるべきである。[ 8 ]
ヨード造影剤は、特にカテーテル冠動脈造影などの検査の前に動脈から投与された場合、腎臓に毒性を示す可能性がある。コンピューター断層撮影検査でほぼ独占的に使用される非イオン性造影剤は、CT検査に必要な用量で静脈内投与された場合、CINを引き起こすことは示されていない。[ 9 ]
ヨウ素造影剤は、甲状腺の過活動(甲状腺機能亢進症)および低活動(甲状腺機能低下症)を引き起こす可能性があります。1回の検査後にこれらのいずれかの状態が発生するリスクは、ヨウ素造影剤を用いたスキャンを受けていない人の2~3倍です。甲状腺機能低下症は、ヨウ素が甲状腺ホルモンの産生を抑制するプランマー効果とウォルフ・チャイコフ効果と呼ばれる2つの現象によって媒介されます。これは通常一時的なものですが、長期的な甲状腺機能低下症との関連があります。他の人には、ヨウ素が甲状腺ホルモンの過剰産生を引き起こすヨードバセドウ現象と呼ばれる反対の効果を示す人もいます。これは、基礎疾患としての甲状腺疾患(結節やバセドウ病など)または過去のヨウ素欠乏の結果である可能性があります。妊娠中にヨウ素造影剤に曝露された子供は、出生後に甲状腺機能低下症を発症する可能性があり、甲状腺機能のモニタリングが推奨されます。[ 10 ]