等滲低濃度對比劑肺動脈CT血管成像臨床應用研究

馬麗婭，周文，胡瓊潔，萬維佳，李震，胡道予

肺動脈栓塞（pulmonary embolism，PE）是臨床常見胸部急危重癥，病死率較高。隨著多排螺旋CT在臨床上的廣泛應用，肺動脈CT血管成像（computed tomography pulmonary angiography，CTPA）因其快速性、便利性及無創(chuàng)性目前已在世界范圍內成為PE影像診斷的首選方法[1]。目前臨床廣泛應用的CTPA多應用高千伏（120kV為主，兼有120～140kV）和大劑量（60～100mL）高滲（370mg I／mL等）碘對比劑，但這些方法輻射劑量及碘負荷較大，對患者健康有潛在威脅。據(jù)研究報道[2]，隨著對比劑劑量的增加，對比劑腎病的發(fā)生率不斷上升。此外，還可能造成心血管系統(tǒng)及其它全身性副作用。故本文在低對比劑劑量、低輻射的基礎上，探索適合臨床常規(guī)應用的等滲、低濃度對比劑CTPA的可行性。

材料與方法

1.病例選擇

選擇2013年10月-2015年5月臨床懷疑或為排除PE、要求行CTPA檢查的門診或住院患者60例。男38例，女22例，年齡24～72歲，平均（52.5±12.9）歲。按照隨機數(shù)字表法等分為低濃度組（采用低千伏和等滲低濃度對比劑）和對照組（采用低千伏和高滲對比劑）各30例。所有患者體質量指數(shù)（body mass index，BMI）＜28kg／m2（排除肥胖患者）。臨床癥狀主要表現(xiàn)為胸悶、胸痛（32例）和下肢深靜脈血栓形成（26例）。兩組間患者性別、年齡和BMI差異無統(tǒng)計學意義（表1）。

表1 兩組患者基本資料比較

2.掃描方案

采用Toshiba Aquilion ONE 320CT掃描機，低濃度組采用等滲低濃度對比劑（270mg I／mL，碘克沙醇，通用電氣藥業(yè)上海有限公司）40mL；對照組采用高滲對比劑（370mg I／mL，碘普胺，拜耳醫(yī)藥保?。?0mL。CTPA掃描采用團狀跟蹤技術觸發(fā)的方法。掃描范圍為胸廓入口至肋弓下緣。使用雙筒雙流MEDRAD高壓注射器，經(jīng)肘靜脈以5.0mL／s流率注射預混液20mL（20%對比劑，80%生理鹽水），然后不間斷依次以5.0mL／s流率注射36mL對比劑及30mL生理鹽水。將ROI置于肺動脈主干，閾值設定為120HU，開始注射預混液時即啟動掃描，每1秒掃描1次，自動觸發(fā)后繼續(xù)注射36mL對比劑及30mL生理鹽水，同時將掃描點移至起點（胸廓入口，移床時間5～5.5s）并掃描，掃描時間2～3s。本研究患者圖像AIDR迭代水平均選擇為strong。低濃度組及對照組掃描參數(shù)：100kV，400mA。其他參數(shù)：層厚0.5mm，掃描速度0.5s／r，螺距0.994。

3.圖像后處理及分析

所有圖像均傳至Toshiba Aquilion工作站，由兩名有經(jīng)驗的CT診斷醫(yī)師在工作站上運用容積再現(xiàn)（VR）、多平面重組（MPR）、最大密度投影（MIP）等后處理技術顯示肺動脈及分支。由兩名有10年以上CT閱片經(jīng)驗的放射科醫(yī)師進行分析，用5分法目測評價圖像質量，取平均值。評分標準：清晰顯示第6級肺動脈分支5分，清晰顯示第5級肺動脈分支4分，清晰顯示第4級（亞段）肺動脈3分，清晰顯示第3級肺動脈分支2分，顯示葉動脈、左右肺動脈干及肺動脈主干1分。3分及以上為合格。觀察每組出現(xiàn)上腔靜脈周圍條紋偽影的病例數(shù)并進行評分：無偽影0分，有偽影但不影響診斷（局限在上腔靜脈周圍）1分，有偽影影響診斷（放射至右上葉肺動脈干）2分，手動畫出同層面的上腔靜脈區(qū)并測定其平均CT值（均數(shù)±標準差）。當肺動脈主干及（或）分支內可見等密度充盈缺損時認為有肺動脈栓塞，由兩名醫(yī)師獨立閱片診斷有否肺動脈栓塞，當意見不一致時，共同探討給出一致意見。

測量非栓塞區(qū)域及栓塞近端區(qū)域的肺動脈干（ROI面積100mm2）、左、右肺動脈（1級，ROI面積100mm2）CT值，計算其平均CT值（均數(shù)±標準差）。在下肺靜脈層面，胸前空氣區(qū)左、中、右3個區(qū)域取3個面積為100mm2的ROI，分別測量標準差，取其均值作為背景噪聲。分別測量雙側的脊柱旁肌的CT值，所得數(shù)據(jù)取算術平均值。上述測量由兩名醫(yī)師獨立測量。計算圖像信噪比（signal noise ratio，SNR）和對比噪聲比（contrast noise ratio，CNR）。SNR＝肺動脈平均CT值／背景噪聲，CNR＝（肺動脈平均CT值-脊柱旁肌平均CT值）／背景噪聲。輻射劑量：CT機自動測定掃描的容積CT劑量指數(shù)（CTDIvol）和劑量長度乘積（DLP）。

4.統(tǒng)計學方法

采用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計學分析，對兩組的圖像質量評分、上腔靜脈CT值、肺動脈主干及左右肺動脈平均CT值、噪聲值、SNR、CNR、CTDIvol、DLP和上腔靜脈偽影評分分別進行正態(tài)分布檢驗，如符合正態(tài)分布，兩組則進行獨立樣本t檢驗，不符合正態(tài)分布則進行秩和檢驗；采用卡方檢驗比較兩組間診斷肺栓塞陽性率的差異，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。兩名醫(yī)師圖像質量評分一致性分析采用組內相關系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）。

結 果

所有患者圖像均能顯示4～6級分支（圖1～2），兩組間圖像質量評分差異無統(tǒng)計學意義，且兩名閱片者的評分具有良好的一致性（低濃度組ICC＝0.892，對照組ICC＝0.935，P值均＜0.05）。低濃度組與對照組在上腔靜脈對肺動脈的影響評分差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），但低濃度組上腔靜脈CT值低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。低濃度組中有20例上腔靜脈評分為0～1分（圖1c），對肺動脈診斷不造成影響，10例評分為2分，對右肺動脈干構成影響，而對照組中18例上腔靜脈評分為2分（圖2c），12例為0～1分。低濃度組與對照組在肺動脈主干及左、右干平均CT值、噪聲、SNR及CNR差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。低濃度組及對照組輻射劑量差異均無統(tǒng)計學意義（表2、3）。

圖1 低濃度組，男，48歲。a）MIP圖像可顯示6級分支；b）VR重組可顯示6級分支；c）縱隔窗橫軸面示上腔靜脈對比劑存留較少（箭）。

圖2 對照組，男，51歲。a）MIP圖像可顯示5級分支；b）VR圖像可顯示5級分支；c）縱隔窗橫軸面示上腔靜脈對比劑存留較多（箭）。

圖3 低濃度組，男，46歲。MPR圖像示右下肺動脈干及分支栓塞（箭）。

圖4 對照組，女，77歲。MPR圖像示右下肺動脈分支小栓塞（箭）。

表2 兩組圖像質量及輻射劑量比較

肺動脈栓塞陽性率：低濃度組中，CTPA顯示肺動脈無栓塞18例，有栓塞12例（圖3），其中2例累及1級及以下分支，4例累及2級及以下分支，6例累及3級及以下分支，對照組中CTPA顯示肺動脈無栓塞15例，有栓塞15例（圖4），其中1例累及1級及以下分支，5例累及2級及以下分支，9例累及3級及以下分支。肺動脈栓塞影像征象主要表現(xiàn)為肺動脈主干及分支內軟組織密度充盈缺損，部分管腔變窄或呈截斷狀。低濃度組陽性率為40%，對照組為50%，兩組間無統(tǒng)計學差異（χ2＝0.606，P＝0.436）。

表3 兩組肺動脈主干、左干及右干圖像質量比較

討 論

碘克沙醇（270mg I／mL）是一種非離子型、等滲、二聚體對比劑，在血管內注射應用時有良好的耐受性，而且與其它單聚非離子型的對比劑相比，其副作用的發(fā)生率降低[3]。碘克沙醇（270mg I／mL）注入血管后易于與血液混勻，能減少上腔靜脈碘對比劑硬化偽影的產(chǎn)生。在以往研究中，行CTPA檢查一般使用80～150mL對比劑，其中有研究對比30mL與100mL碘克沙醇（320mg I／mL）對比劑在CTPA的研究示兩組不同劑量對臨床診斷無明顯差異[4]，從而為降低患者碘負荷提供了支持依據(jù)。而在冠脈CT血管造影（coronary computed tomography angiography，CCTA）中，相對于370mg I／mL濃度對比劑來說，使用270mg I／mL對比劑不僅可以保障圖像的質量，亦可降低碘負荷量及輻射劑量[5]。而在對血管掃描要求較高的患者，如CABG（冠脈旁路移植）患者，270mg I／mL對比劑亦較350mg I／mL對比劑有優(yōu)勢[6]。本研究中低濃度組碘負荷為10.8g，對照組碘負荷為14.8g，碘總量減少了27%。在以5.0mL／s的流率注射對比劑時，低濃度組為1.35g I／s，對照組組為1.85g I／s，前者低碘流率亦減少了腎臟的單位碘負荷。因此在其它因素不變的情況下，低濃度對比劑可大大減少進入患者血管的碘總量及碘流率。

本研究中低濃度組肺動脈主干、左干及右干CT值、SNR及CNR均與對照組無明顯統(tǒng)計學差異，在診斷肺動脈栓塞陽性率方面亦無統(tǒng)計學差異，由此可推斷，與對照組應用的常規(guī)濃度對比劑相比，低濃度對比劑亦可常規(guī)應用于臨床。

上腔靜脈中剩余的高濃度對比劑會導致射束硬化偽影，進而對肺動脈栓塞的判斷造成影響[7]。本研究顯示，低濃度組上腔靜脈評分（即對肺動脈成像診斷的影響程度）與對照組無統(tǒng)計學差異，但上腔靜脈CT值較對照組低，差異有統(tǒng)計學意義，推斷低濃度對比劑從某種程度上可能降低非目標血管內對比劑濃度，從而降低對目標血管的影響。

本研究在普通人群中統(tǒng)一使用40mL對比劑，上腔靜脈中存留較多對比劑，且每個個體的體重、BMI有所差異，下一步研究可探究根據(jù)不同體重或BMI采用不同劑量的對比劑，在保證圖像質量和診斷的同時減少患者碘負荷。

降低CT掃描輻射劑量可通過降低管電壓和降低管電流實現(xiàn)。理論上，在保持其他條件不變的情況下，E＝kV2，k為其他參數(shù)、系數(shù)，輻射劑量E與管電壓V的平方成正比，100kV所接受的輻射劑量較常規(guī)劑量120kV可下降30.6%，所以本研究一律采用100kV掃描。本研究中應用自適應迭代劑量減輕技術（adaptive iterative dose reduction，AIDR）可以降低圖像的噪聲，當AIDR迭代水平為strong時，肺動脈血管圖像質量最佳。

CTPA中增強過渡延遲時間（即ROI到達所設閾值與正式掃描開始之間的時間）是保證圖像診斷質量的重要參數(shù)。目前所用的方法主要有兩種——團狀跟蹤觸發(fā)技術（bolus-tracking）和小劑量團注測試（test bolus）。團狀跟蹤觸發(fā)技術中自動觸發(fā)到掃描有一定的延遲時間（一般4～7s），且每例患者肺循環(huán)時間不同，因此其成功率受到一定影響，有研究表明在常規(guī)團狀跟蹤技術中CTPA肺動脈圖像質量較差[8]。另一研究表明團狀跟蹤觸發(fā)技術和小劑量團注測試兩種方法所獲得的圖像質量無統(tǒng)計學差異，但小劑量團注測試法會增加對比劑劑量及預掃描的輻射劑量[9]。本研究改進團狀跟蹤技術觸發(fā)方法，在兩名從事CT掃描工作10年以上的技術員的探索下，使用高壓注射器注射軟件預混對比劑20mL（對比劑4mL和生理鹽水16mL）注射，其后不間斷注射36mL對比劑及30mL生理鹽水，設定觸發(fā)閾值為120HU，同時將掃描點移至胸廓入口處并進行掃描，此過程時間約5～5.5s，用預混對比劑代替常規(guī)團狀跟蹤觸發(fā)技術中自動觸發(fā)后延遲掃描期間注射的純對比劑，從而減少了對比劑的總劑量。相對于應用上腔靜脈或左鎖骨下靜脈等非肺動脈監(jiān)測方法，本研究直接監(jiān)測肺動脈干，可減少受肺循環(huán)的影響。與傳統(tǒng)常規(guī)團狀測試法相比，本研究方法減少了測試時的對比劑劑量和輻射劑量。不同的研究報道觸發(fā)閾值設定不同，為100～140HU[9-11]，本研究綜合文獻及技術員臨床經(jīng)驗，設定CT值閾值為120HU，取得較為滿意結果。

綜上所述，等滲、低濃度對比劑增強CTPA圖像質量能滿足臨床診斷要求，與常規(guī)對比劑相比，能夠減少患者的碘總量，從而減少不良反應發(fā)生的可能性。

[1]Bozlar U，Gaughen JR，Nambiar AP，et al.Imaging diagnosis of acute pulmonary embolism[J].Expert Rev Cardiovasc Ther，2007，5（3）：519-529.

[2]Golshahi J，Nasri H，Gharipour M.Contrast-induced nephropathy：a literature review[J].J Nephropathol，2014，3（2）：51-56.

[3]Palmers Y，Kuhn FP，Petersen D，et al.Comparison in myelography between iodixanol 270and 320mg I／mL and iotrolan 300mg I／mL：a multicentre，randomised，parallel-group，double-blind，phaseⅢtrial[J].Eur Radiol，2002，12（3）：686-691.

[4]Wu CC，Lee EW，Suh RD，et al.Pulmonary 64-MDCT angiography with 30mL ofⅣcontrast material：vascular enhancement and image quality[J].AJR，2012，199（6）：1247-1251.

5 Sun G，Hou YB，Zhang B，et al.Application of low tube voltage coronary CT angiography with low-dose iodine contrast agent in patients with a BMI of 26～30kg／m2[J].Clin Radiol，2015，70（2）：138-145.

[6]Wang H，Xu L，Zhang N，et al.Coronary computed tomographic angiography in coronary artery bypass grafts：comparison between low-concentration Iodixanol 270and Iohexol 350[J].J Comput Assist Tomogr，2015，39（1）：112-118.

[7]Kerl JM，Bauer RW，Renker M，et al.Triphasic contrast injection improves evaluation of dual energy lung perfusion in pulmonary CT angiography[J].Eur J Radiol，2011，80（3）：483-487.

[8]張文明，陳彬，胡吉波，等.比較團注對比劑跟蹤技術和小劑量團注測試技術在雙能量CT肺灌注掃描中的應用[J].中華放射學雜志，2013，47（10）：892-897.

[9]Kerl JM，Lehnert T，Schell B，et al.Intravenous contrast material administration at high-pitch dual-source CT pulmonary angiography：test bolus versus bolus-tracking technique[J].Eur J Radiol，2012，81（10）：2887-2891.

[10]Rodrigues JC，Mathias H，Negus IS，et al.Intravenous contrast medium administration at 128multidetector row CT pulmonary angiography：bolus tracking versus test bolus and the implications for diagnostic quality and effective dose[J].Clin Radiol，2012，67（11）：1053-1060.

[11]劉榮華，徐宇崇，萬維佳.64排CT多期雙流混合注射跟蹤法在肺動 脈 成 像 中 的 應 用[J].放 射 學 實 踐，2014，29（12）：1478-1480.