碘對比劑濃度對肝切除術(shù)前血管圖像質(zhì)量影響的前瞻性研究

陳杰，王姍姍，夏迎洪，王艷

新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院 放射影像中心，新疆 烏魯木齊 830001

引言

肝切除術(shù)是治療肝膽外科疾病的主要手段，其主旨是追求徹底清除目標(biāo)病灶的同時，確保剩余肝臟結(jié)構(gòu)完整和功能性體積最大化[1-2]。術(shù)前評估常選用肝臟對比增強(qiáng)CT，除評估病灶情況外[3-4]，剩余肝臟脈管重建設(shè)計也是術(shù)前評估的重點(diǎn)之一，此外肝臟增強(qiáng)CT對肝后下腔靜脈、門靜脈、肝動脈和肝靜脈的顯示質(zhì)量及其受累情況的評估，對于決定是否重建脈管等手術(shù)方案規(guī)范至關(guān)重要[5]。而此類患者多為慢性肝病或伴有肝硬化，組織纖維化會影響肝臟的增強(qiáng)效果，因此，通過合理優(yōu)化對比劑方案，提高肝臟對比增強(qiáng)CT上的血管圖像質(zhì)量，有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

碘對比劑濃度與注射速率是影響CT血管增強(qiáng)（CT Angiography，CTA）圖像質(zhì)量的主要因素，通常將濃度與注射速率的乘積稱為“碘流率”。此前有研究表明，在相同掃描條件下，碘流率越高，則血管CTA的圖像質(zhì)量越好，該理論在主動脈、冠狀動脈、下肢動脈和小腸等部位均得到證實(shí)[6-9]。對于包括肝臟在內(nèi)的實(shí)質(zhì)臟器，病灶與周邊正常組織之間的高對比度是準(zhǔn)確檢出和鑒別病灶的重要前提，實(shí)質(zhì)增強(qiáng)的對比劑相關(guān)因素稱為碘總量，是碘對比劑注射液量與濃度的乘積，在掃描條件不變的基礎(chǔ)上，碘總量與實(shí)質(zhì)增強(qiáng)的質(zhì)量呈正相關(guān)[10]。因此，肝臟增強(qiáng)檢查在對比劑使用方案的重點(diǎn)是在保持充足碘總量帶來的實(shí)質(zhì)增強(qiáng)水平的基礎(chǔ)上，盡可能提高碘流率所帶來血管增強(qiáng)效果，從而為良好的術(shù)前評估奠定基礎(chǔ)。

有研究表明，不同非離子型碘對比劑之間，無論是急性不良反應(yīng)或?qū)Ρ葎┱T發(fā)腎損傷的風(fēng)險上，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義[11-12]，因此，非離子型碘對比劑的選擇應(yīng)主要從臨床圖像質(zhì)量需求考慮。此前的研究多集中于相同液量下、不同濃度非離子型碘對比劑對肝臟圖像質(zhì)量和病灶顯示的影響[13]，而對相同單位碘總量下，不同濃度非離子型對比劑之間的對比研究較少。基于此，本研究旨在通過比較相同單位碘總量和注射速率下肝臟血管圖像質(zhì)量差異，以期為臨床提供更優(yōu)化的對比劑注射方案。

1 資料與方法

1.1 一般資料

將2018年4月至2020年3月于我院行肝切除術(shù)前影像檢查患者作為研究對象，本研究為前瞻性、單中心、隨機(jī)、雙盲研究。本研究通過了本院倫理委員會的批準(zhǔn)（KY2021043001），所有患者均簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：肝外科術(shù)前評估行肝臟CT增強(qiáng)掃描的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 存在碘對比劑過敏史；② 重度腎功能不全患者（腎小球?yàn)V過率 ＜30 mL/min/1.73 m2）；③ 年齡 ＜16 歲 ；④ 體質(zhì)指數(shù)≥28 kg/m2；⑤ 妊娠期或哺乳期女性；⑥ 無法配合屏氣。患者納入后，采用隨機(jī)數(shù)字法分為兩組。

樣本量計算根據(jù)文獻(xiàn)中已經(jīng)發(fā)表的數(shù)據(jù)，樣本量計算結(jié)果為100例，考慮到20%的脫落率，因此，本研究樣本量定為120例。

1.2 檢查方法

所有患者均行CT平掃和動態(tài)增強(qiáng)掃描，CT檢查采用64排GE Lightspeed VCT（美國通用電氣），對比劑注射采用高壓注射器（山東威高集團(tuán)醫(yī)用高分子制品股份有限公司）經(jīng)右肘前靜脈注射。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流通過噪聲指數(shù)自動調(diào)節(jié)，噪聲指數(shù)設(shè)定為10，球管旋轉(zhuǎn)速度為0.5 s/圈，螺距 1.375，準(zhǔn)直器規(guī)格為 64 mm×0.6 mm，探測器寬度 40 mm，顯示野（Field of View，F(xiàn)OV）36 cm，矩陣512×512，層厚/層距5 mm。掃描范圍為自膈頂至髂嵴連線。

1.2.1 對比劑注射方案

保持相對碘總量一致（按照體重480 mg/kg），注射液量依據(jù)體重計算確定。低濃度組：濃度為300 mg/mL的碘美普爾（上海博萊科信誼藥業(yè)有限責(zé)任公司）注射液量按1.6 mL/kg計算，注射速率固定為4 mL/s。高濃度組：濃度為400 mg/mL的碘美普爾注射液量，按1.2 mL/kg計算，注射速率固定為4 mL/s。

1.2.2 掃描方案

采用三期掃描：① 動脈期采用閾值監(jiān)測方法：監(jiān)測點(diǎn)放置在腹主動脈起始點(diǎn)肝頂位置，掃描閾值=180 Hu，觸發(fā)閾值后延遲6 s（包括屏氣語音在內(nèi)）開始掃描，掃描時長為 5～6 s（約 28 s）；② 門脈期、肝靜脈期、延遲期分別在對比劑注射后間隔54、75、120 s進(jìn)行掃描。掃描完成后，由1名不參與圖像分析的醫(yī)生完成患者的數(shù)據(jù)匿名處理，傳至圖像工作站專用文件夾用于后續(xù)分析。

1.3 圖像質(zhì)量評估

圖像質(zhì)量評估由1名高年資（至少15年診斷經(jīng)驗(yàn)）放射診斷醫(yī)師在不知道患者分組、圖像掃描和對比劑注射條件的情況下完成。分析前，需確定圖像是否滿足診斷要求，如有嚴(yán)重偽影影響診斷等情況，不再進(jìn)一步分析。

1.3.1 定量評估

測量相應(yīng)期相的血管/實(shí)質(zhì)放置面積不超過于2 cm2的感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI），取 3 次的平均值測量。血管ROI應(yīng)盡可能占據(jù)血管內(nèi)徑而不包含血管壁。內(nèi)容包括：① 動脈期：測量肝動脈選取左、右肝動脈顯示較好的兩個層面，腹主動脈在隔頂、肝門、腎門水平放置ROI；② 門脈期：門脈主干測量選取兩個顯示較好層面放置ROI；③ 肝靜脈期：肝靜脈測量選擇肝左、中、右三支主干顯示較好的兩個層面；肝左葉、肝右葉實(shí)質(zhì)避開病變、血管和膽管放置ROI；④ 延遲期：下腔靜脈顯示較好兩個層面測量，ROI的具體放置如圖1所示。

圖1 ROI在動脈期、門脈期和肝靜脈期的測量圖像

信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）和對比噪聲比（Contrast to Noise Ratio，CNR）的計算公式 ：SNR= 血管或肝實(shí)質(zhì)平均CT值/噪聲；CNR=（血管或肝實(shí)質(zhì)平均CT值－腹直肌CT值）/噪聲。

1.3.2 定性評估

采用Likert-4級評分法對血管和肝臟的增強(qiáng)程度進(jìn)行定性評估。4分：極好（肝實(shí)質(zhì)與肝血管之間的對比度非常好，周圍血管分支清晰可見，整體圖像質(zhì)量優(yōu)秀）；3分：良好（肝實(shí)質(zhì)與肝血管之間的對比度良好，圖像質(zhì)量可以滿足診斷需要）；2分：中等（肝實(shí)質(zhì)與肝血管之間的對比度不足，圖像質(zhì)量尚能夠滿足診斷需要）；1分：較差（肝實(shí)質(zhì)與肝血管之間的對比度很小，圖像質(zhì)量影響診斷需要）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 22.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。定量資料采用±s表示，組間方差齊時采用t檢驗(yàn)進(jìn)行比較，如不符合則采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，定性資料采用n（%）進(jìn)行表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。不同濃度碘對比劑的圖片質(zhì)量的差異比較采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

本研究最終納入128例患者，高碘濃度組和低碘濃度組各64例。兩組患者性別、年齡、BMI、肝功能、腎功能相關(guān)指標(biāo)比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2 圖像質(zhì)量定量分析

2.2.1 CT值

動脈期高濃度組在肝動脈CT值（388.00±83.56 HUvs.332.91±53.9 HU，Z=-3.918，P＜0.001）、腹主動脈 CT值（422.97±93.65 HUvs.350.29±55.17 HU，Z=-4.781，P＜0.001）均顯著高于低濃度組。此外，高濃度組肝動脈遠(yuǎn)端分支顯示較多，見圖2～3。

圖2 高低濃度碘美普爾對腹主動脈及肝動脈圖像

圖3 高低濃度碘美普爾動脈期最大密度投影圖像

2.2.2 CNR及SNR對比分析

高濃度組在動脈期肝動脈和腹主動脈的CNR及SNR均顯著高于低濃度組；在其他各期相，兩組間的SNR和CNR差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表2 兩組患者圖像CNR及SNR比較（±s）

表2 兩組患者圖像CNR及SNR比較（±s）

指標(biāo) 期相 血管 低濃度組（n=64）高濃度組（n=64） t值 P值CNR動脈期 肝動脈 33.03±10.17 38.35±11.80 -2.72 0.007腹主動脈 35.89±8.98 43.99±13.74 -3.553 0.001門脈期 門脈主干 16.81±7.95 17.14±5.4 -0.275 0.784肝靜脈期肝左靜脈 14.62±4.63 14.82±4.03 -0.260 0.795肝中靜脈 14.90±4.67 14.91±3.88 -0.024 0.981肝右靜脈 14.16±4.82 14.27±3.77 -0.142 0.887肝實(shí)質(zhì) 7.18±2.42 7.25±2.68 -0.146 0.884延遲期 下腔靜脈 7.74±2.76 8.52±3.09 -1.482 0.141 SNR動脈期 肝動脈 38.53±10.61 43.94±12.17 -2.673 0.009腹主動脈 41.60±9.25 49.82±14.17 -3.524 0.001門脈期 門脈主干 23.30±5.81 22.97±5.33 0.338 0.736肝靜脈期肝左靜脈 20.82±4.83 20.86±4.60 -0.048 0.962肝中靜脈 21.11±4.91 20.95±4.34 0.190 0.850肝右靜脈 20.38±4.96 20.29±4.26 0.105 0.917肝實(shí)質(zhì) 13.12±2.58 13.11±2.97 0.030 0.976延遲期 下腔靜脈 14.22±3.11 15.07±3.23 -1.511 0.133

2.3 圖像質(zhì)量定性分析

兩組圖像定性評估中，高濃度組的動脈期圖像質(zhì)量明顯更優(yōu)（P＜0.001），其中3分及4分圖像占90.62%（58/64），明顯高于低濃度組的51.57%（33/64）。此外，低濃度組有6例1分動脈期圖像，高濃度組為0例。兩組在門脈期及肝靜脈期的定性分析中均無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05），見表3和圖4。

表3 兩組患者圖像質(zhì)量定性評估比較[n（%）]

圖4 肝血管Likert 4分制定性評估圖

3 討論

本研究結(jié)果表明，在恒定單位碘總量和相同注射速率下，較高碘濃度可顯著提高肝動脈期血管強(qiáng)化程度，而門脈期和延遲期的血管強(qiáng)化程度無統(tǒng)計學(xué)意義。此前多個研究已證實(shí)，在動脈期血管的增強(qiáng)效果主要取決于碘流率[（Iodine Flow Rate，IDR），IDR= 對比劑濃度 × 對比劑注射流速]。因此，高濃度對比劑可以在不增加注射速率的情況下提高碘流率，增強(qiáng)血管強(qiáng)化程度，同時提高患者舒適度和臨床安全性[13-15]。此外，采用統(tǒng)一注射速率4.0 mL/s，使用高濃度對比劑可顯著提高IDR，從而增加動脈血管強(qiáng)化。本研究中，高濃度組的 IDR 為 1.6（4 mL/s × 0.4 g/mL），高濃度組較高的IDR使得其動脈期的CNR和SNR值明顯優(yōu)于低濃度組；在定性分析中，高濃度組提供了更好的動脈期圖像，高濃度組在門脈期和肝靜脈的高評分占比也較多，但兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。有研究[16]指出，雖然肝實(shí)質(zhì)增強(qiáng)取決于碘總量，但高濃度對比劑提高了碘流率，使得碘量輸送更快，在相同碘總量下肝實(shí)質(zhì)增強(qiáng)也可能隨之更高。但本研究中，兩組間肝實(shí)質(zhì)的SNR和CNR值均未見統(tǒng)計學(xué)差異，與過往研究結(jié)果的差異性可能是由于本研究中所有患者保持相對碘總量一致而不是統(tǒng)一碘總量，且樣本量較少而導(dǎo)致的。

良好的動脈期圖像對于肝臟病變診斷至關(guān)重要。肝臟成像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（LI-RADS）是目前國際通行的診斷系統(tǒng)[17]，其診斷分類主要根據(jù)病灶的直徑和HCC的3大特征：動脈期高增強(qiáng)、廓清表現(xiàn)、包膜可見[18-19]。有報告[19]認(rèn)為，動脈增強(qiáng)在CT上比MRI更常見（90%vs.63%，P＜0.001）。因此，較好的 CT 動脈增強(qiáng)為 LIRANDS的使用提供了更好的診斷依據(jù)。此外，除常見應(yīng)用于肝癌的臨床診斷及分期外，動脈期高質(zhì)量影像對于肝癌局部治療的療效評價，特別是射頻消融后的殘余病灶檢出有重要意義[20-21]。

本研究中，兩組患者使用了相同的相對碘總量和注射速率。與高濃度組相比，在相同碘總量和注射流速下，為保持相同增強(qiáng)效果，低濃度組需增加注射液量和團(tuán)注時間，導(dǎo)致心腎負(fù)荷過大[10]。高碘濃度可達(dá)到較高的碘流率，在保持目標(biāo)增強(qiáng)情況下，可進(jìn)一步降低對比劑注射液量并縮短總注射時長。對比劑指南[11]均明確指出，減少對比劑用量是降低對比劑腎損傷的有效措施之一。

本研究存在一些局限性。首先，本研究是在不同患者上的平行對照研究，并未做到相同患者的自身對照研究，這主要也是由于目前臨床上對于相同患者短時間重復(fù)CT增強(qiáng)檢查，存在著倫理上的顧慮；其次，有研究[22]指出，高濃度能提高肝臟病灶對比度、改善肝細(xì)胞肝癌檢出率，但本研究目的在對比不同濃度對比劑在動態(tài)三期對血管增強(qiáng)的影響，因此未涉及不同濃度對比劑對肝臟病變診斷有效性的對比；再次，本研究中的患者平均體質(zhì)指數(shù)＜25 kg/m2，因此，無法確定不同濃度對比劑在高體質(zhì)指數(shù)患者上的影響是否一致[23]，但在一項針對重度肥胖患者CTA造影的研究結(jié)果表明，使用高濃度對比劑（碘美普爾400 mgI/mL）可在不增加注射流速、降低注射風(fēng)險的同時，有效提高血管增強(qiáng)效果，對肥胖患者心血管疾病的評估具有較好的臨床應(yīng)用價值[24]；最后，本研究的定性分析是由1名高年資的閱片人獨(dú)立完成的，無法對不同年資閱片人對于圖像質(zhì)量的差異性進(jìn)行評估。未來的研究可以在以上方面開展進(jìn)一步的探索。

4 結(jié)論

在肝切除術(shù)前規(guī)劃患者中，使用高濃度碘對比劑，在相同的相對碘總量和注射流速下，能更好顯示肝臟血管，其動脈期的增強(qiáng)效果更好，同時降低了對比劑注射液量。