基于腎體積的個體化碘對比劑方案在腹部CT增強中的應用

謝芹芹， 阮志兵，卜碧玉， 孟婷， 徐茂麗

CT多期增強掃描(computer tomography multi-phase enhanced examination)是目前臨床尤其是腹部病變的常規影像檢查手段，甚至是必須的檢查項目，臨床價值明顯，但同時帶來了對比劑使用的相關困惑。隨著碘對比劑的使用頻率和使用劑量逐年増加，對比劑腎病(contrast-induced nephropathy,CIN)發病率呈逐年增高趨勢[1]，是醫源性急性腎衰的第三大原因，僅次于腎血流灌注異常和腎毒性藥物[2]。目前臨床計算對比劑劑量的身體參數主要包括體表面積[3]、總體重[4、5]、去脂體重[6]，各有優勢，其中基于體表面積計算對比劑用量為目前臨床普遍接受；但對于何為合理、個體化最優對比劑注射方案仍存在較大的爭議。研究證實[7]腎體積與腎功能密切相關，基于腎功能估算對比劑用量相比于目前臨床常用的上述對比劑計算方法來說是一種降低CIN發生率更為有利的方法[8,9]。為此，本研究擬將初步探討基于腎體積計算個體化碘對比劑用量在腹部CT增強檢查中的可行性，為兼顧臨床診療需求盡可能減少使用對比劑劑量，減少其副作用提供研究支撐，亦可能為臨床腎功能受損患者腹部CT增強檢查的難題提供解決方案。

材料與方法

1.研究對象

前瞻性連續搜集行腹部CT增強檢查且符合納入標準與排除標準的154位患者為研究對象，男81例，女73例，年齡18～89歲，平均年齡56.5歲。納入標準：①臨床疑似腹部疾病或超聲/CT平掃未能提供足夠的診斷信息，需行腹部CT增強檢查者；②腎臟發育無明顯異常；③患者臨床資料完整；④無CT檢查及碘對比劑使用禁忌癥；⑤受檢者和或家屬均同意參與此項研究。排除標準：①先天性腎臟發育異常；②腎功能受損或腎切除、腎移植、腎自截等；③碘對比劑過敏、甲亢患者、嚴重心肝腎功能不全者。

2.研究方法

納入154例行腹部CT增強檢查的患者，并搜集每一個研究對象相關的臨床基線資料，隨機分為3組并注入濃度為320 mg/mL非離子型碘對比劑 (碘海醇，上海博萊克信義藥業有限公司)：①體表面積(body surface area，BSA)組計算對比劑用量公式如下[3，10]:碘對比劑用量(mL)=BSA×17600/320，其中BSA= [HT=身高(cm)，TBW=總體重(kg)]；②肝臟體積組計算對比劑用量公式如下[11]:碘對比劑用量(mL)=(7.225×Lv+16486.754)/320 (Lv=肝臟體積)；③腎體積組計算對比劑用量公式如下[8，12]：碘對比劑用量(mL)=vGFR(volume-based GFR)×0.55，vGFR=217.48-0.39×A+0.25×W-0.46×H-54.01×sCr+0.02×V-19.89(女性)[A=年齡，W=體質量(kg)，H=身高(cm)，sCr=血清肌酐水平(mg/dl)，V=雙側腎體積(cm3)]。

3.設備及掃描方法

采用西門子SOMATOM Definition AS+64排128層CT機。增強掃描常規使用高壓注射器通過肘靜脈注射非離子型碘對比劑(碘海醇)，注射流率2.5～3 mL/s，注射后25 s進行動脈期掃描，60 s進行靜脈期掃描。

4.圖像質量分析

所有的圖像傳輸至PACS影像后處理工作站上進行分析與測量，由2名5～10年工作經驗的CT診斷醫師在天助影像系統獨立雙盲閱片。因腹部臟器中肝占比大，增強效果明顯且各期分明，易于評價增強效果，采用肝圖像質量作參考標準。采用5分法分別對所有圖像進行圖像質量評估[13]。1分：肝實質無強化，偽影嚴重，噪聲大，不能應用于臨床；2分：肝實質強化差，偽影多，噪聲大，不能達到臨床診斷要求；3分：肝實質強化程度可以接受，噪聲及偽影一般，大體符合臨床診斷要求；4分：肝實質強化程度好，偽影少，噪聲小，滿足臨床診斷要求；5分，肝實質有足夠強化，無偽影，噪聲小，圖像質量優，滿足臨床診斷要求。評分大于或等于3分可用于臨床診斷。

5.統計方法

圖1 女，65歲，體表面積組，對比劑劑量約80mL。a) 增強動脈期圖； b) 增強靜脈期圖。

結 果

1.三組患者基本資料比較 (表1)

表1 三組患者基本身體參數的差異性分析

卡方檢驗顯示3組患者性別差異無統計學意義(P=0.473)；單因素方差分析顯示年齡(P=0.511)、體重(P=0.052)、身高(P=0.145)差異均無統計學意義(P>0.05)；成對比較時，體表面積組與腎體積組BSA差異有統計學意義(P=0.014)，其余兩兩比較差異無統計學意義(P>0.05)。

2.三組患者碘對比劑用量差異分析 (最小顯著性差法LSD，表2)

表2 三組患者碘對比劑用量差異分析

3組患者碘對比劑用量差異的單因素方差分析顯示，體表面積組對比劑用量最多(85.81±9.46)mL，肝體積組次之(78.65±5.45)mL，腎體積組碘對比劑用量最少(53.87±7.17)mL。3組患者碘對比劑用量在統計學上有顯著性差異(F=269.93，P=0.00)，兩兩比較時，差異均有統計學意義(P<0.01)。

3.圖像質量評分 (表3)

表3 三組患者圖像質量評分

兩名腹部影像中級職稱醫生圖像質量評分進行Kappa一致性檢驗，Kappa值為0.65，顯示一致性好。用平均圖像質量評分時，腎體積組圖像質量較好59例(100%)；肝體積組圖像質量較好46例(97.9%)；體表面積組圖像質量較好48例(100%)，組間差異性分析(Kruskal-WallisH檢驗)，三組患者間成對比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。

討 論

CT增強掃描能夠為臨床診療提供很多有價值的重要信息，是目前腹部疾病最常用甚至是必須的檢查項目。CT增強掃描的廣泛應用導致對比劑的使用頻率和使用劑量逐年增加，CIN已成為醫源性急性腎衰的主要原因之一，這給臨床尤其是腎功能不全的患者行CT增強掃描選擇帶來困惑，甚至被拒絕本來急需的CT增強檢查，給患者臨床精準診療帶來麻煩。如何滿足CT增強檢查在盡可能減少對比劑用量的基礎上同時達到臨床診療需要[14]，降低CIN的發病率，是一個值得研究、解決的臨床難題。

盡管現階段對CIN的發病機制尚不完全清楚，但碘對比劑引發腎細胞的缺氧和對腎小管上皮細胞及內皮細胞的直接毒性作用是造成CIN發生的關鍵因素之一，兩者互相影響[15]，最終引致CIN的發生。由于CIN發生與對比劑劑量密切相關，腎功能不全是CIN的獨立危險因素[16]。既往研究[12，17-20]顯示腎功能與腎臟體積密切相關，為此，本研究基于腎體積計算碘對比劑用量的個體化方案在腹部CT增強中的可行性，尋找CT增強檢查中在保證圖像質量達到臨床診斷要求的前提下降低碘對比劑使用量的個體化方案。

圖2 女，52歲，肝體積組，對比劑劑量約70mL。a) 綠色顯示已標記肝體積輪廓；b) 增強動脈期圖； c) 靜脈期圖。 圖3 女，40歲，腎體積組，對比劑劑量約56mL。a) 綠色顯示已標記雙腎體積輪廓； b) 增強動脈期圖； c) 靜脈期圖。

為使對比劑劑量使用更合理化，國內外學者做了大量的努力。在以往研究中，多推薦使用身體指數(體重、LBW、體表面積)來計算碘對比劑用量[3，4-6]，據全體重大致估算碘對比劑用量是目前臨床實際工作中普遍采用的方法，相對簡單、方便，但有研究表明全體重是計算碘對比劑劑量最簡單的身體參數，卻不是最佳身體參數[4，5]，特別是對于含有大量脂肪的肥胖患者。目前認為在各種身體指數(體重、LBW、BSA)中，BSA是確定單個患者碘劑量的最簡單可行的指標。也有研究認為在腹部增強檢查時，肝實質內的碘濃度可反應碘進入人體后的分布，而肝臟體積是反映肝實質內血容量與血流動力學變化的直接指標，所以根據肝臟體積計算碘對比劑用量在評估疾病上可更為精準[11]，但其可行性與臨床價值尚需多中心、更大樣本的研究證實。目前亦有研究試將腎功能與對比劑用量聯系起來，如Nyman等[9]報告了在平均I劑量/eGFR(estimated GFR)比率為1時，估計有10%的未明CIN風險和1%的嚴重CIN風險，以平均3的比率分別增加到大約50%和15%的風險；亦有研究顯示<1.0的I劑量/eGFR比值是一個相對安全的臨界點[8]，也有研究將平均I劑量/eGFR比率降到0.19，最大平均I劑量/eGFR比率降到0.99，平均比例為0.55，CIN的發生率顯著降低[8]。上述研究[8，9]顯示CT增強掃描通過腎功能估計碘對比劑用量是一種更安全、客觀的指標。但根據eGFR的計算需要實驗室測得肌酐值，增加了成本且較為麻煩，是否能尋找到更為簡便、客觀的指標是本研究的重點。

CT檢查技術與其強大的圖像后處理軟件相結合，可對腎臟解剖結構進行精確地評價。已有許多學者研究腎體積與腎功能之間的相關性，如腎盂積水患者的腎實質厚度、供體腎切除術后殘余單腎體積都與放射性核素腎顯像測得腎功能呈線性相關[18-20]。更有基于腎體積計算腎功能的公式研究[12，17]。Herts等[17]利用腎體積開發了一種計算模型以預估活體腎移植供體GFR，但由于此模型沒有考慮性別因素，具有一定局限性。Choi等[12]基于Herts模型開發了新的腎功能計算公式：vGFR=217.48-0.39×A+0.25×W-0.46×H-54.01×sCr+0.02×V-19.89(女)，A=年齡，W=體質量(kg)，H=身高(cm)，sCr=血清肌酐水平(mg/dl，V=雙側腎體積(cm3)，對女性腎功能在公式基礎上減去19.89，進行了基于性別的校準。研究顯示此方法具有更高的準確性和低偏差性[12，17]，因此本研究采用此方法進行計算。

CIN與腎功能密切相關，研究[16]證實腎體積與腎功能存在密切相關性，目前未見用腎體積來計算對比劑劑量進而降低CT增強掃描CIN發生的研究。本研究選取各項身體指數中最推薦的BSA和肝體積作為對照組，結果顯示腎體積組、肝體積組、體表面積組3組患者的基線數據(如年齡、性別、身高、體重)無統計學差異，顯示此研究具有一定的可比性。本研究平均圖像質量評分顯示腎體積組圖像質量較好的有59例(100%)， 肝體積組圖像質量較好者46例(97.9%)，體表面積組48例(100%)圖像質量較好，3組組間圖像評分無統計學差異，說明此研究具有一定的代表性及可行性。另外，研究結果顯示腎體積組對比劑劑量(53.87±7.17mL)最少，肝體積組(78.65±5.45mL)次之，體表面積組碘對比劑用量(85.84±9.46mL)最多，比較差異具有統計學意義，提示基于腎體積指標計算碘對比劑用量是一個能滿足臨床診療需求且更為精準、用量較少的方案。據本實驗研究結果推測BSA作為臨床用藥的最佳身體指數之一，比體重更能反映心輸出量和基礎代謝率，但較肝、腎體積來說，仍然不夠直接、客觀；增強效果與臟器的血運狀況關系密切，肝臟作為雙重供血器官，腎臟血流豐富且作為碘劑排泄器官，較體表面積更精確的用于估算對比劑用量，顯示本研究結果的可靠性。而基于肝體積的對比劑用量的方案是在肝臟實質增強50 HU的基礎上采用體表面積計算公式為基準推導的，但腹部CT增強效果的好壞取決于碘在人體器官內的分布，腎臟血流豐富且是碘對比劑的排泄器官，所以采用腎指標來計算碘對比劑劑量會是一個不錯可行的方案。

本研究顯示基于腎體積計算個體化碘對比劑用量在腹部CT增強檢查中具有可行性與有效性，為臨床廣泛使用的CT增強檢查降低對比劑使用量進而減少其不良反應提供科學支撐，亦可能為臨床腎功能受損患者CT增強檢查適應癥把握提供可能的科學依據，有助于臨床擴展CT增強檢查在腎功能不良患者中的使用難題。本研究樣本量偏少，人工繪制肝、腎體積亦存在一定的誤差，結果可靠性需要更大樣本的驗證。