等滲低濃度對(duì)比劑肺動(dòng)脈CT血管成像臨床應(yīng)用研究

馬麗婭，周文，胡瓊潔，萬維佳，李震，胡道予

肺動(dòng)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(yīng)用，肺動(dòng)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(nèi)成為PE影像診斷的首選方法[1]。目前臨床廣泛應(yīng)用的CTPA多應(yīng)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(duì)比劑，但這些方法輻射劑量及碘負(fù)荷較大，對(duì)患者健康有潛在威脅。據(jù)研究報(bào)道[2]，隨著對(duì)比劑劑量的增加，對(duì)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(duì)比劑劑量、低輻射的基礎(chǔ)上，探索適合臨床常規(guī)應(yīng)用的等滲、低濃度對(duì)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?yàn)榕懦齈E、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(jī)數(shù)字表法等分為低濃度組（采用低千伏和等滲低濃度對(duì)比劑）和對(duì)照組（采用低千伏和高滲對(duì)比劑）各30例。所有患者體質(zhì)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(jì)學(xué)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(jī)，低濃度組采用等滲低濃度對(duì)比劑（270mg I／mL，碘克沙醇，通用電氣藥業(yè)上海有限公司）40mL；對(duì)照組采用高滲對(duì)比劑（370mg I／mL，碘普胺，拜耳醫(yī)藥保?。?0mL。CTPA掃描采用團(tuán)狀跟蹤技術(shù)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(yù)混液20mL（20%對(duì)比劑，80%生理鹽水），然后不間斷依次以5.0mL／s流率注射36mL對(duì)比劑及30mL生理鹽水。將ROI置于肺動(dòng)脈主干，閾值設(shè)定為120HU，開始注射預(yù)混液時(shí)即啟動(dòng)掃描，每1秒掃描1次，自動(dòng)觸發(fā)后繼續(xù)注射36mL對(duì)比劑及30mL生理鹽水，同時(shí)將掃描點(diǎn)移至起點(diǎn)（胸廓入口，移床時(shí)間5～5.5s）并掃描，掃描時(shí)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(duì)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(yàn)的CT診斷醫(yī)師在工作站上運(yùn)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(shù)顯示肺動(dòng)脈及分支。由兩名有10年以上CT閱片經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師進(jìn)行分析，用5分法目測評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量，取平均值。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：清晰顯示第6級(jí)肺動(dòng)脈分支5分，清晰顯示第5級(jí)肺動(dòng)脈分支4分，清晰顯示第4級(jí)（亞段）肺動(dòng)脈3分，清晰顯示第3級(jí)肺動(dòng)脈分支2分，顯示葉動(dòng)脈、左右肺動(dòng)脈干及肺動(dòng)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(jìn)行評(píng)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(dòng)脈干）2分，手動(dòng)畫出同層面的上腔靜脈區(qū)并測定其平均CT值（均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）。當(dāng)肺動(dòng)脈主干及（或）分支內(nèi)可見等密度充盈缺損時(shí)認(rèn)為有肺動(dòng)脈栓塞，由兩名醫(yī)師獨(dú)立閱片診斷有否肺動(dòng)脈栓塞，當(dāng)意見不一致時(shí)，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(dòng)脈干（ROI面積100mm2）、左、右肺動(dòng)脈（1級(jí)，ROI面積100mm2）CT值，計(jì)算其平均CT值（均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）。在下肺靜脈層面，胸前空氣區(qū)左、中、右3個(gè)區(qū)域取3個(gè)面積為100mm2的ROI，分別測量標(biāo)準(zhǔn)差，取其均值作為背景噪聲。分別測量雙側(cè)的脊柱旁肌的CT值，所得數(shù)據(jù)取算術(shù)平均值。上述測量由兩名醫(yī)師獨(dú)立測量。計(jì)算圖像信噪比（signal noise ratio，SNR）和對(duì)比噪聲比（contrast noise ratio，CNR）。SNR＝肺動(dòng)脈平均CT值／背景噪聲，CNR＝（肺動(dòng)脈平均CT值-脊柱旁肌平均CT值）／背景噪聲。輻射劑量：CT機(jī)自動(dòng)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(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，對(duì)兩組的圖像質(zhì)量評(píng)分、上腔靜脈CT值、肺動(dòng)脈主干及左右肺動(dòng)脈平均CT值、噪聲值、SNR、CNR、CTDIvol、DLP和上腔靜脈偽影評(píng)分分別進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，如符合正態(tài)分布，兩組則進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布則進(jìn)行秩和檢驗(yàn)；采用卡方檢驗(yàn)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(jì)學(xué)意義。兩名醫(yī)師圖像質(zhì)量評(píng)分一致性分析采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）。

結(jié) 果

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

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

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

圖3 低濃度組，男，46歲。MPR圖像示右下肺動(dòng)脈干及分支栓塞（箭）。

圖4 對(duì)照組，女，77歲。MPR圖像示右下肺動(dòng)脈分支小栓塞（箭）。

表2 兩組圖像質(zhì)量及輻射劑量比較

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

表3 兩組肺動(dòng)脈主干、左干及右干圖像質(zhì)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(duì)比劑，在血管內(nèi)注射應(yīng)用時(shí)有良好的耐受性，而且與其它單聚非離子型的對(duì)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(duì)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(duì)比劑，其中有研究對(duì)比30mL與100mL碘克沙醇（320mg I／mL）對(duì)比劑在CTPA的研究示兩組不同劑量對(duì)臨床診斷無明顯差異[4]，從而為降低患者碘負(fù)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(duì)于370mg I／mL濃度對(duì)比劑來說，使用270mg I／mL對(duì)比劑不僅可以保障圖像的質(zhì)量，亦可降低碘負(fù)荷量及輻射劑量[5]。而在對(duì)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(duì)比劑亦較350mg I／mL對(duì)比劑有優(yōu)勢[6]。本研究中低濃度組碘負(fù)荷為10.8g，對(duì)照組碘負(fù)荷為14.8g，碘總量減少了27%。在以5.0mL／s的流率注射對(duì)比劑時(shí)，低濃度組為1.35g I／s，對(duì)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(fù)荷。因此在其它因素不變的情況下，低濃度對(duì)比劑可大大減少進(jìn)入患者血管的碘總量及碘流率。

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

上腔靜脈中剩余的高濃度對(duì)比劑會(huì)導(dǎo)致射束硬化偽影，進(jìn)而對(duì)肺動(dòng)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(píng)分（即對(duì)肺動(dòng)脈成像診斷的影響程度）與對(duì)照組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但上腔靜脈CT值較對(duì)照組低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，推斷低濃度對(duì)比劑從某種程度上可能降低非目標(biāo)血管內(nèi)對(duì)比劑濃度，從而降低對(duì)目標(biāo)血管的影響。

本研究在普通人群中統(tǒng)一使用40mL對(duì)比劑，上腔靜脈中存留較多對(duì)比劑，且每個(gè)個(gè)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(duì)比劑，在保證圖像質(zhì)量和診斷的同時(shí)減少患者碘負(fù)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(shí)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(yīng)用自適應(yīng)迭代劑量減輕技術(shù)（adaptive iterative dose reduction，AIDR）可以降低圖像的噪聲，當(dāng)AIDR迭代水平為strong時(shí)，肺動(dòng)脈血管圖像質(zhì)量最佳。

CTPA中增強(qiáng)過渡延遲時(shí)間（即ROI到達(dá)所設(shè)閾值與正式掃描開始之間的時(shí)間）是保證圖像診斷質(zhì)量的重要參數(shù)。目前所用的方法主要有兩種——團(tuán)狀跟蹤觸發(fā)技術(shù)（bolus-tracking）和小劑量團(tuán)注測試（test bolus）。團(tuán)狀跟蹤觸發(fā)技術(shù)中自動(dòng)觸發(fā)到掃描有一定的延遲時(shí)間（一般4～7s），且每例患者肺循環(huán)時(shí)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(tuán)狀跟蹤技術(shù)中CTPA肺動(dòng)脈圖像質(zhì)量較差[8]。另一研究表明團(tuán)狀跟蹤觸發(fā)技術(shù)和小劑量團(tuán)注測試兩種方法所獲得的圖像質(zhì)量無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但小劑量團(tuán)注測試法會(huì)增加對(duì)比劑劑量及預(yù)掃描的輻射劑量[9]。本研究改進(jìn)團(tuán)狀跟蹤技術(shù)觸發(fā)方法，在兩名從事CT掃描工作10年以上的技術(shù)員的探索下，使用高壓注射器注射軟件預(yù)混對(duì)比劑20mL（對(duì)比劑4mL和生理鹽水16mL）注射，其后不間斷注射36mL對(duì)比劑及30mL生理鹽水，設(shè)定觸發(fā)閾值為120HU，同時(shí)將掃描點(diǎn)移至胸廓入口處并進(jìn)行掃描，此過程時(shí)間約5～5.5s，用預(yù)混對(duì)比劑代替常規(guī)團(tuán)狀跟蹤觸發(fā)技術(shù)中自動(dòng)觸發(fā)后延遲掃描期間注射的純對(duì)比劑，從而減少了對(duì)比劑的總劑量。相對(duì)于應(yīng)用上腔靜脈或左鎖骨下靜脈等非肺動(dòng)脈監(jiān)測方法，本研究直接監(jiān)測肺動(dòng)脈干，可減少受肺循環(huán)的影響。與傳統(tǒng)常規(guī)團(tuán)狀測試法相比，本研究方法減少了測試時(shí)的對(duì)比劑劑量和輻射劑量。不同的研究報(bào)道觸發(fā)閾值設(shè)定不同，為100～140HU[9-11]，本研究綜合文獻(xiàn)及技術(shù)員臨床經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定CT值閾值為120HU，取得較為滿意結(jié)果。

綜上所述，等滲、低濃度對(duì)比劑增強(qiáng)CTPA圖像質(zhì)量能滿足臨床診斷要求，與常規(guī)對(duì)比劑相比，能夠減少患者的碘總量，從而減少不良反應(yīng)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(tuán)注對(duì)比劑跟蹤技術(shù)和小劑量團(tuán)注測試技術(shù)在雙能量CT肺灌注掃描中的應(yīng)用[J].中華放射學(xué)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(dòng) 脈 成 像 中 的 應(yīng) 用[J].放 射 學(xué) 實(shí) 踐，2014，29（12）：1478-1480.