低劑量碘對比劑在頭頸部CT血管造影中的應(yīng)用

李高忠

(廣西醫(yī)科大學(xué)附屬民族醫(yī)院、廣西壯族自治區(qū)民族醫(yī)院放射科，南寧市 530001)

CT血管造影(Computed tomography angiography，CTA)是采用CT增強(qiáng)掃描，利用最大密度投影或三維重建技術(shù)顯示血管的一種檢查方法。CTA作為無創(chuàng)性血管成像技術(shù)，具有較高的空間、時(shí)間及密度分辨率，中小血管的顯示已接近或達(dá)到介入血管造影的水平;還具有螺旋偽影、波動(dòng)偽影少，以及頭頸部聯(lián)合成像范圍廣，可同時(shí)顯示血管壁及相鄰骨結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢，其應(yīng)用價(jià)值得到普遍認(rèn)同。隨著CTA在臨床的廣泛應(yīng)用，檢查過程中大劑量碘對比劑的使用，而誘發(fā)對比劑腎病等諸多不良反應(yīng)也越來越受到臨床普遍的重視。如何在獲得良好圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上減少碘對比劑的用量，降低對比劑的不良反應(yīng)，成為急需解決的問題。

1 碘對比劑及不良反應(yīng)概述

1.1 碘對比劑的簡介 CT檢查所使用的對比劑多為水溶性對比劑，均為三碘苯環(huán)的衍生物。按照對比劑的分子結(jié)構(gòu)大致可分為兩類:離子型對比劑和非離子型對比劑。離子型對比劑是三碘苯甲酸的鹽，主要是鈉鹽和葡甲胺鹽，在水中可電離，因此稱為離子型對比劑。非離子型對比劑是單體或雙體三碘苯環(huán)，在水中不電離。按對比劑含有苯環(huán)的數(shù)量，還可分為單體對比劑和雙聚體對比劑。按滲透壓不同可分為三類[1－3]:①高滲對比劑:代表藥物為離子型對比劑泛影葡胺，滲透壓為血漿滲透壓(280 mOsm/kg H2O)的5～7倍。高滲性是造成副作用的主要因素，現(xiàn)己很少使用。②低滲對比劑:代表藥物為非離子型單體對比劑碘海醇(歐乃派克)，其滲透壓約為血漿滲透壓的兩倍，是目前臨床應(yīng)用最為廣泛的對比劑。低滲是相對高滲而言的，其滲透壓仍高于血漿滲透壓，在中華醫(yī)學(xué)會(huì)放射學(xué)分會(huì)發(fā)布的《碘對比劑使用指南》第2版[3]中，已經(jīng)將過去所謂的“低滲對比劑”修改為“次高滲對比劑”。③等滲對比劑:代表藥物為非離子型二聚體對比劑碘克沙醇(威視派克)，其滲透壓與血漿滲透壓相等，常用于腎功能異常患者。

1.2 碘對比劑不良反應(yīng) 在碘對比劑不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用的同時(shí)，其不良反應(yīng)也日漸引起人們的注意。碘對比劑不良反應(yīng)主要分為對比劑外滲、全身性不良反應(yīng)、器官特異性不良反應(yīng)三大類。

1.2.1 對比劑外滲 對比劑外滲，常見癥狀為局部灼痛、水腫、紅斑，嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)水泡、潰瘍、軟組織壞死甚至間隔綜合征。碘對比劑外滲的發(fā)生與注射技術(shù)關(guān)系密切，如對比劑注射速率過高、容量過大等，也與患者配合不佳、血管情況不佳等有關(guān)。一旦發(fā)生碘對比劑外滲，應(yīng)立即停止注射，檢查滲漏部位及滲漏量。按對比劑滲漏范圍可分輕、中、重度:穿刺點(diǎn)局部滲漏，范圍直徑不超過5 cm為輕度滲漏，腫脹范圍直徑超過5 cm，但未跨越關(guān)節(jié)為中度滲漏，腫脹范圍廣泛并跨越關(guān)節(jié)，為重度碘對比劑外滲[4]。輕度對比劑外滲不需特殊處理，個(gè)別疼痛明顯者，可予以冷敷;中、重度對比劑外滲應(yīng)囑患者抬高肢體，早期使用50%硫酸鎂保濕冷敷，24 h后以硫酸鎂保濕熱敷，必要時(shí)請整形外科醫(yī)生協(xié)助處理。

1.2.2 全身性不良反應(yīng) 臨床以物理化學(xué)反應(yīng)多見，常見的癥狀包括惡心、嘔吐、熱感、麻感、血管性疼痛等;類過敏反應(yīng)雖然較少，常見的癥狀有蕁麻疹、哮喘、喉頭水腫等，嚴(yán)重者可發(fā)生過敏性休克。但一旦發(fā)生有可能威脅生命，不能忽視。

1.2.3 器官特異性不良反應(yīng) 指碘對比劑引起的器官或者系統(tǒng)的不良反應(yīng)，常見累及的器官包括腎、甲狀腺、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等，其中以碘對比劑引起的腎損害最受關(guān)注。歐洲泌尿生殖放射學(xué)會(huì)對比劑安全委員會(huì)在2012年公布的對比劑安全使用指南中，將對比劑引起的腎臟損害稱為對比劑腎病(Contrast Induced Nephropathy，CIN)，并確定CIN的診斷標(biāo)準(zhǔn)為:血管內(nèi)使用對比劑3 d內(nèi)，血清肌酐(serum creatinine，Scr)絕對值升高 ≥0.5 mg/dL(44.2 μmol/L)，或 較 基 礎(chǔ) 值 升高≥25%，并排除其他原因的腎臟損害[5]。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，對于無全身性疾病的病人，造影劑腎病的發(fā)生率在0% ～22%[6－8]。對比劑腎病亦是醫(yī)源性腎功能衰竭的第三大原因[6]，因此其發(fā)生機(jī)制及預(yù)防措施都備受關(guān)注。對比劑腎病發(fā)生機(jī)制包括腎髓質(zhì)缺血缺氧、細(xì)胞毒作用、氧自由基、腎小管阻塞等幾方面。合理使用碘對比劑，規(guī)范操作細(xì)節(jié)，有助于減少對比劑腎病的發(fā)生。2009版ACC/AHA冠心病介入指南推薦:對合并慢性腎病但未長期透析的患者行PCI時(shí)推薦使用等滲對比劑(IA)，或除外碘海醇和碘克酸的低滲對比劑(IB)。美國ACCF/AHA指南和CCF/AHA/SCAI指南均推薦通過調(diào)整碘對比劑最大使用劑量、合理水化及規(guī)范術(shù)者操作來降低對比劑腎病的發(fā)生率。合理水化可以加速碘對比劑的排出，減少碘對比劑在腎臟停留的時(shí)間，從而減少對比劑腎病的發(fā)生。2011年美國心臟病學(xué)會(huì)指南提出，在血管造影和(或)血管成形術(shù)前后進(jìn)行合理水化，是降低對比劑腎病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的最有效措施[9－10]。最重要的是規(guī)范碘對比劑用法用量。在引發(fā)對比劑腎病的因素中，碘對比劑劑量的影響明確，減少對比劑的使用劑量，能明確降低對比劑腎病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[11－12]。在碘對比劑的臨床應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)患者的腎功能并結(jié)合臨床癥狀，合理調(diào)整碘對比劑的劑量。

2 低劑量碘對比劑的在頭頸部CTA中的應(yīng)用

CT血管造影目前廣泛應(yīng)用于各系統(tǒng)血管性病變的篩查和診斷中，與DSA相比，具有安全無創(chuàng)、成像快速、圖像逼真、檢查便利等優(yōu)勢。CT血管造影的圖像質(zhì)量，由血管強(qiáng)化程度決定，而血管強(qiáng)化程度主要受血管內(nèi)碘含量影響，一般以CT值來代表血管的強(qiáng)化程度。根據(jù)以往研究結(jié)果可知，一般血管內(nèi)CT值達(dá)到250 Hu以上時(shí)，即可很好地滿足診斷需要[13]。血管的強(qiáng)化程度從技術(shù)層面上主要受3個(gè)方面的因素影響[14－16]:①對比劑因素:包括碘濃度、注射速率、注射期相和鹽水沖洗技術(shù)等;②患者因素:如體質(zhì)量指數(shù)、血管情況、心功能、心率、腎功能等;③掃描因素:如掃描時(shí)間、延遲時(shí)間等。

頭頸部CTA掃描范圍為主動(dòng)脈弓至顱頂，掃描范圍大。為了獲得優(yōu)質(zhì)的圖像，通常需要使用大劑量的碘對比劑來維持血管內(nèi)的濃度，而碘對比劑劑量又是引發(fā)腎功能損害的最密切因素之一[17－18]。因此在頭頸部CT血管造影中，如何能在保證圖像質(zhì)量、滿足診斷需要的同時(shí)，盡量減少碘對比劑的使用劑量，具有重要的意義。

以往關(guān)于降低頭頸部CTA中碘對比劑使用劑量的研究，多集中在調(diào)整對比劑因素方面。在過去的一段時(shí)間內(nèi)，國內(nèi)外普遍采用100～120 mL的碘對比劑劑量。隨著多層螺旋CT的普及，有學(xué)者開始研究較低劑量碘對比劑的頭頸部 CTA成像質(zhì)量。李明利等[19]在探討16排CT低劑量碘對比劑頭頸部CTA可行性的研究中發(fā)現(xiàn)，采用60 mL碘對比劑時(shí)的頸動(dòng)脈、顱內(nèi)動(dòng)脈、椎動(dòng)脈顯示清晰，且血管內(nèi)CT值與80 mL和100 mL組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可見16排螺旋CT頭頸部CTA使用低劑量碘對比劑可以滿足臨床需要。隨著多層螺旋CT設(shè)備的不斷更新，低劑量碘對比劑在頭頸部CTA中的應(yīng)用條件更加成熟，關(guān)于進(jìn)一步降低碘對比劑劑量的研究也在不斷進(jìn)行。葉達(dá)林等[20]研究證明，45 mL造影劑加30 mL生理鹽水的低劑量組與75 mL造影劑的常規(guī)劑量組所得頭頸部CTA圖像，測量主動(dòng)脈弓、舌骨、大腦中動(dòng)脈層面CT值均在337 HU以上，重建質(zhì)量比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。低劑量組與常規(guī)劑量組均可滿足臨床診斷需要，同時(shí)可降低碘對比劑的毒副作用。楊春燕等[21]將708名采用60 mL造影劑加40 mL生理鹽水注射所得頭頸部CTA圖像與475名采用75 mL造影劑注射所得CTA圖像比較，發(fā)現(xiàn)兩組頭頸部動(dòng)脈血管及腦內(nèi)較大分支在容積重建圖像上顯示良好，且最大密度投影圖像上多數(shù)血管顯示清晰，邊緣光滑銳利。低劑量組和常規(guī)劑量組各段血管的顯示率及圖像質(zhì)量評分差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，均可滿足診斷。李曉飛等[22]利用 GE CT750 HD在4 ml/s相同注射速率下，低劑量組采用50 mL造影劑，常規(guī)劑量組采用70 mL造影劑，比較兩組病人在主動(dòng)脈弓、舌骨和大腦中動(dòng)脈層面動(dòng)脈CT值以及鎖骨下靜脈偽影、靜脈充盈程度、重建圖像質(zhì)量。結(jié)果低劑量碘對比劑所得動(dòng)脈CT值在舌骨層面與常規(guī)劑量比較差異無顯著性，在主動(dòng)脈弓和大腦中動(dòng)脈層面低于常規(guī)劑量。使用低劑量碘對比劑產(chǎn)生的鎖骨下靜脈偽影較常規(guī)劑量顯著降低。兩組頸部靜脈充盈程度和重建圖像質(zhì)量比較差異無顯著性。對128層CT而言，應(yīng)用低劑量碘對比劑進(jìn)行頭頸部動(dòng)脈血管成像是可行的，可以滿足對腦動(dòng)脈瘤等疾病的診斷。陳黎麗等[23]探討利用256層螺旋CT進(jìn)行低劑量碘對比劑頭頸部CTA的可行性，在注射流率相同的情況下，分別采用60 mL、50 mL和40 mL對比劑進(jìn)行頭頸部CTA檢查，測量頸動(dòng)脈不同水平的CT值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三組病例頸動(dòng)脈內(nèi)碘對比劑濃度無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，且均在250 HU以上，并且40 mL組病例在鎖骨下動(dòng)脈和頭臂靜脈的殘留對比劑造成的偽影較少，整體圖像質(zhì)量優(yōu)于60 mL和50 mL組，因此認(rèn)為利用256層螺旋CT行低劑量頭頸部CTA具有可行性。此結(jié)論與國內(nèi)外多位學(xué)者的研究結(jié)果一致[24－25]。

以上研究只是根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)性的減少碘對比劑劑量還缺乏充分的依據(jù)。周如康等[26]將碘對比劑劑量、生理鹽水劑量、注射速率均個(gè)體化設(shè)置，即根據(jù)患者體重確定碘對比劑劑量，根據(jù)碘對比劑劑量和曝光時(shí)間設(shè)置對比劑注射速率，并根據(jù)曝光時(shí)間和注射速率計(jì)算生理鹽水劑量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相對常規(guī)的頭頸部CTA，個(gè)體化實(shí)驗(yàn)組不但能獲得良好的圖像，而且充分考慮了臨床患者的個(gè)體差異，更科學(xué)地降低了碘對比劑的劑量。

但一味的減少碘對比劑使用劑量，勢必會(huì)在一定范圍內(nèi)降低血管強(qiáng)化程度，尤其在頭頸部的CT血管造影中。頭頸部血管走行復(fù)雜，顱底血管部分迂曲且穿顱骨走行，尤其是巖段和虹吸段，血管與復(fù)雜的顱底骨性結(jié)構(gòu)接觸密切，血管強(qiáng)化程度較低的情況下，有可能影響對動(dòng)脈瘤等其他血管性病變的觀察，造成漏診[27]。若為提高血管強(qiáng)化程度而增加對比劑注射速率或使用更高濃度的對比劑，則有可能造成對比劑不良反應(yīng)的發(fā)生。

3 低劑量碘對比劑CTA的發(fā)展趨勢

隨著CT掃描技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是多層螺旋CT的普及，CT掃描速度不斷加快，掃描時(shí)間縮短，為進(jìn)一步減少碘對比劑的劑量提供了有利條件。尤其是近幾年CT低劑量掃描技術(shù)發(fā)展迅速，不但能在減少對比劑劑量的同時(shí)保證圖像質(zhì)量，而且能有效減少患者接受的輻射劑量，實(shí)現(xiàn)低輻射劑量和低對比劑劑量的“雙低”。

從成像原理角度來看，CT圖像中組織結(jié)構(gòu)的CT值取決于X線光子的能量水平和組織密度。Huda等[28]研究發(fā)現(xiàn)，隨著管電壓的降低，X線光子能量亦降低，當(dāng)光子能量水平接近含有高原子序數(shù)的組織或結(jié)構(gòu)(如骨、含碘血管或組織)時(shí)，光電效應(yīng)明顯加大。因此，采用較低管電壓設(shè)置時(shí)，X線光子的能量更接近于碘或鈣質(zhì)，此時(shí)光電效應(yīng)明顯加大，X線的衰減程度加大，CT值明顯升高。于是有研究選擇使用較低的管電壓設(shè)置，同時(shí)結(jié)合較低劑量的碘對比劑來進(jìn)行頭頸部CT血管造影。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低管電壓低對比劑劑量的CTA圖像質(zhì)量也能夠滿足診斷需要，并且與常規(guī)電壓、常規(guī)劑量對比劑組相比，血管強(qiáng)化程度沒有明顯差異。

然而，在保證穿透能力的前提下，管電壓的高低也會(huì)影響CT圖像的噪聲值，使用低管電壓設(shè)置后，雖然輻射劑量明顯下降，但X線的穿透能力必然下降，到達(dá)探測器的X線光子數(shù)量減少，導(dǎo)致圖像噪聲會(huì)增大。李瑋等[29]在研究中根據(jù)體重個(gè)體化設(shè)置對比劑劑量，同時(shí)選擇較低的管電壓100 kV，與常規(guī)使用60 mL對比劑120 kV管電壓對比，“雙低組”大腦中動(dòng)脈的顯示質(zhì)量與常規(guī)組的圖像質(zhì)量差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此有可能影響臨床診斷?？梢娡瑫r(shí)降低管電壓和對比劑劑量，會(huì)犧牲圖像質(zhì)量，“雙低”技術(shù)仍需要進(jìn)一步探索。

隨著迭代重建技術(shù)的推廣，在一定程度上彌補(bǔ)了低管電壓對噪聲值的影響，使用較低的管電壓也可獲得優(yōu)質(zhì)的圖像，從而為低劑量對比劑的使用提供了保障。近幾年雙能CT不斷普及，能譜純化技術(shù)及迭代重建技術(shù)在提高圖像對比度、降低噪聲值、優(yōu)化圖像質(zhì)量的同時(shí)還為降低輻射劑量開辟了新途徑。研究表明，使用能譜純化技術(shù)的頭頸部CTA圖像，在進(jìn)行后處理時(shí)，顱底部骨質(zhì)減影效果較好，顱內(nèi)血管和動(dòng)脈瘤等血管性病變顯示清晰，無明顯偽影，可以很好地滿足診斷需求，說明能譜純化技術(shù)增加了雙能量對高密度物質(zhì)的識(shí)別能力，克服了傳統(tǒng)低劑量掃描中噪聲值較高的缺陷[30]。

綜上所述，國內(nèi)影像研究者在碘對比劑的規(guī)范化、科學(xué)化應(yīng)用方面不斷探索，已初步證明低輻射劑量和低對比劑劑量的“雙低劑量”CT成像技術(shù)完全能夠應(yīng)用于各系統(tǒng)的血管性疾病的診斷中，尤其在頭頸部CTA的應(yīng)用中優(yōu)勢突出，能有效降低患者的輻射劑量及總碘負(fù)荷，減少各種不良反應(yīng)的發(fā)生。這一發(fā)展趨勢，提高了對比劑使用的安全性和有效性，也是以人為本、關(guān)愛患者的具體體現(xiàn)。相信在各方面的共同努力下，CT檢查會(huì)向著更安全、更高效的方向不斷前進(jìn)。

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