不同濃度對比劑應用于腎臟動脈期成像效果的比較

周科峰　朱斌　范海健　施婷婷　馬義　何健*

不同濃度對比劑應用于腎臟動脈期成像效果的比較

周科峰朱斌范海健施婷婷馬義何健*

目的 比較低濃度對比劑威視派克270低KeV成像和常規濃度對比劑歐乃派克350常規120kVp成像在腎臟動脈期掃描的增強效果、圖像質量以及X線輻射劑量，探索低對比劑濃度低KeV成像的優勢。方法 共納入72例患者行腎臟CT增強掃描。采用肘靜脈高壓注射，對比劑總劑量1.0ml/kg，注射速率3.5ml/s，動脈期掃描采用跟蹤測試法，肝臟上緣水平腹主動脈CT值達100HU時啟動掃描。其中42例患者使用威視派克270 mgI/ml，采用GE寶石能譜CT掃描。30例患者使用歐乃派克350mgI/ml，GE能譜CT常規掃描。在能譜掃描數據上分別重建腹主動脈、左右腎動脈、左右腎皮質處最佳keV圖像。然后分別比較各部位最佳keV圖像及常規掃描圖像的CT值、噪聲及對比噪聲比（CNR）。同時記錄各組掃描的CTDIvol并比較兩組患者接受的X線輻射劑量以及注射后的不適反應。結果 CTDIvol能譜掃描威視派克270組為15.64mGy，常規掃描歐乃派克350組為（18.87±3.81）mGy，兩者差異有統計學意義（t=2.68，P＜0.05）；能譜掃描各部位最佳keV分布于48～58keV，最大頻數分布位于53keV。威視派克270低keV（53kev）成像時，感興趣區內CT值比歐乃派克350常規成像時高1.4～1.9倍，兩者差異有統計學意義（P＜0.01），CNR最佳keV圖像組是常規掃描組的1.3～1.5倍，除了左右腎皮質以外，腹主動脈及左右腎動脈在兩組間差異均有統計學意義（P＜0.05），53keV時圖像噪聲為（18.37±0.21）HU，常規掃描組噪聲為（24.83±7.21）HU，兩者差異有統計學意義（P＜0.01），注射后不適反應發生率威視派克270組明顯少于歐乃派克350組。結論 低濃度對比劑威視派克270低能量53keV成像，應用于腎臟動脈期成像時顯著優于歐乃派克350常規120kVp成像。

對比劑 低X線劑量 腎臟 CT

腎臟動脈期成像圖在腎動脈疾病及腎實質疾病的診斷中起重要作用，而增強圖像的質量取決于碘對比劑的合理應用和掃描的方式。雖然大劑量高濃度碘對比劑的使用可以明顯提高增強圖像質量，但會增多不適感，且可能產生腎功能損害和對比劑腎病（contrast media induced nephropathy，CIN），其是引起醫院獲得性腎衰竭的第三大主要原因［1］。因此，如何減少對比劑的用量和降低碘濃度是臨床研究中需要解決的問題，低濃度對比劑威視派克270以其等滲及副作用少獲得臨床認可，但濃度較低是否能獲得良好的增強圖像質量有待進一步驗證。同時，掃描方式的不同導致患者接受的輻射劑量也明顯不同，能譜CT的應用，能否使低濃度對比劑在腎動脈成像中達到良好的效果并且減少一定的輻射劑量是本項目期望解決的問題。

1　臨床資料

1.1一般資料 選擇本院2014年1月至2015年2月間行腎臟CT增強掃描的患者72例，告知不同濃度對比劑對人體的影響，由患者自行選擇威視派克270或歐乃派克350對比劑并入組。42例采用威視派克270寶石CT能譜掃描，其中男28例，女14例；年齡24～70歲，平均55.3歲。30例采用歐乃派克350寶石CT常規掃描，其中男17例，女13例；年齡26～67歲，平均51.2歲。納入標準：（1）患者無碘對比劑過敏史。（2）既往心肺功能正常，無重癥高血壓病史。（3）無心、腎等嚴重器質性病變及影響腹部血流狀況的疾病。患者進行CT增強掃描前均簽署知情同意書。

1.2CT檢查方法 經肘靜脈高壓注射器注射，所有患者對比劑總劑量均為1.0ml/kg，注射速率3.5ml/ s，動脈期掃描采用跟蹤測試法，腹主動脈CT值達到100HU時啟動掃描。42例威視派克270能譜掃描患者掃描方案為：abdorminal GSI-15掃描模式（80kVp與140kVp瞬間切換），大視野40mm，640mA，旋轉0.6s/圈，重建層厚為0.625mm，分別重建腹主動脈、左右腎動脈、左右腎皮質處最佳keV圖像。30例歐乃派克350常規掃描患者掃描方案為：自動管電流調制技術掃描，噪聲指數NI=8，螺距1.375∶1，旋轉0.6s/圈，管電壓120kVp，掃描層厚5mm，重建層厚0.625mm。兩組患者靜脈期和排泌期掃描參數同常規掃描方案。比較兩組患者動脈期接受的X線輻射劑量，再分別比較各部位能譜掃描最佳keV圖像及常規掃描圖像的噪聲、CT值及對比噪聲比（CNR）。掃描結束后觀察30min，記錄患者的不適反應，無明顯不適后離開，24h后電話跟蹤隨訪對比劑反應情況。

1.3圖像定量分析 將重建圖像傳入AW4.5工作站分析。啟動GSI軟件，找出各部位（腹主動脈，左右腎動脈，左右腎皮質）最佳CNR的單能量圖像，即最佳keV的圖像，并將單能量圖像保存在工作站并依此作為依據進行后處理。［方法：在目標部位放置感興趣區（region of interest，ROI），以皮下脂肪為參照，取CNR曲線的最高點對應的keV圖像作為最佳keV圖像］。測定各部位的CT值。圖像噪聲：分別在常規掃描圖像和最佳CNR單能量圖像上放置ROI，以皮下脂肪CT值的標準差作為圖像的實際噪聲值［2］。圖像CNR：在常規掃描圖像和最佳keV單能量圖像上，計算目標區域的CNR作為腎動脈動脈期成像質量的客觀評價指標，根據公式計算CNR=（ROIo-ROId）/SDn，其中ROIo為目標組織（血管或腎皮質）的CT值，ROId為同層面對比組織（本資料中為皮下脂肪）的CT值，SDn為圖像的平均噪聲值，本項目中為同一層面皮下脂肪組織的噪聲。

1.4統計學方法 采用SPSS14.0統計軟件。計量資料以（x±s）表示，采用兩個獨立樣本t檢驗，采用χ2檢驗比較兩組患者注射不同對比劑后的不適反應。P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1能譜掃描組內，各部位最佳keV分布規律 見表1。

表1　威視派克能譜掃描各部位最佳keV分布規律（keV）

2.2威視派克組（53keV）與歐乃派克組各部位的CT值 見表2。

表2　威視派克組（53keV）與歐乃派克組各部位的CT值［HU，（x±s）］

2.3威視派克組（53keV）與歐乃派克組各部位的CNR 見表3。

表3　威視派克組（53keV）與歐乃派克組各部位的CNR（x±s）

2.4圖像噪聲 采用低濃度對比劑威視派克270低keV單能量腎臟成像時，圖像噪聲低于歐乃派克350常規120kVp掃描。最佳keV圖像噪聲為（18.37±0.21）HU；常規掃描組噪聲為（24.83±7.21）HU，兩者差異有統計學意義（P＜0.01）

2.5輻射劑量 兩組患者動脈期所接受的X線輻射劑量：CTDIvol能譜掃描威視派克270組為 15.64mGy，常規掃描歐乃派克350組為（18.87±3.81）mGy，常規掃描組略高于能譜掃描組，兩者差異有統計學意義（t=2.68，P＜0.05）。

2.6兩組患者對比劑注射后出現的不良反應 見表4。

表4　兩組患者注射不同對比劑后出現的不良反應（n）

3　討論

隨著CT增強掃描的廣泛應用，對比劑對腎臟的毒副作用也日益受到重視，碘對比劑導致的過敏及其它不良反應的處理已成為影像工作者必須面對的問題。常用的非離子型碘對比劑歐乃派克350滲透壓為780mOsm/kg，達到血漿滲透壓的近3倍，會引起局部血管內血容量增加，引起各種不適如溫熱感等，并可加重左心室容量負荷；血漿滲透壓升高還可導致血細胞及血管內皮細胞形態改變，造成發冷感及局部疼痛感。而威視派克270，滲透壓為290mOsm/kg，碘濃度僅為270mgI/ml，是目前市場上最低濃度的非離子型等滲碘對比劑，由于碘濃度低，其粘度值僅為5.8 mPa?s（37℃），遠低于歐乃派克350 低滲型對比劑的10.3mPa?s（37℃）。對比劑造成嚴重不良反應的CIN的發病機制與對比劑高滲透壓引起的腎小球濾過率下降及尿液、血液粘度增加導致的腎小管損傷等有關［3～5］。因此，降低對比劑滲透壓與血漿滲透壓一致，并降低對比劑碘濃度，有助于減少副反應的發生。在本項目中，威視派克270組熱感及不適反應明顯減少，體現出威視派克270的優越性，有利于消除患者的緊張感、增強受檢的配合度，特別適用于急危重患者行CT 增強檢查。同時，多層螺旋CT可以在較短的動脈充盈時相內完成容積數據的采集，因此不需要注射大量的對比劑來長時間的保持血管內對比劑的濃度，利用相對較少量的對比劑即有可能獲得滿足診斷要求的圖像。因此，對于團注的對比劑總量要求并不高，而降低對比劑的濃度則顯得更有意義。如果使用低濃度對比劑也能取得良好的圖像效果，將給患者帶來較大的益處。

有研究表明：三種濃度300mgI/ml、320 mgI/ml、370mgI/ml對比劑，濃度增加，腹主動脈CT值逐漸增加，但無明顯差異，并且三組圖像質量評價優良率均為100%，僅高濃度對比劑有輕度不良反應［6］。因此，低濃度對比劑在臨床應用中具有較大的優勢。有學者提出，臨床工作中，選擇300 mgI/ml標準碘濃度即可基本滿足腹部CTA的成像要求，減少患者的腎臟負擔［4］。在本項目中，威視派克270碘濃度的降低是否導致血管CT值偏低，從而影響圖像質量是關注的問題，采用能譜掃描后，更低濃度的等滲對比劑完全滿足要求，其CT值，CNR和圖像噪聲均優于常規歐乃派克350 mgI/ml常規掃描方式。威視派克270低keV（53keV）成像時，腹主動脈、腎動脈及腎皮質的CT值比歐乃派克350常規成像時高1.4～1.9倍，而CNR，威視派克270能譜掃描最佳keV圖像組是歐乃派克350常規掃描組的1.3～1.5倍，同時圖像噪聲也明顯低于歐乃派克350常規掃描組。

能譜CT通過瞬時（0.5ms）高低能量X線的切換（80kVp和140kVp）來獲得兩組數據，并采用原始數據投影的模式對兩組數據進行單能量重建，得到40～140 keV共101個單能量圖像。根據物質能量依賴的光電效應，物質在不同單能量下對X線的吸收程度不同，從而可以突出對比度［5］，即根據碘的X線衰減曲線，X線能量越低，其與正常組織的差異就越大。常規120kVp成像時，其能量對應約為89keV，而能譜CT可以獲得101個單kev圖像，理論上，只要＜89keV，其增強效果應優于常規120kVp。因此，低keV成像時，雖然對比劑濃度更低，卻可得到更好的增強效果。本項目中，同時兼顧了圖像的對比噪聲比而獲得最佳的增強效果，5個目標部位的單能量成像keV值分布在53keV附近。

兩組患者接受的X線輻射劑量，能譜掃描威視派克270組略低于常規掃描歐乃派克350組。雖然能譜掃描模式的管電流達到640mA，但管電壓在80kVp和140kVp之間瞬時切換，與常規掃描120kVp相比，輻射劑量并未明顯增加。隨著寶石能譜CT的升級，可以選擇低電流能譜掃描，最低可以達270mA，對于偏瘦或中等體型的患者來說，無疑可以進一步降低輻射劑量，對于肥胖患者而言，圖像信噪比可能會隨之降低，但是寶石能譜CT所自帶的自適應迭代重建（ASIR）技術，又可以明顯降低噪聲，從而最終提高圖像的質量。

總之，低濃度等滲對比劑威視派克270mgI/ml的使用，在帶給患者舒適感的同時，并不影響圖像的質量。結合能譜CT掃描，可以使腹主動脈/腎動脈及其分支清晰顯示，增強效果優于歐乃派克350mgI/ml常規掃描，而患者接受的X線劑量也有適當減低，體現了對患者的人文關懷，應用前景廣闊。

1Lauer E，Del Pizzo JJ，Raman JD. Needlescopic ablation of small adrenal masses .Curr Urol Rep，2009，10（1）：73～77.

2Francis Z，Louise R，Mark FM.Image quality assessment tools for optimization of CT images.Radiography，2010，16（2）：147～153.

3李佳欣，任喜君，李學奇.碘對比劑黏度對微循環的影響.中華放射學雜志，2012，46（7）： 669～670.

4柳澄.腹部MSCT增強掃描中對比劑應用基礎.醫學影像學雜志，2010，20（3）：297～299.

5Coursey CA，Nelson RC，Boll DT，et al.Dual-energy multi-detector CT： how does it work ，what can it tell us and when can we use it in abdominopelvic imaging. Radiography， 2010，30（4）：1037～1055.

6曹捍波，張鐵英.不同碘濃度對比劑在MSCT腹部血管成像的臨床應用研究.醫學影像學雜志，2013，23（2）：220～225.

Objective To compare the enhancement effects，image quality and radiation dose of Visipaque 270，（iso-osmolar）with spectral imaging and Omnipaque 350（low-osmolar）with conventional 120kVp in renal arterial computed tomography angiography（CTA）. Methods 72 patients underwent renal arterial CTA using bolus tracking technique after receiving contrast agent （1.0ml/kg，injection rate 3.5ml/s）. 42 patients rec eiving Visipaque 270 underwent spectral CT scanning.30 patients receiving Omnipaque 350 underwent automatic tube current modulation scanning. CT values， noise and contrast to noise ratio（CNR），the radiation dose and the discomfort reaction rate were compared between the two groups. Results The radiation dose of conventional scanning group was significantly higher than that of spectral scanning group（CTDIvol，18.87±3.81 vs. 15.64mGy，t=2.68，P＜0.05）. The optimal kevV of abdominal aorta，bilateral renal arteries and cortex ranged from 48keV to 58keV，with the most frequency at 53keV. CT values and CNRs of the abdomen aorta，bilateral renal arteries and cortex in Visipaque 270 with low keV imaging were 1.4～1.9 and 1.3～1.5 times higher than those in Omnipaque 350 with 120kVp scanning（P＜0.001）.And the noise of Visipaque 270 at 53 keV was significantly lower than that of Omnipaque 350 with 120kVp scanning（18.37±0.21 vs. 24.83±7.21 HU，P＜0.01）. The discomfort reaction rate of Visipaque 270 was significantly lower than that of Omnipaque 350（P＜0.05）. Conclusion Visipaque 270 with 53keV imaging can provide better image quality，lower contrast agent and radiation dose than Omnipaque 350 with conventional 120kVp in renal artery computed tomography angiography.

Contrast media Low radiation dose Kidney Computed tomography

南京市衛生青年人才培養工程第三層次（QRX11178）

210008 南京大學醫學院附屬鼓樓醫院醫學影像科