對比劑碘濃度在雙源雙能量CT檢查中對血管和肝臟強化的影響

趙林偉，董國禮，楊國慶，趙秀華，馮敏

(1.遂寧市中心醫院放射影像科，四川 遂寧　629000；2.川北醫學院附屬醫院放射科，四川 南充　637000)

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對比劑碘濃度在雙源雙能量CT檢查中對血管和肝臟強化的影響

趙林偉1，董國禮2，楊國慶1，趙秀華1，馮敏1

(1.遂寧市中心醫院放射影像科，四川 遂寧629000；2.川北醫學院附屬醫院放射科，四川 南充637000)

目的：根據體表面積(body surface area，BSA)調整碘劑量(17.1 gI/m2BSA)、固定注射時間(25 s)，比較雙能量CT(dual energy CT，DECT)增強掃描中兩種不同碘濃度對比劑之間血管和肝實質的強化。方法：300例患者被前瞻性隨機分為4組，A組及C組注射300 mg/mL對比劑，B組及D組注射370 mg/mL對比劑，碘劑量根據BSA調整，對比劑注射時間固定為25 s。分別于肝動脈晚期(A、B組)或門靜脈期(C、D組)采用雙能量掃描，在80 kVp、140 kVp及彩色編碼碘覆蓋圖中，比較高、低碘濃度對比劑間腹主動脈、門靜脈及肝實質強化程度。組間強化程度差異采用Mann-Whitney U檢驗。結果：在80 kVp、140 kVp或彩色編碼碘覆蓋圖中，注射高碘濃度對比劑時，動脈期主動脈平均強化程度較高，但兩組差異沒有統計學意義；兩種碘濃度對比劑間門靜脈期門靜脈及各掃描期內肝實質強化程度差異沒有統計學意義(P>0.05)。結論：在肝臟增強DECT成像中，根據BSA調整碘劑量，固定注射時間，注射300 mgI/mL或370 mgI/mL對比劑，可獲得相等的血管及肝實質的強化。

對比劑；對比強化；雙能量CT；肝臟成像

【Abstract】Objective：To compare vascular and parenchymal contrast enhancement in dual-energy CT of the liver using two contrast media with different iodine concentration (iopamidol 300 mgI/mL and 370 mgI/mL),use of a protocol with iodine dose adjusted for the patient’s body surface area com-(BSA;17.1 gI/m2BSA)and fixed injection duration (25 s).Methods：300 patients were prospectively randomized into four groups.Patients in groups A and C received iopamidol with an iodine concentration of 300mg I/mL,B and D received iopamidol with an iodine concentration of 370mg I/mL respectively.Iodine dose was adjusted according to BSA，with a fixed injection duration of 25 s.Dual-energy acquisition mode was performed during late hepatic-arterial phase(A,B)and portal venous phase(C,D).Enhancement of the abdominal aorta,liver and portal vein were compared between high-concentration contrast medium and low-concentration contrast medium at 80kVp,140kVp and color-coded iodine overlay images.The Mann-Whitney U test was used to enhance the difference between group.Results：At 80kVp,140kVp or color-coded iodine overlay images,the mean contrast enhancement of the aorta was a trend towards higher contrast enhancement during the hepatic arterial phase,which was not statistically significant,when the higher concentration contrast medium was injected.And there was no significant difference between two iodine concentration contrast medium for the mean contrast enhancement of the portal vein during the hepatic portal venous phase and for the mean contrast enhancement of the hepatic parenchyma during each acquisition phase (P>0.05).Conclusion：With fixed injection duration (25 s)and iodine load being tailored according to BSA，comparable contrast enhancement can be achieved with 300mg I/mL and 370mg I/mL being injected in liver enhanced DECT imaging.

【Key words】Contrast media;Contrast enhancement；Dual energy CT;Liver imaging

隨著CT成像技術的進展，雙源CT雙能量成像技術逐漸應用于臨床[1]。在腹部腫瘤雙能量CT成像中，利用低能量圖像可能通過改善富血供病灶及乏血供病灶與正常肝實質之間的對比來提高病灶的檢出。雙能量CT允許物質分解并提供組織碘含量圖像，在彩色編碼碘圖上手工放置單個感興趣區(region of interest，ROI)能夠獲得關于基線組織和碘攝取的定量信息[2]。這減少了多期單能CT掃描在兩組獨立數據中放置ROI時由于人為因素而造成的ROI面積不同或定位不同而形成的測量誤差，因此能夠更可靠地測量組織強化。但在腹部增強雙能量CT(dual energy CT,DECT)中，更進一步的問題是缺乏關于對比劑注射方案的一致性。

在MDCT對比劑注射方案中，被認為最主要的參數包括對比劑濃度、對比劑劑量、注射速度、注射時間、生理鹽水團注以及總碘劑量和碘速率(iodine delivery rate，IDR)。近年來，一些學者研究了體部成像中不同碘濃度對比劑對血管和器官實質強化的影響[3-6]。但是，大多數的研究因為不同的注射方案，在采用IDR或總碘劑量方面不一致，導致可比較性較差。

我們的目的是在雙源CT肝臟雙能量成像中，根據BSA調整碘劑量并固定的對比劑注射時間，比較DECT各能量水平圖像及雙能量碘圖中，300 mgI/mL和370 mgI/mL碘濃度對比劑間血管及肝實質的強化程度。

1　資料與方法

1.1研究對象

2014年4月至2015年4月300例在本院行腹部雙源CT雙能量增強掃描的患者，被前瞻性納入這項研究。所有病人隨機分為4組，A組及C組患者注射300 mgI/mL標準碘濃度對比劑，B組及D組患者注射370 mgI/mL碘濃度對比劑(碘帕醇，上海博萊科信宜藥業有限責任公司)；考慮到輻射劑量，A組及B組在肝動脈期采用雙能量掃描模式，C組及D組在門靜脈期采用雙能量掃描模式。排除標準：(1)CT檢查一般禁忌癥(如孕婦)和增強檢查禁忌癥(如嚴重腎功能損害、心功能損害)；(2)碘對比劑過敏史；(3)體質量指數(body mass index，BMI)>25.0 kg/m2；(4)其它的排除標準包括：已知因化療或其它的肝臟治療導致的肝臟灌注異常的患者；已知的肝硬化患者。

1.2CT掃描技術和對比劑注射方案

1.2.1CT掃描技術CT掃描采用Siemens第二代炫速雙源CT掃描儀(somatom definition flash dual source CT，DSCT)，多期掃描包括平掃、肝動脈晚期、門靜脈期。雙能量掃描參數：A管80 kVp，B管Sn140 kVp，管電流采用CareDose 4D 技術，參考管電流分別為461 mAs、178 mAs。平掃采用常規單能掃描，管電壓120 kVp，管電流采用Care Dose 4D 技術，參考管電流為210 mAs。掃描范圍自膈頂至髂嵴水平，掃描方向自頭至尾；采用bolus-tracking技術減少心輸出量的影響。在經肘前靜脈注射對比劑后，監測主動脈膈頂平面達80 Hu(140 kVp)后10s開始啟動肝動脈晚期掃描。動脈期結束后20 s開始門靜脈期掃描。

1.3定量分析

(1)各部位碘圖中碘定量測定及80 kVp、140 kVp強化程度測量由兩名具有10年以上肝臟CT診斷工作經驗的放射科醫師在不知道對比劑注射方案的情況下獨立完成，最終測量值取兩位測量者平均值；(2)在雙源雙能量CT中，碘含量以Hounsfield單位表示，其值代表平均強化；80 kVp及140 kVp強化程度=增強掃描CT值-平掃CT值；(3)將雙能量采集數據導入雙能量專用后處理工作站中，分別于腹主動脈、門靜脈和肝實質三個主要解剖區域放置圓形ROI來測量腹主動脈、門靜脈及肝實質的碘含量及80 kVp及140 kVp強化程度，ROI面積在門靜脈取0.5 cm2，主動脈和肝實質取1 cm2(圖1)。腹主動脈：在上部、中部和下部3個平面測量，然后取平均值。門靜脈：分別于門靜脈主干、門靜脈左支和右支測量，然后取平均值。肝實質：在肝左葉(II段和III段)、肝右葉上段(VII段和VIII段)和右葉下段(V段和VI段)3個不同區域測量，仔細避開肉眼可見的門靜脈分支、膽管或肝靜脈，然后取平均值。

1.4統計學分析

兩組患者性別分布差異采用χ2檢驗，身高、體重、年齡、BMI、BSA、IDR和對比劑劑量差異采用Student t 檢驗。碘圖或同一能量水平中組間強化程度差異采用Mann-Whitney U檢驗，BSA與強化程度間的相關性采用Pearson分析。統計分析軟件采用SPSS 20.0，P<0.05具有統計學意義。

2　結果

2.1研究資料的基本特征

共300例患者納入研究，研究資料基本特征及對比劑劑量、平均IDR見表1，研究資料的基本特征在組間保持了良好的平衡(表1)。

表1　4組患者的性別、年齡、身高、體重、BMI、BSA及注射的對比劑劑量

2.2圖像定量分析

注射不同碘濃度對比劑時，動脈期主動脈、肝實質及門靜脈期門靜脈、肝實質在碘圖及低(80 kVp)、高(140 kVp)能量水平中強化程度見表2-表4。

表2DECT碘圖中標準碘濃度和高碘濃度對比劑間各解剖部位的強化程度

對比劑濃度動脈期主動脈肝實質門靜脈期門靜脈肝實質300mgI/mL200.31±37.8320.69±9.6998.86±15.7148.40±7.38370mgI/mL209.33±33.2222.34±9.7597.06±10.7349.18±6.69P值0.190.390.480.56

表3肝動脈晚期主動脈及肝實質在標準碘濃度和高碘濃度對比劑時的強化程度

部位80kVpA組B組P值140kVpA組B組P值主動脈366.56±68.84380.54±59.940.26121.62±23.96134.42±21.240.09肝實質33.08±17.4533.30±17.870.9515.21±6.7717.65±6.740.07

表4門靜脈期門靜脈及肝實質在標準碘濃度和高碘濃度對比劑時的強化程度

部位80kVpC組D組P值140kVpC組D組P值門靜脈184.52±27.51180.64±27.310.4062.36±11.4961.58±7.560.67肝實質84.96±25.4781.83±11.580.4127.76±4.7228.26±5.440.56

雙能量肝動脈晚期，B組主動脈強化程度均高于A組，差異沒有統計學意義(P>0.05)；肝實質強化程度差異沒有統計學意義(P>0.05)。雙能量門靜脈期，C組與D組門靜脈及肝實質強化程度差異均沒有統計學意義(P>0.05)。BSA與各部位強化程度沒有顯著相關性(P>0.05)。

3　討論

MDCT增強掃描中，對比劑是影響腹部CT增強圖像質量的重要因素。已經證實患者體型對血管和器官實質強化有影響[9]，在腹部MDCT對比增強中，碘劑量需要根據去脂肪體重或BSA調整，BSA對于確定個體碘劑量是一個簡便易行的指標[10]；Kidoh等[11]也支持在肝臟增強掃描中，根據BSA來調整碘劑量。為了排除體型對強化的影響，我們根據患者的BSA計算對比劑的碘劑量。關于碘劑量的選擇有一定的幅度，0.342 gI/m2BSA可以使門靜脈期肝實質強化程度增加1 Hu[7]，或18.6 gI/m2BSA亦可確保門靜脈期肝實質強化程度增加50 Hu[10]。我們選擇了Onishi等[7]的研究結果，碘劑量采用17.1 gI/m2BSA。確定了碘劑量后，為了排除流速對本研究的影響，我們固定對比劑注射時間為25 s，BSA較大的患者因為對比劑用量多，其IDR快；反之體表面積小的患者則IDR慢。也就是說對比劑的IDR與BSA比在固定注射時間的條件下是相等的，這樣就減少了因BSA不同所致的強化幅度的差異。我們的結果表明，考慮到體型對血管和肝實質強化的影響，采用碘劑量17.1 gI/m2BSA，固定對比劑注射時間(25 s)，在注射低、高碘濃度對比劑時，碘圖中門靜脈期肝實質強化程度分別達到(48.40±7.38)Hu和(49.18±6.69)Hu，獲得了較充分的肝臟強化圖像。

在最近的研究中，Paparo等[6]采用固定碘速率(1.2 gI/s)和根據體重確定碘劑量(630 mgI/kg)，同一對分子結構不同碘濃度的比劑能夠獲得相等的腹主動脈、門靜脈和肝實質強化。Verburg等[12]根據BSA確定碘劑量(22.26 gI/m2BSA)并采用相同碘速率(1.29 gI/s)，在門靜脈期比較300 mgI/mL和370 mgI/mL對比劑間強化時提示在兩種對比劑間升主動脈、腹主動脈、下腔靜脈、門脈主干及肝臟強化沒有顯著性差異。我們根據BSA調整碘劑量，固定對比劑注射時間，得到的結果與這些文獻報道類似，在雙能量CT中，在每一能量水平及雙能量碘圖中，不同碘濃度對比劑產生相等的血管和肝實質強化效果。雖然我們采用的IDR較前述文獻報道低，但我們的結果證實這樣的IDR也能夠提供臨床檢查中可行的強化質量。而且，這種注射方案帶來的優勢在于較低的注射速度在臨床工作可能有利于那些外周血管質量較差而又必須檢查的患者。在Guerrisi等[13]的研究中，根據體重調整碘劑量(560 mgI/kg)并保持相同的對比劑注射時間(25 s)，在注射320 mgI/mL與400 mgI/mL對比劑時，肝臟血管及實質強化程度沒有顯著性差異。但在Guerrisi等[13]的結果中，各部位強化程度與體重呈弱相關性，我們的數據表明，根據BSA調整碘劑量，能夠更好的減少個體間強化程度變異。

已經有證據顯示，在動脈期，通過提高對比劑注射速度和/或注射較高碘濃度對比劑增加IDR，會顯著影響動脈系統的強化[14]。在我們與Guerrisi等[13]的結果中，采用固定注射時間，兩組患者間IDR與體表面積或體重之比是相等的。并且在我們的數據中，同一掃描期內兩組患者平均IDR沒有顯著性差異。盡管動脈期高碘濃度對比劑時主動脈強化程度較低碘濃度高，但差異并沒有統計學意義，這也支持IDR是影響動脈強化的重要因素。另一方面，高碘濃度對比劑粘滯度雖然增加，370 mgI/mL對比劑粘滯度為300 mgI/mL對比劑粘滯度的兩倍。兩種對比劑間粘滯度差異可能導致不同的流動特性，但增強掃描晚期(如靜脈期)因為對比劑彌散分布，不受粘滯度差異的影響，流動特性的影響是次要的，對比劑碘劑量成為決定靜脈期肝實質強化程度的一個重要因素。在我們的結果中，300 mgI/mL組與370 mgI/mL組BSA沒有顯著性差異，這也導致兩種碘濃度對比劑間門靜脈和肝實質相等的強化。

在文獻中，一些比較腹部成像中不同碘濃度對比劑對血管和器官實質強化影響的研究表明，高碘濃度對比劑中血管和器官實質的強化程度較高[3-4]。但是這些研究采用相同的對比劑注射速度和固定的總碘劑量。我們的結果與這些研究存在差異的可能原因之一在于前者在碘速率方面缺乏統一條件。

在我們的研究中有一些限度：我們局限于顯示兩種不同碘濃度對比劑正常CT圖像間可能的差異，而沒有涉及到DECT中不同能量水平下和碘圖中檢出和顯示肝臟疾病的特征。

總之，在肝臟增強DECT成像中，根據體表面積調整碘劑量，采用相同的注射時間，300 mgI/mL或370 mgI/mL對比劑在低和高能量水平以及碘圖中，均未顯著影響血管及肝實質的強化。

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(學術編輯：翟昭華)

Effect of different iodine concentrations of contrast material on the vascular and hepatic enhancement during dual-source dual-energy CT

ZHAO Lin-wei1,DONG Guo-li2,YANG Guo-qing1,ZHAO Xiu-hua1,FENG Min1

(1.Department of Radiology,Suining Central Hospital,Suining 629000；2.Department of Radiology,Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College,Nanchong 637000,Sichuan,China)

10.3969/j.issn.1005-3697.2016.04.01影像醫學研究專題·論著

四川省衛計委科研課題(140107)

2015-10-06

趙林偉(1974-)，男，碩士，副主任醫師。E-mail：zyyzlw@126.com

通訊簡介：楊國慶，E-mail：snygq@163.com

網絡出版時間：2016-8-217∶48網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20160802.1748.002.html

1005-3697(2016)04-0448-04

R563.5

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