低剂量碘对比剂在头颈部CT血管造影中的应用

李高忠

(广西医科大学附属民族医院、广西壮族自治区民族医院放射科，南宁市 530001)

CT血管造影(Computed tomography angiography，CTA)是采用CT增强扫描，利用最大密度投影或三维重建技术显示血管的一种检查方法。CTA作为无创性血管成像技术，具有较高的空间、时间及密度分辨率，中小血管的显示已接近或达到介入血管造影的水平;还具有螺旋伪影、波动伪影少，以及头颈部联合成像范围广，可同时显示血管壁及相邻骨结构等优势，其应用价值得到普遍认同。随着CTA在临床的广泛应用，检查过程中大剂量碘对比剂的使用，而诱发对比剂肾病等诸多不良反应也越来越受到临床普遍的重视。如何在获得良好图像质量的基础上减少碘对比剂的用量，降低对比剂的不良反应，成为急需解决的问题。

1 碘对比剂及不良反应概述

1.1 碘对比剂的简介 CT检查所使用的对比剂多为水溶性对比剂，均为三碘苯环的衍生物。按照对比剂的分子结构大致可分为两类:离子型对比剂和非离子型对比剂。离子型对比剂是三碘苯甲酸的盐，主要是钠盐和葡甲胺盐，在水中可电离，因此称为离子型对比剂。非离子型对比剂是单体或双体三碘苯环，在水中不电离。按对比剂含有苯环的数量，还可分为单体对比剂和双聚体对比剂。按渗透压不同可分为三类[1－3]:①高渗对比剂:代表药物为离子型对比剂泛影葡胺，渗透压为血浆渗透压(280 mOsm/kg H2O)的5～7倍。高渗性是造成副作用的主要因素，现己很少使用。②低渗对比剂:代表药物为非离子型单体对比剂碘海醇(欧乃派克)，其渗透压约为血浆渗透压的两倍，是目前临床应用最为广泛的对比剂。低渗是相对高渗而言的，其渗透压仍高于血浆渗透压，在中华医学会放射学分会发布的《碘对比剂使用指南》第2版[3]中，已经将过去所谓的“低渗对比剂”修改为“次高渗对比剂”。③等渗对比剂:代表药物为非离子型二聚体对比剂碘克沙醇(威视派克)，其渗透压与血浆渗透压相等，常用于肾功能异常患者。

1.2 碘对比剂不良反应 在碘对比剂不断发展和广泛应用的同时，其不良反应也日渐引起人们的注意。碘对比剂不良反应主要分为对比剂外渗、全身性不良反应、器官特异性不良反应三大类。

1.2.1 对比剂外渗 对比剂外渗，常见症状为局部灼痛、水肿、红斑，严重时可出现水泡、溃疡、软组织坏死甚至间隔综合征。碘对比剂外渗的发生与注射技术关系密切，如对比剂注射速率过高、容量过大等，也与患者配合不佳、血管情况不佳等有关。一旦发生碘对比剂外渗，应立即停止注射，检查渗漏部位及渗漏量。按对比剂渗漏范围可分轻、中、重度:穿刺点局部渗漏，范围直径不超过5 cm为轻度渗漏，肿胀范围直径超过5 cm，但未跨越关节为中度渗漏，肿胀范围广泛并跨越关节，为重度碘对比剂外渗[4]。轻度对比剂外渗不需特殊处理，个别疼痛明显者，可予以冷敷;中、重度对比剂外渗应嘱患者抬高肢体，早期使用50%硫酸镁保湿冷敷，24 h后以硫酸镁保湿热敷，必要时请整形外科医生协助处理。

1.2.2 全身性不良反应 临床以物理化学反应多见，常见的症状包括恶心、呕吐、热感、麻感、血管性疼痛等;类过敏反应虽然较少，常见的症状有荨麻疹、哮喘、喉头水肿等，严重者可发生过敏性休克。但一旦发生有可能威胁生命，不能忽视。

1.2.3 器官特异性不良反应 指碘对比剂引起的器官或者系统的不良反应，常见累及的器官包括肾、甲状腺、心血管系统、神经系统等，其中以碘对比剂引起的肾损害最受关注。欧洲泌尿生殖放射学会对比剂安全委员会在2012年公布的对比剂安全使用指南中，将对比剂引起的肾脏损害称为对比剂肾病(Contrast Induced Nephropathy，CIN)，并确定CIN的诊断标准为:血管内使用对比剂3 d内，血清肌酐(serum creatinine，Scr)绝对值升高 ≥0.5 mg/dL(44.2 μmol/L)，或 较 基 础 值 升高≥25%，并排除其他原因的肾脏损害[5]。

据文献报道，对于无全身性疾病的病人，造影剂肾病的发生率在0% ～22%[6－8]。对比剂肾病亦是医源性肾功能衰竭的第三大原因[6]，因此其发生机制及预防措施都备受关注。对比剂肾病发生机制包括肾髓质缺血缺氧、细胞毒作用、氧自由基、肾小管阻塞等几方面。合理使用碘对比剂，规范操作细节，有助于减少对比剂肾病的发生。2009版ACC/AHA冠心病介入指南推荐:对合并慢性肾病但未长期透析的患者行PCI时推荐使用等渗对比剂(IA)，或除外碘海醇和碘克酸的低渗对比剂(IB)。美国ACCF/AHA指南和CCF/AHA/SCAI指南均推荐通过调整碘对比剂最大使用剂量、合理水化及规范术者操作来降低对比剂肾病的发生率。合理水化可以加速碘对比剂的排出，减少碘对比剂在肾脏停留的时间，从而减少对比剂肾病的发生。2011年美国心脏病学会指南提出，在血管造影和(或)血管成形术前后进行合理水化，是降低对比剂肾病发生风险的最有效措施[9－10]。最重要的是规范碘对比剂用法用量。在引发对比剂肾病的因素中，碘对比剂剂量的影响明确，减少对比剂的使用剂量，能明确降低对比剂肾病发生的风险[11－12]。在碘对比剂的临床应用中，应根据患者的肾功能并结合临床症状，合理调整碘对比剂的剂量。

2 低剂量碘对比剂的在头颈部CTA中的应用

CT血管造影目前广泛应用于各系统血管性病变的筛查和诊断中，与DSA相比，具有安全无创、成像快速、图像逼真、检查便利等优势。CT血管造影的图像质量，由血管强化程度决定，而血管强化程度主要受血管内碘含量影响，一般以CT值来代表血管的强化程度。根据以往研究结果可知，一般血管内CT值达到250 Hu以上时，即可很好地满足诊断需要[13]。血管的强化程度从技术层面上主要受3个方面的因素影响[14－16]:①对比剂因素:包括碘浓度、注射速率、注射期相和盐水冲洗技术等;②患者因素:如体质量指数、血管情况、心功能、心率、肾功能等;③扫描因素:如扫描时间、延迟时间等。

头颈部CTA扫描范围为主动脉弓至颅顶，扫描范围大。为了获得优质的图像，通常需要使用大剂量的碘对比剂来维持血管内的浓度，而碘对比剂剂量又是引发肾功能损害的最密切因素之一[17－18]。因此在头颈部CT血管造影中，如何能在保证图像质量、满足诊断需要的同时，尽量减少碘对比剂的使用剂量，具有重要的意义。

以往关于降低头颈部CTA中碘对比剂使用剂量的研究，多集中在调整对比剂因素方面。在过去的一段时间内，国内外普遍采用100～120 mL的碘对比剂剂量。随着多层螺旋CT的普及，有学者开始研究较低剂量碘对比剂的头颈部 CTA成像质量。李明利等[19]在探讨16排CT低剂量碘对比剂头颈部CTA可行性的研究中发现，采用60 mL碘对比剂时的颈动脉、颅内动脉、椎动脉显示清晰，且血管内CT值与80 mL和100 mL组无统计学差异，可见16排螺旋CT头颈部CTA使用低剂量碘对比剂可以满足临床需要。随着多层螺旋CT设备的不断更新，低剂量碘对比剂在头颈部CTA中的应用条件更加成熟，关于进一步降低碘对比剂剂量的研究也在不断进行。叶达林等[20]研究证明，45 mL造影剂加30 mL生理盐水的低剂量组与75 mL造影剂的常规剂量组所得头颈部CTA图像，测量主动脉弓、舌骨、大脑中动脉层面CT值均在337 HU以上，重建质量比较差异无统计学意义。低剂量组与常规剂量组均可满足临床诊断需要，同时可降低碘对比剂的毒副作用。杨春燕等[21]将708名采用60 mL造影剂加40 mL生理盐水注射所得头颈部CTA图像与475名采用75 mL造影剂注射所得CTA图像比较，发现两组头颈部动脉血管及脑内较大分支在容积重建图像上显示良好，且最大密度投影图像上多数血管显示清晰，边缘光滑锐利。低剂量组和常规剂量组各段血管的显示率及图像质量评分差异均无统计学意义，均可满足诊断。李晓飞等[22]利用 GE CT750 HD在4 ml/s相同注射速率下，低剂量组采用50 mL造影剂，常规剂量组采用70 mL造影剂，比较两组病人在主动脉弓、舌骨和大脑中动脉层面动脉CT值以及锁骨下静脉伪影、静脉充盈程度、重建图像质量。结果低剂量碘对比剂所得动脉CT值在舌骨层面与常规剂量比较差异无显著性，在主动脉弓和大脑中动脉层面低于常规剂量。使用低剂量碘对比剂产生的锁骨下静脉伪影较常规剂量显著降低。两组颈部静脉充盈程度和重建图像质量比较差异无显著性。对128层CT而言，应用低剂量碘对比剂进行头颈部动脉血管成像是可行的，可以满足对脑动脉瘤等疾病的诊断。陈黎丽等[23]探讨利用256层螺旋CT进行低剂量碘对比剂头颈部CTA的可行性，在注射流率相同的情况下，分别采用60 mL、50 mL和40 mL对比剂进行头颈部CTA检查，测量颈动脉不同水平的CT值，结果发现三组病例颈动脉内碘对比剂浓度无统计学差异，且均在250 HU以上，并且40 mL组病例在锁骨下动脉和头臂静脉的残留对比剂造成的伪影较少，整体图像质量优于60 mL和50 mL组，因此认为利用256层螺旋CT行低剂量头颈部CTA具有可行性。此结论与国内外多位学者的研究结果一致[24－25]。

以上研究只是根据以往经验，实验性的减少碘对比剂剂量还缺乏充分的依据。周如康等[26]将碘对比剂剂量、生理盐水剂量、注射速率均个体化设置，即根据患者体重确定碘对比剂剂量，根据碘对比剂剂量和曝光时间设置对比剂注射速率，并根据曝光时间和注射速率计算生理盐水剂量，结果发现相对常规的头颈部CTA，个体化实验组不但能获得良好的图像，而且充分考虑了临床患者的个体差异，更科学地降低了碘对比剂的剂量。

但一味的减少碘对比剂使用剂量，势必会在一定范围内降低血管强化程度，尤其在头颈部的CT血管造影中。头颈部血管走行复杂，颅底血管部分迂曲且穿颅骨走行，尤其是岩段和虹吸段，血管与复杂的颅底骨性结构接触密切，血管强化程度较低的情况下，有可能影响对动脉瘤等其他血管性病变的观察，造成漏诊[27]。若为提高血管强化程度而增加对比剂注射速率或使用更高浓度的对比剂，则有可能造成对比剂不良反应的发生。

3 低剂量碘对比剂CTA的发展趋势

随着CT扫描技术的不断进步，尤其是多层螺旋CT的普及，CT扫描速度不断加快，扫描时间缩短，为进一步减少碘对比剂的剂量提供了有利条件。尤其是近几年CT低剂量扫描技术发展迅速，不但能在减少对比剂剂量的同时保证图像质量，而且能有效减少患者接受的辐射剂量，实现低辐射剂量和低对比剂剂量的“双低”。

从成像原理角度来看，CT图像中组织结构的CT值取决于X线光子的能量水平和组织密度。Huda等[28]研究发现，随着管电压的降低，X线光子能量亦降低，当光子能量水平接近含有高原子序数的组织或结构(如骨、含碘血管或组织)时，光电效应明显加大。因此，采用较低管电压设置时，X线光子的能量更接近于碘或钙质，此时光电效应明显加大，X线的衰减程度加大，CT值明显升高。于是有研究选择使用较低的管电压设置，同时结合较低剂量的碘对比剂来进行头颈部CT血管造影。实验结果发现，低管电压低对比剂剂量的CTA图像质量也能够满足诊断需要，并且与常规电压、常规剂量对比剂组相比，血管强化程度没有明显差异。

然而，在保证穿透能力的前提下，管电压的高低也会影响CT图像的噪声值，使用低管电压设置后，虽然辐射剂量明显下降，但X线的穿透能力必然下降，到达探测器的X线光子数量减少，导致图像噪声会增大。李玮等[29]在研究中根据体重个体化设置对比剂剂量，同时选择较低的管电压100 kV，与常规使用60 mL对比剂120 kV管电压对比，“双低组”大脑中动脉的显示质量与常规组的图像质量差异具有统计学意义，因此有可能影响临床诊断。可见同时降低管电压和对比剂剂量，会牺牲图像质量，“双低”技术仍需要进一步探索。

随着迭代重建技术的推广，在一定程度上弥补了低管电压对噪声值的影响，使用较低的管电压也可获得优质的图像，从而为低剂量对比剂的使用提供了保障。近几年双能CT不断普及，能谱纯化技术及迭代重建技术在提高图像对比度、降低噪声值、优化图像质量的同时还为降低辐射剂量开辟了新途径。研究表明，使用能谱纯化技术的头颈部CTA图像，在进行后处理时，颅底部骨质减影效果较好，颅内血管和动脉瘤等血管性病变显示清晰，无明显伪影，可以很好地满足诊断需求，说明能谱纯化技术增加了双能量对高密度物质的识别能力，克服了传统低剂量扫描中噪声值较高的缺陷[30]。

综上所述，国内影像研究者在碘对比剂的规范化、科学化应用方面不断探索，已初步证明低辐射剂量和低对比剂剂量的“双低剂量”CT成像技术完全能够应用于各系统的血管性疾病的诊断中，尤其在头颈部CTA的应用中优势突出，能有效降低患者的辐射剂量及总碘负荷，减少各种不良反应的发生。这一发展趋势，提高了对比剂使用的安全性和有效性，也是以人为本、关爱患者的具体体现。相信在各方面的共同努力下，CT检查会向着更安全、更高效的方向不断前进。

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