不同浓度对比剂应用于肾脏动脉期成像效果的比较

周科峰　朱斌　范海健　施婷婷　马义　何健*

不同浓度对比剂应用于肾脏动脉期成像效果的比较

周科峰朱斌范海健施婷婷马义何健*

目的 比较低浓度对比剂威视派克270低KeV成像和常规浓度对比剂欧乃派克350常规120kVp成像在肾脏动脉期扫描的增强效果、图像质量以及X线辐射剂量，探索低对比剂浓度低KeV成像的优势。方法 共纳入72例患者行肾脏CT增强扫描。采用肘静脉高压注射，对比剂总剂量1.0ml/kg，注射速率3.5ml/s，动脉期扫描采用跟踪测试法，肝脏上缘水平腹主动脉CT值达100HU时启动扫描。其中42例患者使用威视派克270 mgI/ml，采用GE宝石能谱CT扫描。30例患者使用欧乃派克350mgI/ml，GE能谱CT常规扫描。在能谱扫描数据上分别重建腹主动脉、左右肾动脉、左右肾皮质处最佳keV图像。然后分别比较各部位最佳keV图像及常规扫描图像的CT值、噪声及对比噪声比（CNR）。同时记录各组扫描的CTDIvol并比较两组患者接受的X线辐射剂量以及注射后的不适反应。结果 CTDIvol能谱扫描威视派克270组为15.64mGy，常规扫描欧乃派克350组为（18.87±3.81）mGy，两者差异有统计学意义（t=2.68，P＜0.05）；能谱扫描各部位最佳keV分布于48～58keV，最大频数分布位于53keV。威视派克270低keV（53kev）成像时，感兴趣区内CT值比欧乃派克350常规成像时高1.4～1.9倍，两者差异有统计学意义（P＜0.01），CNR最佳keV图像组是常规扫描组的1.3～1.5倍，除了左右肾皮质以外，腹主动脉及左右肾动脉在两组间差异均有统计学意义（P＜0.05），53keV时图像噪声为（18.37±0.21）HU，常规扫描组噪声为（24.83±7.21）HU，两者差异有统计学意义（P＜0.01），注射后不适反应发生率威视派克270组明显少于欧乃派克350组。结论 低浓度对比剂威视派克270低能量53keV成像，应用于肾脏动脉期成像时显著优于欧乃派克350常规120kVp成像。

对比剂 低X线剂量 肾脏 CT

肾脏动脉期成像图在肾动脉疾病及肾实质疾病的诊断中起重要作用，而增强图像的质量取决于碘对比剂的合理应用和扫描的方式。虽然大剂量高浓度碘对比剂的使用可以明显提高增强图像质量，但会增多不适感，且可能产生肾功能损害和对比剂肾病（contrast media induced nephropathy，CIN），其是引起医院获得性肾衰竭的第三大主要原因［1］。因此，如何减少对比剂的用量和降低碘浓度是临床研究中需要解决的问题，低浓度对比剂威视派克270以其等渗及副作用少获得临床认可，但浓度较低是否能获得良好的增强图像质量有待进一步验证。同时，扫描方式的不同导致患者接受的辐射剂量也明显不同，能谱CT的应用，能否使低浓度对比剂在肾动脉成像中达到良好的效果并且减少一定的辐射剂量是本项目期望解决的问题。

1　临床资料

1.1一般资料 选择本院2014年1月至2015年2月间行肾脏CT增强扫描的患者72例，告知不同浓度对比剂对人体的影响，由患者自行选择威视派克270或欧乃派克350对比剂并入组。42例采用威视派克270宝石CT能谱扫描，其中男28例，女14例；年龄24～70岁，平均55.3岁。30例采用欧乃派克350宝石CT常规扫描，其中男17例，女13例；年龄26～67岁，平均51.2岁。纳入标准：（1）患者无碘对比剂过敏史。（2）既往心肺功能正常，无重症高血压病史。（3）无心、肾等严重器质性病变及影响腹部血流状况的疾病。患者进行CT增强扫描前均签署知情同意书。

1.2CT检查方法 经肘静脉高压注射器注射，所有患者对比剂总剂量均为1.0ml/kg，注射速率3.5ml/ s，动脉期扫描采用跟踪测试法，腹主动脉CT值达到100HU时启动扫描。42例威视派克270能谱扫描患者扫描方案为：abdorminal GSI-15扫描模式（80kVp与140kVp瞬间切换），大视野40mm，640mA，旋转0.6s/圈，重建层厚为0.625mm，分别重建腹主动脉、左右肾动脉、左右肾皮质处最佳keV图像。30例欧乃派克350常规扫描患者扫描方案为：自动管电流调制技术扫描，噪声指数NI=8，螺距1.375∶1，旋转0.6s/圈，管电压120kVp，扫描层厚5mm，重建层厚0.625mm。两组患者静脉期和排泌期扫描参数同常规扫描方案。比较两组患者动脉期接受的X线辐射剂量，再分别比较各部位能谱扫描最佳keV图像及常规扫描图像的噪声、CT值及对比噪声比（CNR）。扫描结束后观察30min，记录患者的不适反应，无明显不适后离开，24h后电话跟踪随访对比剂反应情况。

1.3图像定量分析 将重建图像传入AW4.5工作站分析。启动GSI软件，找出各部位（腹主动脉，左右肾动脉，左右肾皮质）最佳CNR的单能量图像，即最佳keV的图像，并将单能量图像保存在工作站并依此作为依据进行后处理。［方法：在目标部位放置感兴趣区（region of interest，ROI），以皮下脂肪为参照，取CNR曲线的最高点对应的keV图像作为最佳keV图像］。测定各部位的CT值。图像噪声：分别在常规扫描图像和最佳CNR单能量图像上放置ROI，以皮下脂肪CT值的标准差作为图像的实际噪声值［2］。图像CNR：在常规扫描图像和最佳keV单能量图像上，计算目标区域的CNR作为肾动脉动脉期成像质量的客观评价指标，根据公式计算CNR=（ROIo-ROId）/SDn，其中ROIo为目标组织（血管或肾皮质）的CT值，ROId为同层面对比组织（本资料中为皮下脂肪）的CT值，SDn为图像的平均噪声值，本项目中为同一层面皮下脂肪组织的噪声。

1.4统计学方法 采用SPSS14.0统计软件。计量资料以（x±s）表示，采用两个独立样本t检验，采用χ2检验比较两组患者注射不同对比剂后的不适反应。P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1能谱扫描组内，各部位最佳keV分布规律 见表1。

表1　威视派克能谱扫描各部位最佳keV分布规律（keV）

2.2威视派克组（53keV）与欧乃派克组各部位的CT值 见表2。

表2　威视派克组（53keV）与欧乃派克组各部位的CT值［HU，（x±s）］

2.3威视派克组（53keV）与欧乃派克组各部位的CNR 见表3。

表3　威视派克组（53keV）与欧乃派克组各部位的CNR（x±s）

2.4图像噪声 采用低浓度对比剂威视派克270低keV单能量肾脏成像时，图像噪声低于欧乃派克350常规120kVp扫描。最佳keV图像噪声为（18.37±0.21）HU；常规扫描组噪声为（24.83±7.21）HU，两者差异有统计学意义（P＜0.01）

2.5辐射剂量 两组患者动脉期所接受的X线辐射剂量：CTDIvol能谱扫描威视派克270组为 15.64mGy，常规扫描欧乃派克350组为（18.87±3.81）mGy，常规扫描组略高于能谱扫描组，两者差异有统计学意义（t=2.68，P＜0.05）。

2.6两组患者对比剂注射后出现的不良反应 见表4。

表4　两组患者注射不同对比剂后出现的不良反应（n）

3　讨论

随着CT增强扫描的广泛应用，对比剂对肾脏的毒副作用也日益受到重视，碘对比剂导致的过敏及其它不良反应的处理已成为影像工作者必须面对的问题。常用的非离子型碘对比剂欧乃派克350渗透压为780mOsm/kg，达到血浆渗透压的近3倍，会引起局部血管内血容量增加，引起各种不适如温热感等，并可加重左心室容量负荷；血浆渗透压升高还可导致血细胞及血管内皮细胞形态改变，造成发冷感及局部疼痛感。而威视派克270，渗透压为290mOsm/kg，碘浓度仅为270mgI/ml，是目前市场上最低浓度的非离子型等渗碘对比剂，由于碘浓度低，其粘度值仅为5.8 mPa・s（37℃），远低于欧乃派克350 低渗型对比剂的10.3mPa・s（37℃）。对比剂造成严重不良反应的CIN的发病机制与对比剂高渗透压引起的肾小球滤过率下降及尿液、血液粘度增加导致的肾小管损伤等有关［3～5］。因此，降低对比剂渗透压与血浆渗透压一致，并降低对比剂碘浓度，有助于减少副反应的发生。在本项目中，威视派克270组热感及不适反应明显减少，体现出威视派克270的优越性，有利于消除患者的紧张感、增强受检的配合度，特别适用于急危重患者行CT 增强检查。同时，多层螺旋CT可以在较短的动脉充盈时相内完成容积数据的采集，因此不需要注射大量的对比剂来长时间的保持血管内对比剂的浓度，利用相对较少量的对比剂即有可能获得满足诊断要求的图像。因此，对于团注的对比剂总量要求并不高，而降低对比剂的浓度则显得更有意义。如果使用低浓度对比剂也能取得良好的图像效果，将给患者带来较大的益处。

有研究表明：三种浓度300mgI/ml、320 mgI/ml、370mgI/ml对比剂，浓度增加，腹主动脉CT值逐渐增加，但无明显差异，并且三组图像质量评价优良率均为100%，仅高浓度对比剂有轻度不良反应［6］。因此，低浓度对比剂在临床应用中具有较大的优势。有学者提出，临床工作中，选择300 mgI/ml标准碘浓度即可基本满足腹部CTA的成像要求，减少患者的肾脏负担［4］。在本项目中，威视派克270碘浓度的降低是否导致血管CT值偏低，从而影响图像质量是关注的问题，采用能谱扫描后，更低浓度的等渗对比剂完全满足要求，其CT值，CNR和图像噪声均优于常规欧乃派克350 mgI/ml常规扫描方式。威视派克270低keV（53keV）成像时，腹主动脉、肾动脉及肾皮质的CT值比欧乃派克350常规成像时高1.4～1.9倍，而CNR，威视派克270能谱扫描最佳keV图像组是欧乃派克350常规扫描组的1.3～1.5倍，同时图像噪声也明显低于欧乃派克350常规扫描组。

能谱CT通过瞬时（0.5ms）高低能量X线的切换（80kVp和140kVp）来获得两组数据，并采用原始数据投影的模式对两组数据进行单能量重建，得到40～140 keV共101个单能量图像。根据物质能量依赖的光电效应，物质在不同单能量下对X线的吸收程度不同，从而可以突出对比度［5］，即根据碘的X线衰减曲线，X线能量越低，其与正常组织的差异就越大。常规120kVp成像时，其能量对应约为89keV，而能谱CT可以获得101个单kev图像，理论上，只要＜89keV，其增强效果应优于常规120kVp。因此，低keV成像时，虽然对比剂浓度更低，却可得到更好的增强效果。本项目中，同时兼顾了图像的对比噪声比而获得最佳的增强效果，5个目标部位的单能量成像keV值分布在53keV附近。

两组患者接受的X线辐射剂量，能谱扫描威视派克270组略低于常规扫描欧乃派克350组。虽然能谱扫描模式的管电流达到640mA，但管电压在80kVp和140kVp之间瞬时切换，与常规扫描120kVp相比，辐射剂量并未明显增加。随着宝石能谱CT的升级，可以选择低电流能谱扫描，最低可以达270mA，对于偏瘦或中等体型的患者来说，无疑可以进一步降低辐射剂量，对于肥胖患者而言，图像信噪比可能会随之降低，但是宝石能谱CT所自带的自适应迭代重建（ASIR）技术，又可以明显降低噪声，从而最终提高图像的质量。

总之，低浓度等渗对比剂威视派克270mgI/ml的使用，在带给患者舒适感的同时，并不影响图像的质量。结合能谱CT扫描，可以使腹主动脉/肾动脉及其分支清晰显示，增强效果优于欧乃派克350mgI/ml常规扫描，而患者接受的X线剂量也有适当减低，体现了对患者的人文关怀，应用前景广阔。

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，李学奇.碘对比剂黏度对微循环的影响.中华放射学杂志，2012，46（7）： 669～670.

4柳澄.腹部MSCT增强扫描中对比剂应用基础.医学影像学杂志，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，张铁英.不同碘浓度对比剂在MSCT腹部血管成像的临床应用研究.医学影像学杂志，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

南京市卫生青年人才培养工程第三层次（QRX11178）

210008 南京大学医学院附属鼓楼医院医学影像科