对比剂碘浓度在双源双能量CT检查中对血管和肝脏强化的影响

赵林伟，董国礼，杨国庆，赵秀华，冯敏

(1.遂宁市中心医院放射影像科，四川 遂宁　629000；2.川北医学院附属医院放射科，四川 南充　637000)



对比剂碘浓度在双源双能量CT检查中对血管和肝脏强化的影响

赵林伟1，董国礼2，杨国庆1，赵秀华1，冯敏1

(1.遂宁市中心医院放射影像科，四川 遂宁629000；2.川北医学院附属医院放射科，四川 南充637000)

目的：根据体表面积(body surface area，BSA)调整碘剂量(17.1 gI/m2BSA)、固定注射时间(25 s)，比较双能量CT(dual energy CT，DECT)增强扫描中两种不同碘浓度对比剂之间血管和肝实质的强化。方法：300例患者被前瞻性随机分为4组，A组及C组注射300 mg/mL对比剂，B组及D组注射370 mg/mL对比剂，碘剂量根据BSA调整，对比剂注射时间固定为25 s。分别于肝动脉晚期(A、B组)或门静脉期(C、D组)采用双能量扫描，在80 kVp、140 kVp及彩色编码碘覆盖图中，比较高、低碘浓度对比剂间腹主动脉、门静脉及肝实质强化程度。组间强化程度差异采用Mann-Whitney U检验。结果：在80 kVp、140 kVp或彩色编码碘覆盖图中，注射高碘浓度对比剂时，动脉期主动脉平均强化程度较高，但两组差异没有统计学意义；两种碘浓度对比剂间门静脉期门静脉及各扫描期内肝实质强化程度差异没有统计学意义(P>0.05)。结论：在肝脏增强DECT成像中，根据BSA调整碘剂量，固定注射时间，注射300 mgI/mL或370 mgI/mL对比剂，可获得相等的血管及肝实质的强化。

对比剂；对比强化；双能量CT；肝脏成像

【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

随着CT成像技术的进展，双源CT双能量成像技术逐渐应用于临床[1]。在腹部肿瘤双能量CT成像中，利用低能量图像可能通过改善富血供病灶及乏血供病灶与正常肝实质之间的对比来提高病灶的检出。双能量CT允许物质分解并提供组织碘含量图像，在彩色编码碘图上手工放置单个感兴趣区(region of interest，ROI)能够获得关于基线组织和碘摄取的定量信息[2]。这减少了多期单能CT扫描在两组独立数据中放置ROI时由于人为因素而造成的ROI面积不同或定位不同而形成的测量误差，因此能够更可靠地测量组织强化。但在腹部增强双能量CT(dual energy CT,DECT)中，更进一步的问题是缺乏关于对比剂注射方案的一致性。

在MDCT对比剂注射方案中，被认为最主要的参数包括对比剂浓度、对比剂剂量、注射速度、注射时间、生理盐水团注以及总碘剂量和碘速率(iodine delivery rate，IDR)。近年来，一些学者研究了体部成像中不同碘浓度对比剂对血管和器官实质强化的影响[3-6]。但是，大多数的研究因为不同的注射方案，在采用IDR或总碘剂量方面不一致，导致可比较性较差。

我们的目的是在双源CT肝脏双能量成像中，根据BSA调整碘剂量并固定的对比剂注射时间，比较DECT各能量水平图像及双能量碘图中，300 mgI/mL和370 mgI/mL碘浓度对比剂间血管及肝实质的强化程度。

1　资料与方法

1.1研究对象

2014年4月至2015年4月300例在本院行腹部双源CT双能量增强扫描的患者，被前瞻性纳入这项研究。所有病人随机分为4组，A组及C组患者注射300 mgI/mL标准碘浓度对比剂，B组及D组患者注射370 mgI/mL碘浓度对比剂(碘帕醇，上海博莱科信宜药业有限责任公司)；考虑到辐射剂量，A组及B组在肝动脉期采用双能量扫描模式，C组及D组在门静脉期采用双能量扫描模式。排除标准：(1)CT检查一般禁忌症(如孕妇)和增强检查禁忌症(如严重肾功能损害、心功能损害)；(2)碘对比剂过敏史；(3)体质量指数(body mass index，BMI)>25.0 kg/m2；(4)其它的排除标准包括：已知因化疗或其它的肝脏治疗导致的肝脏灌注异常的患者；已知的肝硬化患者。

1.2CT扫描技术和对比剂注射方案

1.2.1CT扫描技术CT扫描采用Siemens第二代炫速双源CT扫描仪(somatom definition flash dual source CT，DSCT)，多期扫描包括平扫、肝动脉晚期、门静脉期。双能量扫描参数：A管80 kVp，B管Sn140 kVp，管电流采用CareDose 4D 技术，参考管电流分别为461 mAs、178 mAs。平扫采用常规单能扫描，管电压120 kVp，管电流采用Care Dose 4D 技术，参考管电流为210 mAs。扫描范围自膈顶至髂嵴水平，扫描方向自头至尾；采用bolus-tracking技术减少心输出量的影响。在经肘前静脉注射对比剂后，监测主动脉膈顶平面达80 Hu(140 kVp)后10s开始启动肝动脉晚期扫描。动脉期结束后20 s开始门静脉期扫描。

1.3定量分析

(1)各部位碘图中碘定量测定及80 kVp、140 kVp强化程度测量由两名具有10年以上肝脏CT诊断工作经验的放射科医师在不知道对比剂注射方案的情况下独立完成，最终测量值取两位测量者平均值；(2)在双源双能量CT中，碘含量以Hounsfield单位表示，其值代表平均强化；80 kVp及140 kVp强化程度=增强扫描CT值-平扫CT值；(3)将双能量采集数据导入双能量专用后处理工作站中，分别于腹主动脉、门静脉和肝实质三个主要解剖区域放置圆形ROI来测量腹主动脉、门静脉及肝实质的碘含量及80 kVp及140 kVp强化程度，ROI面积在门静脉取0.5 cm2，主动脉和肝实质取1 cm2(图1)。腹主动脉：在上部、中部和下部3个平面测量，然后取平均值。门静脉：分别于门静脉主干、门静脉左支和右支测量，然后取平均值。肝实质：在肝左叶(II段和III段)、肝右叶上段(VII段和VIII段)和右叶下段(V段和VI段)3个不同区域测量，仔细避开肉眼可见的门静脉分支、胆管或肝静脉，然后取平均值。

1.4统计学分析

两组患者性别分布差异采用χ2检验，身高、体重、年龄、BMI、BSA、IDR和对比剂剂量差异采用Student t 检验。碘图或同一能量水平中组间强化程度差异采用Mann-Whitney U检验，BSA与强化程度间的相关性采用Pearson分析。统计分析软件采用SPSS 20.0，P<0.05具有统计学意义。

2　结果

2.1研究资料的基本特征

共300例患者纳入研究，研究资料基本特征及对比剂剂量、平均IDR见表1，研究资料的基本特征在组间保持了良好的平衡(表1)。

表1　4组患者的性别、年龄、身高、体重、BMI、BSA及注射的对比剂剂量

2.2图像定量分析

注射不同碘浓度对比剂时，动脉期主动脉、肝实质及门静脉期门静脉、肝实质在碘图及低(80 kVp)、高(140 kVp)能量水平中强化程度见表2-表4。

表2DECT碘图中标准碘浓度和高碘浓度对比剂间各解剖部位的强化程度

对比剂浓度动脉期主动脉肝实质门静脉期门静脉肝实质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肝动脉晚期主动脉及肝实质在标准碘浓度和高碘浓度对比剂时的强化程度

部位80kVpA组B组P值140kVpA组B组P值主动脉366.56±68.84380.54±59.940.26121.62±23.96134.42±21.240.09肝实质33.08±17.4533.30±17.870.9515.21±6.7717.65±6.740.07

表4门静脉期门静脉及肝实质在标准碘浓度和高碘浓度对比剂时的强化程度

部位80kVpC组D组P值140kVpC组D组P值门静脉184.52±27.51180.64±27.310.4062.36±11.4961.58±7.560.67肝实质84.96±25.4781.83±11.580.4127.76±4.7228.26±5.440.56

双能量肝动脉晚期，B组主动脉强化程度均高于A组，差异没有统计学意义(P>0.05)；肝实质强化程度差异没有统计学意义(P>0.05)。双能量门静脉期，C组与D组门静脉及肝实质强化程度差异均没有统计学意义(P>0.05)。BSA与各部位强化程度没有显著相关性(P>0.05)。

3　讨论

MDCT增强扫描中，对比剂是影响腹部CT增强图像质量的重要因素。已经证实患者体型对血管和器官实质强化有影响[9]，在腹部MDCT对比增强中，碘剂量需要根据去脂肪体重或BSA调整，BSA对于确定个体碘剂量是一个简便易行的指标[10]；Kidoh等[11]也支持在肝脏增强扫描中，根据BSA来调整碘剂量。为了排除体型对强化的影响，我们根据患者的BSA计算对比剂的碘剂量。关于碘剂量的选择有一定的幅度，0.342 gI/m2BSA可以使门静脉期肝实质强化程度增加1 Hu[7]，或18.6 gI/m2BSA亦可确保门静脉期肝实质强化程度增加50 Hu[10]。我们选择了Onishi等[7]的研究结果，碘剂量采用17.1 gI/m2BSA。确定了碘剂量后，为了排除流速对本研究的影响，我们固定对比剂注射时间为25 s，BSA较大的患者因为对比剂用量多，其IDR快；反之体表面积小的患者则IDR慢。也就是说对比剂的IDR与BSA比在固定注射时间的条件下是相等的，这样就减少了因BSA不同所致的强化幅度的差异。我们的结果表明，考虑到体型对血管和肝实质强化的影响，采用碘剂量17.1 gI/m2BSA，固定对比剂注射时间(25 s)，在注射低、高碘浓度对比剂时，碘图中门静脉期肝实质强化程度分别达到(48.40±7.38)Hu和(49.18±6.69)Hu，获得了较充分的肝脏强化图像。

在最近的研究中，Paparo等[6]采用固定碘速率(1.2 gI/s)和根据体重确定碘剂量(630 mgI/kg)，同一对分子结构不同碘浓度的比剂能够获得相等的腹主动脉、门静脉和肝实质强化。Verburg等[12]根据BSA确定碘剂量(22.26 gI/m2BSA)并采用相同碘速率(1.29 gI/s)，在门静脉期比较300 mgI/mL和370 mgI/mL对比剂间强化时提示在两种对比剂间升主动脉、腹主动脉、下腔静脉、门脉主干及肝脏强化没有显著性差异。我们根据BSA调整碘剂量，固定对比剂注射时间，得到的结果与这些文献报道类似，在双能量CT中，在每一能量水平及双能量碘图中，不同碘浓度对比剂产生相等的血管和肝实质强化效果。虽然我们采用的IDR较前述文献报道低，但我们的结果证实这样的IDR也能够提供临床检查中可行的强化质量。而且，这种注射方案带来的优势在于较低的注射速度在临床工作可能有利于那些外周血管质量较差而又必须检查的患者。在Guerrisi等[13]的研究中，根据体重调整碘剂量(560 mgI/kg)并保持相同的对比剂注射时间(25 s)，在注射320 mgI/mL与400 mgI/mL对比剂时，肝脏血管及实质强化程度没有显著性差异。但在Guerrisi等[13]的结果中，各部位强化程度与体重呈弱相关性，我们的数据表明，根据BSA调整碘剂量，能够更好的减少个体间强化程度变异。

已经有证据显示，在动脉期，通过提高对比剂注射速度和/或注射较高碘浓度对比剂增加IDR，会显著影响动脉系统的强化[14]。在我们与Guerrisi等[13]的结果中，采用固定注射时间，两组患者间IDR与体表面积或体重之比是相等的。并且在我们的数据中，同一扫描期内两组患者平均IDR没有显著性差异。尽管动脉期高碘浓度对比剂时主动脉强化程度较低碘浓度高，但差异并没有统计学意义，这也支持IDR是影响动脉强化的重要因素。另一方面，高碘浓度对比剂粘滞度虽然增加，370 mgI/mL对比剂粘滞度为300 mgI/mL对比剂粘滞度的两倍。两种对比剂间粘滞度差异可能导致不同的流动特性，但增强扫描晚期(如静脉期)因为对比剂弥散分布，不受粘滞度差异的影响，流动特性的影响是次要的，对比剂碘剂量成为决定静脉期肝实质强化程度的一个重要因素。在我们的结果中，300 mgI/mL组与370 mgI/mL组BSA没有显著性差异，这也导致两种碘浓度对比剂间门静脉和肝实质相等的强化。

在文献中，一些比较腹部成像中不同碘浓度对比剂对血管和器官实质强化影响的研究表明，高碘浓度对比剂中血管和器官实质的强化程度较高[3-4]。但是这些研究采用相同的对比剂注射速度和固定的总碘剂量。我们的结果与这些研究存在差异的可能原因之一在于前者在碘速率方面缺乏统一条件。

在我们的研究中有一些限度：我们局限于显示两种不同碘浓度对比剂正常CT图像间可能的差异，而没有涉及到DECT中不同能量水平下和碘图中检出和显示肝脏疾病的特征。

总之，在肝脏增强DECT成像中，根据体表面积调整碘剂量，采用相同的注射时间，300 mgI/mL或370 mgI/mL对比剂在低和高能量水平以及碘图中，均未显著影响血管及肝实质的强化。

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(学术编辑：翟昭华)

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影像医学研究专题·论著

四川省卫计委科研课题(140107)

2015-10-06

赵林伟(1974-)，男，硕士，副主任医师。E-mail：zyyzlw@126.com

通讯简介：杨国庆，E-mail：snygq@163.com

网络出版时间：2016-8-217∶48网络出版地址：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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