小剂量对比剂在CTPA诊断肺动脉栓塞的研究进展

李慧玲(综述)，李彩英，宋登浩(审校)

(河北医科大学第二医院影像科，河北省 石家庄 050000)

肺动脉栓塞(pulmonary embolism,PE)是指肺动脉主干或其分支被栓子堵塞而引起肺循环障碍的一种临床病理生理综合征，深静脉血栓是引起PE的主要血栓来源，深静脉血栓多发于下肢或骨盆深静脉。PE是临床上常见的胸痛病因之一，其临床症状常见为呼吸急促、胸痛等，没有特异度，因此误诊率超过70%[1]。据研究显示，PE是心血管疾病中仅次于心肌梗死和中风的第三大常见死因，急性肺栓塞中有10%的患者会突然死亡[2]。因此对疑似PE的患者进行及时、准确的检查与诊断是非常重要的。在过去，PE患者常常由于检查手段的局限性而不能及时被诊断，甚至误诊。随着CT设备以及后处理功能的不断发展，多层螺旋CT的应用将肺栓塞的早期诊断带入了一个新阶段。目前CTPA在肺动脉的检测、风险分层、预后评估及随访中发挥非常重要的作用，已成为PE的首选影像学检查方法。根据有关PE诊断的前瞻性调查研究显示,在对PE患者进行临床诊断时，CTPA的敏感度为83%～90%，且特异度超过96%[3]。由此可见，CTPA检查因其检查准确率高、扫描速度快等优势，成为诊断PE的主要方式。CTPA检查主要通过外周静脉注入对比剂后CT三维重建使肺动脉显影，从而诊断是否存在栓子。但是，行CTPA检查时常规剂量的对比剂会给人体带来不同程度的不良反应。因此，如何既能满足临床诊断的要求，又能够尽量减少含碘对比剂的用量成为CTPA的研究热点。同时，对比剂用量过多会给人体带来怎样的危害已受到了许多国内外研究者的重视。罗立峰等[4]认为，随着碘对比剂用量的增加，其毒性更大，使用不当会导致患者出现对比剂肾病(contrast induced nephropathy,CIN)。同时，若对比剂用量多，也可诱发全身性不良反应。因此，在保证能够获取较高质量的图像的同时，减少对比剂的用量从而降低对比剂诱发机体产生不良反应的概率成为了CTPA的研究热点与重点。经查阅多篇文献后总结[2,5-8]，常规对比剂用量一般为60～80 mL，小剂量对比剂用量一般为30～40 mL，最终2者均可获得较高的图像质量。由此可见，使用小剂量对比剂同样可以达到预期的图像效果，满足临床诊断要求。主要原因在于肺部本身是含气的空腔器官，具有良好的天然对比度，理论上来讲使用较低剂量的对比剂即可达到良好的扫描效果，获取较优质的图像。另外，多层螺旋CT相对于普通CT扫描速率快、扫描范围大，在肺动脉干及其分支较短的充盈时间内完成对数据的采集，因此使用小剂量对比剂便可以达到获取符合诊断要求的图像的目的。

1 小剂量对比剂对图像质量的影响

栓子的检出情况，取决于CTPA的图像质量。图像质量下降可能是由于肺动脉对比度增强欠佳、呼吸运动或心脏运动以及高图像噪声等因素而导致的图像质量下降。此外，不正确的肺静脉识别，以及上腔静脉内对比剂过多造成线束硬化伪影均可影响栓子的识别。近年来，随着多层螺旋CT设备的不断进步与发展，全身CT血管成像的图像质量日渐提高，CTPA的图像质量完全可以满足PE的临床诊断要求。根据多名研究者证实，使用小剂量对比剂得到的图像完全符合诊断标准，其图像质量甚至优于常规对比剂用量所得到的图像质量[5,8]。

1.1图像质量的主观评价 经查阅文献，最常用的图像质量的主观评价标准为“肺动脉的清晰显现”[5]。同时，肺静脉、上腔静脉的强化效果也是判断CTPA图像质量的标准之一。李传等[5]研究者将60例PE患者随机分为对照组与实验组，分别注射60 mL、30 mL碘普罗胺，随后2组均注射25～35 mL生理盐水，采用手动触发扫描，图像经最大密度投影、多平面重建及容积再现等后处理技术处理后，再对图像进行测量分析，比较2组的肺动脉、肺静脉及上腔静脉的CT值，结果表明2组均可得到满意的图像，均能满足PE的诊断要求。有学者认为当主肺动脉及肺动脉干的CT值>300 HU则认为图像满足诊断要求[6]，夏恩伟等[6]研究表明，使用小剂量对比剂获得的图像经测量，肺动脉干及其主要亚段肺动脉显示清晰且CT值均>300 HU。但并不是CT值越大，代表图像质量就越好，因为肺静脉、上腔静脉的对比剂增强程度对肺动脉的观察影响较大，因此还要结合相应肺静脉显影的程度、上腔静脉显影的轻重进行综合分析。从肺静脉的角度来看，肺动脉栓塞患者行CTPA检查，目的是观察图像中肺动脉内的栓子情况，因此理论上应该最大限度的降低其相应肺静脉的强化程度。小剂量对比剂较常规剂量对比剂而言，肺静脉的强化程度及CT值明显低于肺动脉，不显影或者只轻微显影，并不影响肺动脉的观察。同时，上腔静脉的强化浓度也不应影响肺动脉的观察。一般认为，肘正中静脉至肺动脉的循环需要一定的时间，该过程耗时较短，8～12 s。流速相同时，若使用过多的对比剂则会导致在启动扫描时，仍有较多的对比剂滞留于上腔静脉中，因此造成了上腔静脉的CT值非常高，容易产生线束硬化伪影，从而导致右肺动脉出现线状充盈缺损或者放射状伪影，容易与栓子混淆，影响诊断。相反，使用小剂量对比剂在扫描开始时，上腔静脉内的对比剂基本排空，因此由上腔静脉造成的线束硬化伪影消失或减轻，明显减少了伪影对肺动脉观察的影响，提高栓子的检出率。以上可知，使用小剂量对比剂得到的肺动脉强化效果基本与常规剂量无差别，而且从肺静脉与上腔静脉方面来看，小剂量对比剂获得的图像质量明显优于常规剂量。

1.2图像质量的客观评价 客观评估临床图像质量的参数有很多，主要包括：图像噪声(spatial noisy,SD)、图像信噪比(signal to noise ratio,SNR)、对比信噪比(contrast to noise ratio,CNR)。Suntharalingam等[7]在研究中表明，小剂量对比剂组的SNR和CNR值较常规剂量对比剂组均略低，然而，由于结果发现2种CTPA方案栓子检出率相似，而且2种CTPA方案都能满足主观图像质量要求，因此略低的客观图像质量在临床实践中的影响似乎较小。马德容等[8]对102例PE的研究显示，病例组(30 mL碘海醇)与对照组(50 mL碘海醇)的SD、SNR、CNR比较差异均无统计学意义，且2组方案得到的图像均表现为SD均较小、SNR及CNR较大，可以满足诊断要求。因此，经多数研究表明，就SD、SNR、CNR方面而言，使用小剂量对比剂得到的图像质量与常规剂量对比剂所得到的图像质量无明显差异[7-8]。

1.3图像后处理技术 CTPA成像后，图像可通过后处理技术进行多角度、多方位的分析，有助于提升图像质量以及提高临床诊断的准确率。常用的后处理技术包括：多平面重组(multi-planar reformation,MPR)、最大强度投影(maximum intensity projection,MIP)、容积再现技术(volume reprodution,VR)等。MPR可行横断位、冠状位及任意角度的图像重建，所得到的图像能够多方位、多角度显示肺血管解剖形态及病灶位置、形态、大小。MIP的优势则是可以将血管的狭窄、扩张显示的较为清晰，同时还可以清楚显示血管内对比剂的充盈缺损，从而较易检出栓子。VR可以较清晰的显示各组织结构间的关系。由于常规剂量对比剂肺静脉强化较明显，很难分辨肺动脉与肺静脉，因此在VR图像上医师需要花费大量的时间剔除肺静脉。因此从VR方面来讲，小剂量对比剂得到的图像要优于常规剂量。刘玲等[9]通过对51例PE患者图像处理后显示，VR显示肺动脉栓子直观性最强，图像中栓子位置、大小、形态及周围解剖空间较为清晰，MIP影像直观性位居其次，能够显示血管的连续性，并可清楚地观察到栓塞以后管腔的充盈情况，进而有效避免出现假阳性情况，而对于栓子断面局部而言，MPR效果最佳，尤其当栓子与其所在血管平行时，显示尤为清晰。因此，CTPA使用小剂量对比剂不仅可以满足临床诊断要求，且图像显示更好，更加有利于PE的鉴别诊断[10]。

2 机体不良反应的发生

对比剂的主要成分为碘，因此在临床上也可称作含碘对比剂。目前，对比剂的过量使用在临床应用中所诱发的不良反应受到了广大医学工作者的重视，主要为CIN和全身性不同程度的过敏反应[11]。

2.1CIN CIN主要是指静脉注射碘对比剂24～48 h后肾功能的急性恶化。CIN是医源性肾功能损害的主要原因之一，也是碘对比剂应用过程中的重要并发症。这种损伤表现为液体平衡异常、酸碱紊乱和电解质失衡，且急性肾功能衰竭与40%～90%的高病死率相关，这是由于注射碘对比剂后因肾小球血管及髓质血管床持续性收缩，肾脏血流重新分布而导致髓质血流减少和氧自由基增加、肾小管上皮细胞过度凋亡等急性肾损伤而导致的，因此病死率较高[12]。虽然CIN是一种可逆的情况，但在重症监护病房中，1/6的患者出现肾功能下降、住院时间延长或需要透析的情况。CIN的发病与患者的自身因素(如慢性肾病、糖尿病、高龄、肥胖等)和检查过程(如给药剂量大、浓度高、渗透压高、给药途径等)有关。通常慢性肾病与糖尿病被认为是发生CIN的重要危险因素。高血压被认为是独立于糖尿病的CIN发病的危险因素，高血压患者与非高血压患者的CIN发生率差异有统计学意义[13]。然而，PE多是老年患者，因此伴有更高的CIN发病风险。若行CTPA检查时使用剂量较大的碘对比剂，那会大大增加CIN的发病概率。据文献报道,CIN的发生概率和使用对比剂用量密切相关[14]。也有研究者认为，通过减少患者摄取的碘总量，从而可以降低CIN的发病概率[15]。杨晓静等[2]通过对疑似PE的患者60例进行CTPA检查，为对照组与病例组分别注入90 mL与35 mL碘对比剂，结果表明2组图像质量差异无统计学意义，证实了小剂量对比剂进行CTPA具有可行性，同时减少了对比剂剂量从而降低了发生CIN的概率。夏恩伟等[6]通过研究15例对照组(70 mL碘佛醇)与15例病例组(35 mL碘佛醇)显示，2组肺动脉显示均能满足临床诊断要求，且小剂量对比剂相对于常规剂量减少近一半，造成的肾损害大大降低，CIN的发病率也会降低。陈智慧等[16]认为，碘对比剂会损伤患者的肾脏，如果大量使用则可能引起CIN，因此减少对比剂用量对降低患者肾脏的伤害是极为重要的。

2.2全身性不良反应 行CTPA检查时根据检查者全身性不良反应的发生时间分为急性不良反应和迟发性不良反应2种类型。急性不良反应是指患者在行CTPA过程中经静脉注射碘对比剂1 h内产生的不良反应，而迟发性不良反应主要是指患者在检查过程中注射碘对比剂时没有立即发生不良反应，而是在注射后1 h～1周内逐渐产生的不良反应。参照2018年美国放射学会对比剂指南及中华医学会放射学分会碘对比剂使用指南(第2版)[17-18],根据患者的发生症状、系统反应程度以及是否需要治疗将全身性不良反应分为Ⅰ～Ⅲ级。其中Ⅰ级为轻度不良反应，Ⅱ级为中度不良反应，Ⅲ级为重度不良反应。对比剂发生不良反应的程度、治疗方式及日后康复与不良反应分级密切相关。轻度不良反应主要表现为头晕、恶心，通常在临床中，因其持续的时间较短，产生的症状较不明显，因此不需要进行特殊治疗。中度不良反应在临床上具有较为明显的表现，常为呕吐、面部潮红、荨麻疹，因此要做好相关治疗措施。而重度不良反应主要包括低血压、意识丧失、潜在的支气管痉挛和气道阻塞，甚至威胁生命，因此要立刻停止注射碘对比剂，同时及时进行心、肺、脑复苏，并给予抗过敏、抗休克治疗[19]。由此可见，碘对比剂发生不良反应的危害性及严重性。因此降低全身性不良反应的发生概率和减轻不良反应的程度是极为重要的。在进行CT增强检查的患者中，有超过30%的患者在使用碘对比剂后均会出现不同程度的过敏反应[20]。目前有学者认为，在满足图像质量基础上，尽可能地降低碘对比剂的用量，进而有助于减少碘对比剂不良反应的发生及减轻过敏程度[21]。

3 总结与展望

CTPA是临床诊断PE的一项重要检查，为临床诊断PE提供非常重要的依据。而对比剂在行CTPA检查过程中是检出栓子的关键。在降低对比剂用量可以在保证图像质量的基础上，尽可能降低了患者发生不良反应的概率。然而，虽然目前关于CTPA应用小剂量对比剂的研究数量较多，但在临床研究样本有限、实施条件受限等因素的影响下，目前尚难以确定对比剂使用剂量的最低限度，未来仍需要大样本的临床研究、循证医学证据以及CT新技术为小剂量对比剂在CTPA检查中的应用研究提供更为具体精确的数值。同时，对比剂的注射时间、注射速率、对比剂浓度均会影响CTPA的图像效果，因此以上因素的潜在影响有待进一步探讨。