李高忠
(廣西醫(yī)科大學(xué)附屬民族醫(yī)院、廣西壯族自治區(qū)民族醫(yī)院放射科,南寧市 530001)
CT血管造影(Computed tomography angiography,CTA)是采用CT增強(qiáng)掃描,利用最大密度投影或三維重建技術(shù)顯示血管的一種檢查方法。CTA作為無創(chuàng)性血管成像技術(shù),具有較高的空間、時(shí)間及密度分辨率,中小血管的顯示已接近或達(dá)到介入血管造影的水平;還具有螺旋偽影、波動偽影少,以及頭頸部聯(lián)合成像范圍廣,可同時(shí)顯示血管壁及相鄰骨結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢,其應(yīng)用價(jià)值得到普遍認(rèn)同。隨著CTA在臨床的廣泛應(yīng)用,檢查過程中大劑量碘對比劑的使用,而誘發(fā)對比劑腎病等諸多不良反應(yīng)也越來越受到臨床普遍的重視。如何在獲得良好圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上減少碘對比劑的用量,降低對比劑的不良反應(yīng),成為急需解決的問題。
1.1 碘對比劑的簡介 CT檢查所使用的對比劑多為水溶性對比劑,均為三碘苯環(huán)的衍生物。按照對比劑的分子結(jié)構(gòu)大致可分為兩類:離子型對比劑和非離子型對比劑。離子型對比劑是三碘苯甲酸的鹽,主要是鈉鹽和葡甲胺鹽,在水中可電離,因此稱為離子型對比劑。非離子型對比劑是單體或雙體三碘苯環(huán),在水中不電離。按對比劑含有苯環(huán)的數(shù)量,還可分為單體對比劑和雙聚體對比劑。按滲透壓不同可分為三類[1-3]:①高滲對比劑:代表藥物為離子型對比劑泛影葡胺,滲透壓為血漿滲透壓(280 mOsm/kg H2O)的5~7倍。高滲性是造成副作用的主要因素,現(xiàn)己很少使用。②低滲對比劑:代表藥物為非離子型單體對比劑碘海醇(歐乃派克),其滲透壓約為血漿滲透壓的兩倍,是目前臨床應(yīng)用最為廣泛的對比劑。低滲是相對高滲而言的,其滲透壓仍高于血漿滲透壓,在中華醫(yī)學(xué)會放射學(xué)分會發(fā)布的《碘對比劑使用指南》第2版[3]中,已經(jīng)將過去所謂的“低滲對比劑”修改為“次高滲對比劑”。③等滲對比劑:代表藥物為非離子型二聚體對比劑碘克沙醇(威視派克),其滲透壓與血漿滲透壓相等,常用于腎功能異?;颊?。
1.2 碘對比劑不良反應(yīng) 在碘對比劑不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用的同時(shí),其不良反應(yīng)也日漸引起人們的注意。碘對比劑不良反應(yīng)主要分為對比劑外滲、全身性不良反應(yīng)、器官特異性不良反應(yīng)三大類。
1.2.1 對比劑外滲 對比劑外滲,常見癥狀為局部灼痛、水腫、紅斑,嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)水泡、潰瘍、軟組織壞死甚至間隔綜合征。碘對比劑外滲的發(fā)生與注射技術(shù)關(guān)系密切,如對比劑注射速率過高、容量過大等,也與患者配合不佳、血管情況不佳等有關(guān)。一旦發(fā)生碘對比劑外滲,應(yīng)立即停止注射,檢查滲漏部位及滲漏量。按對比劑滲漏范圍可分輕、中、重度:穿刺點(diǎn)局部滲漏,范圍直徑不超過5 cm為輕度滲漏,腫脹范圍直徑超過5 cm,但未跨越關(guān)節(jié)為中度滲漏,腫脹范圍廣泛并跨越關(guān)節(jié),為重度碘對比劑外滲[4]。輕度對比劑外滲不需特殊處理,個別疼痛明顯者,可予以冷敷;中、重度對比劑外滲應(yīng)囑患者抬高肢體,早期使用50%硫酸鎂保濕冷敷,24 h后以硫酸鎂保濕熱敷,必要時(shí)請整形外科醫(yī)生協(xié)助處理。
1.2.2 全身性不良反應(yīng) 臨床以物理化學(xué)反應(yīng)多見,常見的癥狀包括惡心、嘔吐、熱感、麻感、血管性疼痛等;類過敏反應(yīng)雖然較少,常見的癥狀有蕁麻疹、哮喘、喉頭水腫等,嚴(yán)重者可發(fā)生過敏性休克。但一旦發(fā)生有可能威脅生命,不能忽視。
1.2.3 器官特異性不良反應(yīng) 指碘對比劑引起的器官或者系統(tǒng)的不良反應(yīng),常見累及的器官包括腎、甲狀腺、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等,其中以碘對比劑引起的腎損害最受關(guān)注。歐洲泌尿生殖放射學(xué)會對比劑安全委員會在2012年公布的對比劑安全使用指南中,將對比劑引起的腎臟損害稱為對比劑腎病(Contrast Induced Nephropathy,CIN),并確定CIN的診斷標(biāo)準(zhǔn)為:血管內(nèi)使用對比劑3 d內(nèi),血清肌酐(serum creatinine,Scr)絕對值升高 ≥0.5 mg/dL(44.2 μmol/L),或 較 基 礎(chǔ) 值 升高≥25%,并排除其他原因的腎臟損害[5]。
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,對于無全身性疾病的病人,造影劑腎病的發(fā)生率在0% ~22%[6-8]。對比劑腎病亦是醫(yī)源性腎功能衰竭的第三大原因[6],因此其發(fā)生機(jī)制及預(yù)防措施都備受關(guān)注。對比劑腎病發(fā)生機(jī)制包括腎髓質(zhì)缺血缺氧、細(xì)胞毒作用、氧自由基、腎小管阻塞等幾方面。合理使用碘對比劑,規(guī)范操作細(xì)節(jié),有助于減少對比劑腎病的發(fā)生。2009版ACC/AHA冠心病介入指南推薦:對合并慢性腎病但未長期透析的患者行PCI時(shí)推薦使用等滲對比劑(IA),或除外碘海醇和碘克酸的低滲對比劑(IB)。美國ACCF/AHA指南和CCF/AHA/SCAI指南均推薦通過調(diào)整碘對比劑最大使用劑量、合理水化及規(guī)范術(shù)者操作來降低對比劑腎病的發(fā)生率。合理水化可以加速碘對比劑的排出,減少碘對比劑在腎臟停留的時(shí)間,從而減少對比劑腎病的發(fā)生。2011年美國心臟病學(xué)會指南提出,在血管造影和(或)血管成形術(shù)前后進(jìn)行合理水化,是降低對比劑腎病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的最有效措施[9-10]。最重要的是規(guī)范碘對比劑用法用量。在引發(fā)對比劑腎病的因素中,碘對比劑劑量的影響明確,減少對比劑的使用劑量,能明確降低對比劑腎病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[11-12]。在碘對比劑的臨床應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)患者的腎功能并結(jié)合臨床癥狀,合理調(diào)整碘對比劑的劑量。
CT血管造影目前廣泛應(yīng)用于各系統(tǒng)血管性病變的篩查和診斷中,與DSA相比,具有安全無創(chuàng)、成像快速、圖像逼真、檢查便利等優(yōu)勢。CT血管造影的圖像質(zhì)量,由血管強(qiáng)化程度決定,而血管強(qiáng)化程度主要受血管內(nèi)碘含量影響,一般以CT值來代表血管的強(qiáng)化程度。根據(jù)以往研究結(jié)果可知,一般血管內(nèi)CT值達(dá)到250 Hu以上時(shí),即可很好地滿足診斷需要[13]。血管的強(qiáng)化程度從技術(shù)層面上主要受3個方面的因素影響[14-16]:①對比劑因素:包括碘濃度、注射速率、注射期相和鹽水沖洗技術(shù)等;②患者因素:如體質(zhì)量指數(shù)、血管情況、心功能、心率、腎功能等;③掃描因素:如掃描時(shí)間、延遲時(shí)間等。
頭頸部CTA掃描范圍為主動脈弓至顱頂,掃描范圍大。為了獲得優(yōu)質(zhì)的圖像,通常需要使用大劑量的碘對比劑來維持血管內(nèi)的濃度,而碘對比劑劑量又是引發(fā)腎功能損害的最密切因素之一[17-18]。因此在頭頸部CT血管造影中,如何能在保證圖像質(zhì)量、滿足診斷需要的同時(shí),盡量減少碘對比劑的使用劑量,具有重要的意義。
以往關(guān)于降低頭頸部CTA中碘對比劑使用劑量的研究,多集中在調(diào)整對比劑因素方面。在過去的一段時(shí)間內(nèi),國內(nèi)外普遍采用100~120 mL的碘對比劑劑量。隨著多層螺旋CT的普及,有學(xué)者開始研究較低劑量碘對比劑的頭頸部 CTA成像質(zhì)量。李明利等[19]在探討16排CT低劑量碘對比劑頭頸部CTA可行性的研究中發(fā)現(xiàn),采用60 mL碘對比劑時(shí)的頸動脈、顱內(nèi)動脈、椎動脈顯示清晰,且血管內(nèi)CT值與80 mL和100 mL組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,可見16排螺旋CT頭頸部CTA使用低劑量碘對比劑可以滿足臨床需要。隨著多層螺旋CT設(shè)備的不斷更新,低劑量碘對比劑在頭頸部CTA中的應(yīng)用條件更加成熟,關(guān)于進(jìn)一步降低碘對比劑劑量的研究也在不斷進(jìn)行。葉達(dá)林等[20]研究證明,45 mL造影劑加30 mL生理鹽水的低劑量組與75 mL造影劑的常規(guī)劑量組所得頭頸部CTA圖像,測量主動脈弓、舌骨、大腦中動脈層面CT值均在337 HU以上,重建質(zhì)量比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。低劑量組與常規(guī)劑量組均可滿足臨床診斷需要,同時(shí)可降低碘對比劑的毒副作用。楊春燕等[21]將708名采用60 mL造影劑加40 mL生理鹽水注射所得頭頸部CTA圖像與475名采用75 mL造影劑注射所得CTA圖像比較,發(fā)現(xiàn)兩組頭頸部動脈血管及腦內(nèi)較大分支在容積重建圖像上顯示良好,且最大密度投影圖像上多數(shù)血管顯示清晰,邊緣光滑銳利。低劑量組和常規(guī)劑量組各段血管的顯示率及圖像質(zhì)量評分差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,均可滿足診斷。李曉飛等[22]利用 GE CT750 HD在4 ml/s相同注射速率下,低劑量組采用50 mL造影劑,常規(guī)劑量組采用70 mL造影劑,比較兩組病人在主動脈弓、舌骨和大腦中動脈層面動脈CT值以及鎖骨下靜脈偽影、靜脈充盈程度、重建圖像質(zhì)量。結(jié)果低劑量碘對比劑所得動脈CT值在舌骨層面與常規(guī)劑量比較差異無顯著性,在主動脈弓和大腦中動脈層面低于常規(guī)劑量。使用低劑量碘對比劑產(chǎn)生的鎖骨下靜脈偽影較常規(guī)劑量顯著降低。兩組頸部靜脈充盈程度和重建圖像質(zhì)量比較差異無顯著性。對128層CT而言,應(yīng)用低劑量碘對比劑進(jìn)行頭頸部動脈血管成像是可行的,可以滿足對腦動脈瘤等疾病的診斷。陳黎麗等[23]探討利用256層螺旋CT進(jìn)行低劑量碘對比劑頭頸部CTA的可行性,在注射流率相同的情況下,分別采用60 mL、50 mL和40 mL對比劑進(jìn)行頭頸部CTA檢查,測量頸動脈不同水平的CT值,結(jié)果發(fā)現(xiàn)三組病例頸動脈內(nèi)碘對比劑濃度無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,且均在250 HU以上,并且40 mL組病例在鎖骨下動脈和頭臂靜脈的殘留對比劑造成的偽影較少,整體圖像質(zhì)量優(yōu)于60 mL和50 mL組,因此認(rèn)為利用256層螺旋CT行低劑量頭頸部CTA具有可行性。此結(jié)論與國內(nèi)外多位學(xué)者的研究結(jié)果一致[24-25]。
以上研究只是根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)性的減少碘對比劑劑量還缺乏充分的依據(jù)。周如康等[26]將碘對比劑劑量、生理鹽水劑量、注射速率均個體化設(shè)置,即根據(jù)患者體重確定碘對比劑劑量,根據(jù)碘對比劑劑量和曝光時(shí)間設(shè)置對比劑注射速率,并根據(jù)曝光時(shí)間和注射速率計(jì)算生理鹽水劑量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)相對常規(guī)的頭頸部CTA,個體化實(shí)驗(yàn)組不但能獲得良好的圖像,而且充分考慮了臨床患者的個體差異,更科學(xué)地降低了碘對比劑的劑量。
但一味的減少碘對比劑使用劑量,勢必會在一定范圍內(nèi)降低血管強(qiáng)化程度,尤其在頭頸部的CT血管造影中。頭頸部血管走行復(fù)雜,顱底血管部分迂曲且穿顱骨走行,尤其是巖段和虹吸段,血管與復(fù)雜的顱底骨性結(jié)構(gòu)接觸密切,血管強(qiáng)化程度較低的情況下,有可能影響對動脈瘤等其他血管性病變的觀察,造成漏診[27]。若為提高血管強(qiáng)化程度而增加對比劑注射速率或使用更高濃度的對比劑,則有可能造成對比劑不良反應(yīng)的發(fā)生。
隨著CT掃描技術(shù)的不斷進(jìn)步,尤其是多層螺旋CT的普及,CT掃描速度不斷加快,掃描時(shí)間縮短,為進(jìn)一步減少碘對比劑的劑量提供了有利條件。尤其是近幾年CT低劑量掃描技術(shù)發(fā)展迅速,不但能在減少對比劑劑量的同時(shí)保證圖像質(zhì)量,而且能有效減少患者接受的輻射劑量,實(shí)現(xiàn)低輻射劑量和低對比劑劑量的“雙低”。
從成像原理角度來看,CT圖像中組織結(jié)構(gòu)的CT值取決于X線光子的能量水平和組織密度。Huda等[28]研究發(fā)現(xiàn),隨著管電壓的降低,X線光子能量亦降低,當(dāng)光子能量水平接近含有高原子序數(shù)的組織或結(jié)構(gòu)(如骨、含碘血管或組織)時(shí),光電效應(yīng)明顯加大。因此,采用較低管電壓設(shè)置時(shí),X線光子的能量更接近于碘或鈣質(zhì),此時(shí)光電效應(yīng)明顯加大,X線的衰減程度加大,CT值明顯升高。于是有研究選擇使用較低的管電壓設(shè)置,同時(shí)結(jié)合較低劑量的碘對比劑來進(jìn)行頭頸部CT血管造影。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),低管電壓低對比劑劑量的CTA圖像質(zhì)量也能夠滿足診斷需要,并且與常規(guī)電壓、常規(guī)劑量對比劑組相比,血管強(qiáng)化程度沒有明顯差異。
然而,在保證穿透能力的前提下,管電壓的高低也會影響CT圖像的噪聲值,使用低管電壓設(shè)置后,雖然輻射劑量明顯下降,但X線的穿透能力必然下降,到達(dá)探測器的X線光子數(shù)量減少,導(dǎo)致圖像噪聲會增大。李瑋等[29]在研究中根據(jù)體重個體化設(shè)置對比劑劑量,同時(shí)選擇較低的管電壓100 kV,與常規(guī)使用60 mL對比劑120 kV管電壓對比,“雙低組”大腦中動脈的顯示質(zhì)量與常規(guī)組的圖像質(zhì)量差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,因此有可能影響臨床診斷??梢娡瑫r(shí)降低管電壓和對比劑劑量,會犧牲圖像質(zhì)量,“雙低”技術(shù)仍需要進(jìn)一步探索。
隨著迭代重建技術(shù)的推廣,在一定程度上彌補(bǔ)了低管電壓對噪聲值的影響,使用較低的管電壓也可獲得優(yōu)質(zhì)的圖像,從而為低劑量對比劑的使用提供了保障。近幾年雙能CT不斷普及,能譜純化技術(shù)及迭代重建技術(shù)在提高圖像對比度、降低噪聲值、優(yōu)化圖像質(zhì)量的同時(shí)還為降低輻射劑量開辟了新途徑。研究表明,使用能譜純化技術(shù)的頭頸部CTA圖像,在進(jìn)行后處理時(shí),顱底部骨質(zhì)減影效果較好,顱內(nèi)血管和動脈瘤等血管性病變顯示清晰,無明顯偽影,可以很好地滿足診斷需求,說明能譜純化技術(shù)增加了雙能量對高密度物質(zhì)的識別能力,克服了傳統(tǒng)低劑量掃描中噪聲值較高的缺陷[30]。
綜上所述,國內(nèi)影像研究者在碘對比劑的規(guī)范化、科學(xué)化應(yīng)用方面不斷探索,已初步證明低輻射劑量和低對比劑劑量的“雙低劑量”CT成像技術(shù)完全能夠應(yīng)用于各系統(tǒng)的血管性疾病的診斷中,尤其在頭頸部CTA的應(yīng)用中優(yōu)勢突出,能有效降低患者的輻射劑量及總碘負(fù)荷,減少各種不良反應(yīng)的發(fā)生。這一發(fā)展趨勢,提高了對比劑使用的安全性和有效性,也是以人為本、關(guān)愛患者的具體體現(xiàn)。相信在各方面的共同努力下,CT檢查會向著更安全、更高效的方向不斷前進(jìn)。
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