對比劑碘濃度在雙源雙能量CT檢查中對血管和肝臟強(qiáng)化的影響

趙林偉，董國禮，楊國慶，趙秀華，馮敏

(1.遂寧市中心醫(yī)院放射影像科，四川 遂寧　629000；2.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，四川 南充　637000)

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對比劑碘濃度在雙源雙能量CT檢查中對血管和肝臟強(qiáng)化的影響

趙林偉1，董國禮2，楊國慶1，趙秀華1，馮敏1

(1.遂寧市中心醫(yī)院放射影像科，四川 遂寧629000；2.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，四川 南充637000)

目的：根據(jù)體表面積(body surface area，BSA)調(diào)整碘劑量(17.1 gI/m2BSA)、固定注射時(shí)間(25 s)，比較雙能量CT(dual energy CT，DECT)增強(qiáng)掃描中兩種不同碘濃度對比劑之間血管和肝實(shí)質(zhì)的強(qiáng)化。方法：300例患者被前瞻性隨機(jī)分為4組，A組及C組注射300 mg/mL對比劑，B組及D組注射370 mg/mL對比劑，碘劑量根據(jù)BSA調(diào)整，對比劑注射時(shí)間固定為25 s。分別于肝動脈晚期(A、B組)或門靜脈期(C、D組)采用雙能量掃描，在80 kVp、140 kVp及彩色編碼碘覆蓋圖中，比較高、低碘濃度對比劑間腹主動脈、門靜脈及肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化程度。組間強(qiáng)化程度差異采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)。結(jié)果：在80 kVp、140 kVp或彩色編碼碘覆蓋圖中，注射高碘濃度對比劑時(shí)，動脈期主動脈平均強(qiáng)化程度較高，但兩組差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；兩種碘濃度對比劑間門靜脈期門靜脈及各掃描期內(nèi)肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化程度差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論：在肝臟增強(qiáng)DECT成像中，根據(jù)BSA調(diào)整碘劑量，固定注射時(shí)間，注射300 mgI/mL或370 mgI/mL對比劑，可獲得相等的血管及肝實(shí)質(zhì)的強(qiáng)化。

對比劑；對比強(qiáng)化；雙能量CT；肝臟成像

【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

隨著CT成像技術(shù)的進(jìn)展，雙源CT雙能量成像技術(shù)逐漸應(yīng)用于臨床[1]。在腹部腫瘤雙能量CT成像中，利用低能量圖像可能通過改善富血供病灶及乏血供病灶與正常肝實(shí)質(zhì)之間的對比來提高病灶的檢出。雙能量CT允許物質(zhì)分解并提供組織碘含量圖像，在彩色編碼碘圖上手工放置單個(gè)感興趣區(qū)(region of interest，ROI)能夠獲得關(guān)于基線組織和碘攝取的定量信息[2]。這減少了多期單能CT掃描在兩組獨(dú)立數(shù)據(jù)中放置ROI時(shí)由于人為因素而造成的ROI面積不同或定位不同而形成的測量誤差，因此能夠更可靠地測量組織強(qiáng)化。但在腹部增強(qiáng)雙能量CT(dual energy CT,DECT)中，更進(jìn)一步的問題是缺乏關(guān)于對比劑注射方案的一致性。

在MDCT對比劑注射方案中，被認(rèn)為最主要的參數(shù)包括對比劑濃度、對比劑劑量、注射速度、注射時(shí)間、生理鹽水團(tuán)注以及總碘劑量和碘速率(iodine delivery rate，IDR)。近年來，一些學(xué)者研究了體部成像中不同碘濃度對比劑對血管和器官實(shí)質(zhì)強(qiáng)化的影響[3-6]。但是，大多數(shù)的研究因?yàn)椴煌淖⑸浞桨?，在采用IDR或總碘劑量方面不一致，導(dǎo)致可比較性較差。

我們的目的是在雙源CT肝臟雙能量成像中，根據(jù)BSA調(diào)整碘劑量并固定的對比劑注射時(shí)間，比較DECT各能量水平圖像及雙能量碘圖中，300 mgI/mL和370 mgI/mL碘濃度對比劑間血管及肝實(shí)質(zhì)的強(qiáng)化程度。

1　資料與方法

1.1研究對象

2014年4月至2015年4月300例在本院行腹部雙源CT雙能量增強(qiáng)掃描的患者，被前瞻性納入這項(xiàng)研究。所有病人隨機(jī)分為4組，A組及C組患者注射300 mgI/mL標(biāo)準(zhǔn)碘濃度對比劑，B組及D組患者注射370 mgI/mL碘濃度對比劑(碘帕醇，上海博萊科信宜藥業(yè)有限責(zé)任公司)；考慮到輻射劑量，A組及B組在肝動脈期采用雙能量掃描模式，C組及D組在門靜脈期采用雙能量掃描模式。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)CT檢查一般禁忌癥(如孕婦)和增強(qiáng)檢查禁忌癥(如嚴(yán)重腎功能損害、心功能損害)；(2)碘對比劑過敏史；(3)體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)>25.0 kg/m2；(4)其它的排除標(biāo)準(zhǔn)包括：已知因化療或其它的肝臟治療導(dǎo)致的肝臟灌注異常的患者；已知的肝硬化患者。

1.2CT掃描技術(shù)和對比劑注射方案

1.2.1CT掃描技術(shù)CT掃描采用Siemens第二代炫速雙源CT掃描儀(somatom definition flash dual source CT，DSCT)，多期掃描包括平掃、肝動脈晚期、門靜脈期。雙能量掃描參數(shù)：A管80 kVp，B管Sn140 kVp，管電流采用CareDose 4D 技術(shù)，參考管電流分別為461 mAs、178 mAs。平掃采用常規(guī)單能掃描，管電壓120 kVp，管電流采用Care Dose 4D 技術(shù)，參考管電流為210 mAs。掃描范圍自膈頂至髂嵴水平，掃描方向自頭至尾；采用bolus-tracking技術(shù)減少心輸出量的影響。在經(jīng)肘前靜脈注射對比劑后，監(jiān)測主動脈膈頂平面達(dá)80 Hu(140 kVp)后10s開始啟動肝動脈晚期掃描。動脈期結(jié)束后20 s開始門靜脈期掃描。

1.3定量分析

(1)各部位碘圖中碘定量測定及80 kVp、140 kVp強(qiáng)化程度測量由兩名具有10年以上肝臟CT診斷工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師在不知道對比劑注射方案的情況下獨(dú)立完成，最終測量值取兩位測量者平均值；(2)在雙源雙能量CT中，碘含量以Hounsfield單位表示，其值代表平均強(qiáng)化；80 kVp及140 kVp強(qiáng)化程度=增強(qiáng)掃描CT值-平掃CT值；(3)將雙能量采集數(shù)據(jù)導(dǎo)入雙能量專用后處理工作站中，分別于腹主動脈、門靜脈和肝實(shí)質(zhì)三個(gè)主要解剖區(qū)域放置圓形ROI來測量腹主動脈、門靜脈及肝實(shí)質(zhì)的碘含量及80 kVp及140 kVp強(qiáng)化程度，ROI面積在門靜脈取0.5 cm2，主動脈和肝實(shí)質(zhì)取1 cm2(圖1)。腹主動脈：在上部、中部和下部3個(gè)平面測量，然后取平均值。門靜脈：分別于門靜脈主干、門靜脈左支和右支測量，然后取平均值。肝實(shí)質(zhì)：在肝左葉(II段和III段)、肝右葉上段(VII段和VIII段)和右葉下段(V段和VI段)3個(gè)不同區(qū)域測量，仔細(xì)避開肉眼可見的門靜脈分支、膽管或肝靜脈，然后取平均值。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

兩組患者性別分布差異采用χ2檢驗(yàn)，身高、體重、年齡、BMI、BSA、IDR和對比劑劑量差異采用Student t 檢驗(yàn)。碘圖或同一能量水平中組間強(qiáng)化程度差異采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)，BSA與強(qiáng)化程度間的相關(guān)性采用Pearson分析。統(tǒng)計(jì)分析軟件采用SPSS 20.0，P<0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1研究資料的基本特征

共300例患者納入研究，研究資料基本特征及對比劑劑量、平均IDR見表1，研究資料的基本特征在組間保持了良好的平衡(表1)。

表1　4組患者的性別、年齡、身高、體重、BMI、BSA及注射的對比劑劑量

2.2圖像定量分析

注射不同碘濃度對比劑時(shí)，動脈期主動脈、肝實(shí)質(zhì)及門靜脈期門靜脈、肝實(shí)質(zhì)在碘圖及低(80 kVp)、高(140 kVp)能量水平中強(qiáng)化程度見表2-表4。

表2DECT碘圖中標(biāo)準(zhǔn)碘濃度和高碘濃度對比劑間各解剖部位的強(qiáng)化程度

對比劑濃度動脈期主動脈肝實(shí)質(zhì)門靜脈期門靜脈肝實(shí)質(zhì)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肝動脈晚期主動脈及肝實(shí)質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)碘濃度和高碘濃度對比劑時(shí)的強(qiáng)化程度

部位80kVpA組B組P值140kVpA組B組P值主動脈366.56±68.84380.54±59.940.26121.62±23.96134.42±21.240.09肝實(shí)質(zhì)33.08±17.4533.30±17.870.9515.21±6.7717.65±6.740.07

表4門靜脈期門靜脈及肝實(shí)質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)碘濃度和高碘濃度對比劑時(shí)的強(qiáng)化程度

部位80kVpC組D組P值140kVpC組D組P值門靜脈184.52±27.51180.64±27.310.4062.36±11.4961.58±7.560.67肝實(shí)質(zhì)84.96±25.4781.83±11.580.4127.76±4.7228.26±5.440.56

雙能量肝動脈晚期，B組主動脈強(qiáng)化程度均高于A組，差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化程度差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。雙能量門靜脈期，C組與D組門靜脈及肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化程度差異均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。BSA與各部位強(qiáng)化程度沒有顯著相關(guān)性(P>0.05)。

3　討論

MDCT增強(qiáng)掃描中，對比劑是影響腹部CT增強(qiáng)圖像質(zhì)量的重要因素。已經(jīng)證實(shí)患者體型對血管和器官實(shí)質(zhì)強(qiáng)化有影響[9]，在腹部MDCT對比增強(qiáng)中，碘劑量需要根據(jù)去脂肪體重或BSA調(diào)整，BSA對于確定個(gè)體碘劑量是一個(gè)簡便易行的指標(biāo)[10]；Kidoh等[11]也支持在肝臟增強(qiáng)掃描中，根據(jù)BSA來調(diào)整碘劑量。為了排除體型對強(qiáng)化的影響，我們根據(jù)患者的BSA計(jì)算對比劑的碘劑量。關(guān)于碘劑量的選擇有一定的幅度，0.342 gI/m2BSA可以使門靜脈期肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化程度增加1 Hu[7]，或18.6 gI/m2BSA亦可確保門靜脈期肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化程度增加50 Hu[10]。我們選擇了Onishi等[7]的研究結(jié)果，碘劑量采用17.1 gI/m2BSA。確定了碘劑量后，為了排除流速對本研究的影響，我們固定對比劑注射時(shí)間為25 s，BSA較大的患者因?yàn)閷Ρ葎┯昧慷?，其IDR快；反之體表面積小的患者則IDR慢。也就是說對比劑的IDR與BSA比在固定注射時(shí)間的條件下是相等的，這樣就減少了因BSA不同所致的強(qiáng)化幅度的差異。我們的結(jié)果表明，考慮到體型對血管和肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化的影響，采用碘劑量17.1 gI/m2BSA，固定對比劑注射時(shí)間(25 s)，在注射低、高碘濃度對比劑時(shí)，碘圖中門靜脈期肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化程度分別達(dá)到(48.40±7.38)Hu和(49.18±6.69)Hu，獲得了較充分的肝臟強(qiáng)化圖像。

在最近的研究中，Paparo等[6]采用固定碘速率(1.2 gI/s)和根據(jù)體重確定碘劑量(630 mgI/kg)，同一對分子結(jié)構(gòu)不同碘濃度的比劑能夠獲得相等的腹主動脈、門靜脈和肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化。Verburg等[12]根據(jù)BSA確定碘劑量(22.26 gI/m2BSA)并采用相同碘速率(1.29 gI/s)，在門靜脈期比較300 mgI/mL和370 mgI/mL對比劑間強(qiáng)化時(shí)提示在兩種對比劑間升主動脈、腹主動脈、下腔靜脈、門脈主干及肝臟強(qiáng)化沒有顯著性差異。我們根據(jù)BSA調(diào)整碘劑量，固定對比劑注射時(shí)間，得到的結(jié)果與這些文獻(xiàn)報(bào)道類似，在雙能量CT中，在每一能量水平及雙能量碘圖中，不同碘濃度對比劑產(chǎn)生相等的血管和肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化效果。雖然我們采用的IDR較前述文獻(xiàn)報(bào)道低，但我們的結(jié)果證實(shí)這樣的IDR也能夠提供臨床檢查中可行的強(qiáng)化質(zhì)量。而且，這種注射方案帶來的優(yōu)勢在于較低的注射速度在臨床工作可能有利于那些外周血管質(zhì)量較差而又必須檢查的患者。在Guerrisi等[13]的研究中，根據(jù)體重調(diào)整碘劑量(560 mgI/kg)并保持相同的對比劑注射時(shí)間(25 s)，在注射320 mgI/mL與400 mgI/mL對比劑時(shí)，肝臟血管及實(shí)質(zhì)強(qiáng)化程度沒有顯著性差異。但在Guerrisi等[13]的結(jié)果中，各部位強(qiáng)化程度與體重呈弱相關(guān)性，我們的數(shù)據(jù)表明，根據(jù)BSA調(diào)整碘劑量，能夠更好的減少個(gè)體間強(qiáng)化程度變異。

已經(jīng)有證據(jù)顯示，在動脈期，通過提高對比劑注射速度和/或注射較高碘濃度對比劑增加IDR，會顯著影響動脈系統(tǒng)的強(qiáng)化[14]。在我們與Guerrisi等[13]的結(jié)果中，采用固定注射時(shí)間，兩組患者間IDR與體表面積或體重之比是相等的。并且在我們的數(shù)據(jù)中，同一掃描期內(nèi)兩組患者平均IDR沒有顯著性差異。盡管動脈期高碘濃度對比劑時(shí)主動脈強(qiáng)化程度較低碘濃度高，但差異并沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這也支持IDR是影響動脈強(qiáng)化的重要因素。另一方面，高碘濃度對比劑粘滯度雖然增加，370 mgI/mL對比劑粘滯度為300 mgI/mL對比劑粘滯度的兩倍。兩種對比劑間粘滯度差異可能導(dǎo)致不同的流動特性，但增強(qiáng)掃描晚期(如靜脈期)因?yàn)閷Ρ葎浬⒎植?，不受粘滯度差異的影響，流動特性的影響是次要的，對比劑碘劑量成為決定靜脈期肝實(shí)質(zhì)強(qiáng)化程度的一個(gè)重要因素。在我們的結(jié)果中，300 mgI/mL組與370 mgI/mL組BSA沒有顯著性差異，這也導(dǎo)致兩種碘濃度對比劑間門靜脈和肝實(shí)質(zhì)相等的強(qiáng)化。

在文獻(xiàn)中，一些比較腹部成像中不同碘濃度對比劑對血管和器官實(shí)質(zhì)強(qiáng)化影響的研究表明，高碘濃度對比劑中血管和器官實(shí)質(zhì)的強(qiáng)化程度較高[3-4]。但是這些研究采用相同的對比劑注射速度和固定的總碘劑量。我們的結(jié)果與這些研究存在差異的可能原因之一在于前者在碘速率方面缺乏統(tǒng)一條件。

在我們的研究中有一些限度：我們局限于顯示兩種不同碘濃度對比劑正常CT圖像間可能的差異，而沒有涉及到DECT中不同能量水平下和碘圖中檢出和顯示肝臟疾病的特征。

總之，在肝臟增強(qiáng)DECT成像中，根據(jù)體表面積調(diào)整碘劑量，采用相同的注射時(shí)間，300 mgI/mL或370 mgI/mL對比劑在低和高能量水平以及碘圖中，均未顯著影響血管及肝實(shí)質(zhì)的強(qiáng)化。

[1]王夷蕾，朱景雨，王韌堅(jiān).基于迭代算法的雙源CT雙能量單能譜成像技術(shù)在腹部血管的成像研究[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2016,3(4):376-380.

[2]Marin D,Boll DT,Mileto A,et al.State of the art:dual-energy CT of the abdomen[J].Radiology,2014,271(2):327-342.

[3]Marchiano A,Spreafico C,Lanocita R,et al.Does iodine concentration affect the diagnostic efficacy of biphasic spiral CT in patients with hepatocellular carcinoma?[J].Abdom Imaging,2005,30(3):274-280.

[4]Romano L,Grazioli L,Bonomo L,et al.Enhancement and safety of iomeprol-400 and iodixanol-320 in patients undergoing abdominal multidetector CT[J].British Journal of Radiology,2009,82(975):204-211.

[5]Behrendt FF,Mahnken AH,Keil S,et al.Contrast enhancement in multidetector-row computed tomography (MDCT)of the abdomen:intraindividual comparison of contrast media containing 300 mg versus 370 mg iodine per ml[J].Eur Radiol,2008,18(6):1199-1205.

[6]Paparo F,Garello I,Bacigalupo L,et al.CT of the abdomen:degree and quality of enhancement obtained with two concentrations of the same iodinated contrast medium with fixed iodine delivery rate and total iodine load[J].Eur J Radiol,2014,83(11):1995-2000.

[7]Onishi H,Murakami T,Kim T,et al.Abdominal multi-detector row CT:effectiveness of determining contrast medium dose on basis of body surface area [J].Eur J Radiol,2011，80(3):643-647.

[8]宇傳華，徐勇勇，夏結(jié)來，等.人體表面積的計(jì)算公式[J].中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，1999，33(2):123-124.

[9]Kondo H,Kanematsu M,Goshima S,et al.Body size indexes for optimizing iodine dose for aortic and hepatic enhancement at multidetector CT:comparison of total body weight,lean body weight,and blood volume[J].Radiology,2010,254(1):163-169.

[10]Kondo H,Kanematsu M,Goshima S,et al.Body size indices to determine iodine mass with contrast-enhanced multi-detector computed tomography of the upper abdomen:does body surface area outperform total body weight or lean body weight?[J].Eur Radiol,2013,23(7):1855-1861.

[11]Kidoh M,Nakaura T,Oda S,et al.Contrast enhancement during hepatic computed tomography:effect of total body weight,height,body mass index,blood volume,lean body weight,and body surface area[J].J Comput Assist Tomogr,2013,37(2):159-164.

[12]Verburg FA,Apitzsch J,Lensing C,et al.Body surface area adapted iopromide 300 mg/ml versus 370 mg/mL contrast medium injection protocol:influence on quantitative and clinical assessment in combined PET/CT[J].Eur J Radiol,2013,82(12):2348-2352.

[13]Guerrisi A,Marin D,Nelson RC,et al.Effect of varying contrast material iodine concentration and injection technique on the conspicuity of hepatocellular carcinoma during 64-section MDCT of patients with cirrhosis[J].Br J Radiol,2011,84(1004):698-708.

[14]Schoellnast H,Brader P,Oberdabernig B,et al.Highconcentration contrast media in multiphasic abdominal multidetectorrow computed tomography:effect of increased iodine flow rate on parenchymal and vascular enhancement[J].J Comput Assist Tomogr,2005,29(5):582-587.

(學(xué)術(shù)編輯：翟昭華)

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影像醫(yī)學(xué)研究專題·論著

四川省衛(wèi)計(jì)委科研課題(140107)

2015-10-06

趙林偉(1974-)，男，碩士，副主任醫(yī)師。E-mail：zyyzlw@126.com

通訊簡介：楊國慶，E-mail：snygq@163.com

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016-8-217∶48網(wǎng)絡(luò)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

A