小剂量对比剂在多层螺旋CT肺动脉造影的研究现状

顾庆春 薛春华 吕传国 范晔辉

随着CT技术的飞速发展，肺动脉成像技术(CTPA)越来越成熟，对于一些肺动脉疾病，如肺动脉栓塞、肺动静脉瘘、肺动脉高压、肺恶性肿瘤侵犯肺血管等，CTPA已成为其诊断的首选方法。目前国内较多的报道CTPA使用较大剂量对比剂(60～90 ml)［1-4］。已有报道使用小剂量对比剂进行CTPA［5］，笔者根据实际工作中的一些体会，并结合文献，分别在背景、可行性、应用小剂量对比剂的关键技术、展望这几个方面，对使用小剂量对比剂进行CPTA作一阐述。

1 背景

对比剂无论在有创或无创检查中都被广泛应用。含碘对比剂有可能会导致对比剂肾病，而且与对比剂的含碘总量有着密切的关系。临床上药物中毒所致的急性肾衰竭病因中，对比剂仅次于氨基糖甙类抗生素，居第二位，且已成为院内发生急性肾衰竭的三大病因之一［6］。因此，在各种检查中，尽量减少对比剂的用量成为一种必然的趋势。

2 可行性

在我们熟知的多层螺旋CT肝门静脉造影中，对比剂经过一个完整的肺循环与体循环后回流进入门静脉，因此，体重大小对于CT门静脉造影中对比剂的用量多少起着决定性作用，体重大的患者必须使用大剂量的对比剂，才能获得满意的门静脉图像。而CTPA完全不同，对比剂经肘静脉进入上腔静脉，回流至右心房，进入右心室后，直接进入肺动脉。肺动脉显影时对比剂尚未完成一个完整的肺循环，因此，体重大小对于CTPA中对比剂用量的多少影响微乎其微，几乎可以忽略不计。体重较大的患者完全可以使用和体重较小患者同样剂量的对比剂。

Qin等［7］就20 ml和 70 ml对比剂用量进行了比较，结果表明使用20 ml对比剂可以清晰显示肺动脉段及肺动脉亚段。付玉存等［5］报道，对比剂为370 mgI/ml，剂量为 30 ml，注射流率为 5 ml/s，机型为64层螺旋CT，使用对比剂示踪技术扫描，22例除了2例因操作失误而失败，其余20例肺动脉主干的CT平均值均大于250 Hu。以相同剂量及注射流率，使用时间密度曲线法扫描，23例肺动脉主干CT平均值均大于250 Hu。孙宏亮等［8］报道，对比剂为 370 mgI/ml，机型为256层螺旋 CT，A组35 ml对比剂 +30 ml 0.9%氯化钠溶液，注射流率5 ml/s，B组25 ml对比剂+30 ml 0.9%氯化钠溶液，注射流率4.5 ml/s，两组肺动脉主干的CT平均值均超过了250 Hu。王益钢等［9］报道，对比剂为 370 mgI/ml，机型为 64 层螺旋CT，A组40 ml对比剂+20 ml 0.9%氯化钠溶液，注射流率为4.5 ml/s，使用对比剂示踪技术扫描，B组25 ml对比剂 +20 ml 0.9%氯化钠溶液，注射流率4.5 ml/s，使用时间密度曲线法扫描，两组肺动脉主干CT平均值均大于300 Hu。薛春华等［10］报道，对比剂为370 mgI/ml，机型为64层螺旋 CT，25 ml对比剂 +50 ml 0.9%氯化钠溶液，注射流率为5 ml/s，使用对比剂示踪技术扫描，肺动脉主干平均值均大于300 Hu。笔者在实际工作中，使用机型为64层螺旋CT，对比剂为370 mgI/ml，注射流率为5 ml/s，注射完毕后以相同速率注入50 ml 0.9%氯化钠溶液，使用对比剂示踪技术扫描。对比剂用量为25 ml时，20例患者中16例肺动脉主干CT平均值达300 Hu以上，但有4例患者检查失败，肺动脉主干CT平均值低于200 Hu，对比剂用量加至30 ml时，35例患者中33例肺动脉主干CT平均值达300 Hu以上，2例患者低于200 Hu。分析失败的原因，使用对比剂示踪技术扫描时，达到出发阈值后还要延迟一段时间才能进行扫描(后延迟时间)，这段时间用于球管加速，CT机移床和告知患者进行屏气。少数患者肺循环过快，肺动脉强化峰值提前，当扫描至肺动脉时，其强化峰值已过，导致检查失败。对于这类肺循环过快的患者，如使用对比剂示踪技术进行扫描，最好的解决办法就是适当增加对比剂的剂量，延长肺动脉强化峰值时间窗，虽然可能会导致上腔静脉的污染，但能保证检查的顺利完成。当然，使用时间密度曲线法对于这一类的患者可以很好地解决肺动脉强化峰值提前的问题，只是时间密度曲线法较为繁琐，且增大了对比剂的用量，很难广泛采用。对比剂用量加至35 ml时，30例患者肺动脉主干CT平均值均达300 Hu以上，无1例失败。

3 应用小剂量对比剂进行CTPA的关键技术

3.1 对比剂注射流率与对比剂浓度的选择 高浓度对比剂与高注射流率能提高肺动脉的强化程度已为大家熟知，Schoellnast等［11］比较 A 组(300 mgI/ml、120 ml)和 B 组(400 mgI/ml、90 ml)，均以4 ml/s的注射流率注入，换算成单位时间进入血管的碘量为A组1.2 gI/s，B组1.6 gI/s，结果B组肺动脉强化程度高于A组，有显著性差异。Behrendt等［12］分别采用300 mgI/ml和400 mgI/ml对比剂，总碘量均为37 g，均以1.29 gI/s注入，结果显示两组肺动脉强化差异无统计学意义。以上研究表明，在总碘量一致的情况下，单位时间内进入的碘量决定血管强化程度的高低。如降低对比剂的浓度，必然需要增大注射流率和剂量才能达到同样的强化效果，而注射流率越大，增加了对比剂渗漏和针头脱落的风险，剂量越大，上腔静脉被污染的风险越大。如降低注射流率，必然要增大对比剂浓度才能达到同样的强化效果，而对比剂的浓度越高，其渗透压越高，导致对比剂肾病的风险越大。目前国内使用小剂量对比剂进行CTPA的报道中，对比剂浓度大多数使用370 mgI/ml，注射流率为4.5 ml/s～5 ml/s。使用较高的注射流率还可以尽早完成对比剂的注射，尽量降低上腔静脉的污染。有作者报道使用3 ml/s注射流率，90～120 ml对比剂进行CTPA，在肺动脉扫描已经启动后还在注射对比剂，此时的上腔静脉密度维持在一个很高的峰值，从而影响肺动脉的观察和后处理工作，而且浪费了部分的对比剂，增大了导致对比剂肾病的风险。笔者在CTPA中，使用对比剂浓度为370 mgI/ml，注射流率为5 ml/s，经肘正中静脉内20G套管针注入血管，注射完毕后以相同流率注入50 ml 0.9%氯化钠溶液，获得了良好的图像质量，并均无发生针头脱落，对比剂渗漏及对比剂肾病的现象。

3.2 触发阈值的合理选择 触发阈值的合理选择可使肺动脉的显示接近理想模式，即靶血管充填完全而周围静脉无显影。阈值的设定过高，相对延迟时间过长，会造成严重的静脉回流。肺动脉到肺静脉的循环时间2～4 s，如使用对比剂示踪技术进行CTPA，从肺动脉内出现对比剂即时算起，最长约4 s，肺静脉开始显影。目前受机型限制，以64层螺旋CT为例，后延迟时间至少为4 s，扫描至肺动脉主干5～6 s，此时肺静脉已开始显影。因此，如要避免肺静脉污染，在后延迟时间为固定值的情况下，必须尽可能降低触发阈值。李斌等［13］将触发点置于肺动脉主干，按照阈值为40、60、80、100 Hu分组，结果认为触发阈值为40 Hu时肺动脉强化CT值最大，可获得理想的肺动脉CTA图像。但是，肺动脉主干的CT值并不是个固定值，笔者随机检测了20个肺动脉主干的CT值，从29.1～67.3 Hu，显然有的患者肺动脉平扫CT值就超过了40 Hu，以40 Hu作为触发阈值，设计不够合理。笔者团队在肺动脉主干触发点处平扫CT值的基础上加5 Hu作为触发阈值，取得了很好的效果。因此，李斌等如按照肺动脉主干触发点处平扫CT值分别加5、25、45、65 Hu分成4组进行评价，设计显得更为合理和科学。目前国内报道使用对比剂示踪技术进行CTPA失败的病例，均为扫描过晚及一些其他原因造成，未见扫描过早导致失败的报道，因此，笔者认为，在使用对比剂示踪技术进行CTPA时，阈值越小越好，推荐使用肺动脉主干触发点处平扫CT值加5 Hu作为触发阈值。

3.3 对比剂剂量的合理选择 在可行性中提到，在使用对比剂示踪技术扫描的前提下，过于追求超小剂量对比剂进行CTPA，对于一些肺循环过快的患者，存在一定的检查失败率，使用较大剂量对比剂可能会导致上腔静脉的污染，权衡这两者的利弊，笔者推荐使用剂量35 ml(370 mgI/ml)，有如下两点理由:一者对比剂剂量相对较小，导致对比剂肾病的风险很小，二者可以保证检查的成功率。

3.4 后延迟时间的处理技巧 后延迟时间指的是达到触发阈值后还要延迟一段时间才能进行扫描，一般某个机型都有其固定值，如李斌等［13］报道SIEMENS公司SOMATOM Emotion16层螺旋CT最短后延迟时间为6 s。孙宏亮等［8］报道Philips iCT256层螺旋CT最短后延迟时间为4.5 s。王益刚等［9］报道GE Lightspeed VCT64层螺旋CT最短后延迟时间为7.5 s。张文明等［14］报道西门子第二代双源CT(Somatom Definition Flash，Siemens Medical Solutions，Forchheim，Germany)的后延迟时间为7 s，夏巍等［15］报道 GE Lightspeed VCT64层螺旋 CT后延迟时间为6 s，王彬等［16］报道Toshiba 640层螺旋CT后延迟时间为4 s。笔者团队使用SIEMENS公司SOMATOM 64层螺旋CT，其默认最短后延迟时间为5 s(扫描范围为肺尖至肺底)，经过改良后，最短后延迟时间为4 s，方法是关闭告知患者准备屏气的自动播放程序，改为达到触发阈值的同时，手动按下CT扫描控制台上的对讲系统按钮，口头告知患者进行屏气。由于肺循环的时间非常短，虽然只减少了1 s后延迟时间，但对于控制肺静脉的污染，起到了非常大的作用。

以扫描野从肺尖到肺底为例，后延迟时间是达到触发阈值后，开始扫描肺尖部的时间，扫描至肺动脉主干层面时，根据不同的机型，还需要1～2 s的时间。减少扫描范围(上界至主动脉弓，下界至心底)，实际上是减少了从肺尖扫描至主动脉弓的这一段时间，间接地减少了后延迟时间。Kallen等［17］从降低辐射剂量的角度，减少肺野扫描范围(上界至主动脉弓，下界至心底)，认为此种方法不会因降低图像质量而影响肺动脉疾病的诊断。

3.5 扫描方向的合理选择 肺动脉的扫描方向有两种，一为肺尖到膈面方向，二为膈面到肺尖方向。有研究者提出，呼吸运动对于膈面影响较大，所以从膈面到肺尖的扫描方式更好，因早期闭气良好，下肺动脉受膈面运动影响会减小，而且扫描至上腔静脉的时间延长，可以减低上腔静脉污染的程度。而Wu等［18］认为两种扫描方向对影像质量的影响无显著性差异。笔者认为，目前螺旋CT的扫描时间越来越快，整个肺野的扫描时间3～5 s，在如此短的时间内，绝大数患者不存在屏气不牢的情况。从另一个角度，肺尖至肺动脉主干间的距离小于肺底至肺动脉主干间的距离，或者缩小扫描范围，主动脉弓至肺动脉主干的距离也小于膈面至肺动脉主干间的距离，在使用对比剂示踪技术扫描的前提下，按照达到阈值后尽快扫描至肺动脉主干的原则，从上而下的扫描方向是显而易见的。

4 展望

目前受机型的限制，使用对比剂示踪技术进行CTPA，其图像质量与很多因素有关，在不久的将来，随着CT技术的飞速发展，一定会出现达到目标阈值后瞬时完成全肺动脉容积扫描的机型，那么，在CTPA中，我们可以以目标阈值作为触发阈值，这将极大地“去个体化”，并进一步减少对比剂的用量，可以很好地控制每个患者的肺动脉和肺静脉的强化程度，获得高质量的肺动脉图像。

综上所述，在肺动脉多层螺旋CT成像中，使用小剂量对比剂是完全可行的，也是一种必然的趋势。使用对比剂示踪技术进行CTPA时，其原则是对比剂浓度“宜高不宜低”，注射流率“宜快不宜慢”，扫描“宜早不宜迟”。对比剂剂量根据不同的机型有所微调，推荐64层螺旋CT肺动脉造影对比剂(370 mgI/ml)用量为35 ml。

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