探究残留钆对比剂对腹部CT图像的影响

蒋伟，王智慧，陈新吟，洪庆文，袁小平

钆对比剂是一种常用的磁共振（MR）增强扫描医用对比剂。自1987年美国食品及药物管理局（FDA）批准了首个用于MR增强检查的钆对比剂（gadolinium-based contrast agent，GBCA）-钆喷酸葡胺（gadolinium-DTPA，Gd-DTPA）上市以来，全球范围内已经有9种钆对比剂上市，可分为线性螯合物和大环状螯合物［1］或离子型和非离子型。钆对比剂在人体内的清除率与其稳定性相关，不同类型钆对比剂综合稳定性由高至低排序如下：大环状对比剂＞离子线性对比剂＞非离子线性对比剂［2，3］。

近年来随着肿瘤患病率的逐年增多，医疗设备与技术的不断更新，一些医疗机构同时安排患者行MRI与CT检查逐渐增多，由于CT造影剂可影响MR检查图像，MRI造影剂相对于CT检查图像则影响不明，或医生大多认为该影响不会很明显。本研究的目的是探究残留在人体内的GBCA对腹部CT值及图像的影响，以及4小时内GBCA衰减情况。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析我院2018年1月至2020年12月行上腹部CT检查患者，纳入标准：①注射GBCA与CT检查相隔时间在5 h之内，且MR增强检查先于CT检查；②肝脏、胰腺、脾脏、肾脏等被测量器官无萎缩、术后改变等影响研究的因素。排除标准：肝脏、胰腺、脾脏、肾脏等被测量器官萎缩，呈术后改变。最终纳入135例患者，其中男性37例，女性98例，年龄27～82岁，平均年龄52.94±10.22岁。

1.2 仪器与方法

所有患者的MRI检查均使用非特异性钆螯合物（钆特酸葡胺或钆喷酸葡胺）注射液，药量为0.1 mmol/kg，注射速率为2～3 mL/s，CT检查均采用美国通用电气公司（General Electric Company，GE）宝石能谱Discovery 750HD完成。扫描参数：管电压120 kV，管电流为300 mA，开启实时动态曝光剂量调节，准直器64×0.625 mm，X线管旋转时间0.8 s/r，螺距0.984：1，扫描时间5 s，采用软组织重建算法（soft）与迭代重建SS50，设置窗宽（window width，WW）250，窗位（window level，WL）50。

1.3 图像分析

将有GBCA残留的腹部CT图像设为试验组；无GBCA残留、且在时间上相对靠近试验组的腹部CT图像为对照组；按照钆对比剂在体内残留的时长t对试验组Ⅰ进行分组：A组：注射GBCA至行CT检查时间t为1小时，84例；B组：注射GBCA至行CT检查时间t为2小时，36例；C组：注射GBCA至行CT检查时间t为3小时，13例；D组：注射GBCA至行CT检查时间t为4小时，2例。

由2名具有5年以上影像技术经验的技师分别测量腹部肝脏、脾脏、胰腺、肾脏四个实质器官的CT值，选择3个连续层面划出感兴趣区（region of interest，ROI），ROI面积大小控制为40～80 mm2，肾脏仅需测量两个连续层面、合适的ROI大小即可，需避开血管、骨质结构、结石、病灶等，并取其平均值为最终测量CT值，ROI选择具体方法［5］如下：①肝脏：选取第一肝门处上下连续三个层面，测量肝右叶的CT值；②胰腺：分别在胰头、胰体及胰尾处测量CT值，注意避开胰管；③脾脏：在脾门处上下连续三个层面测量CT值；④肾脏：分别在左、右肾门处上下两个层面测量肾髓质和肾盂的CT值（正常的肾盂结构相对较窄，故ROI划取大小不作要求，适当即可）。两人意见不统一时协商达成一致。

1.4 统计学分析

采用SPSS 23.0统计分析软件。计量资料采用Kolmogorov-Smirnov法进行正态性检验，符合正态分布的数据用（x±s）表示，不符合正态分布的数据，用中位数表示。采用配对样本T检验分析比较试验组Ⅰ与对照组Ⅱ之间的差别；利用Ⅰ组和Ⅱ组的各个测量区的CT值做差值，并相应地把计算得出的CT差值替代为A、B、C、D四小组的研究变量，采用单因素方差分析（ANOVA）和秩和检验分析A、B、C、D四小组相应的CT差值与时长t之间的相关关系，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 有钆剂残留CT图像（Ⅰ组）与无钆剂残留CT图像（Ⅱ组）各脏器所测CT值比较

Ⅰ组与Ⅱ组中各腹部脏器及背部肌肉所测的CT均值见表1。配对分析显示Ⅰ组和Ⅱ组之间的肝区、脾区、左肾髓质区、左肾盂区、右肾髓质区、右肾盂区、背部肌肉有显著性差异，背部肌肉作为一组参照对比数据，说明有残留钆对比剂对腹部CT图像有影响（见图1）；其中部分研究对象的肝区CT值低于40 Hu，属于脂肪肝的范畴，在Ⅰ组和Ⅱ组中分析仍然具有统计学意义。

2.2 钆对比剂残留对腹部脏器的影响与钆对比剂残留时长t的关系

Ⅰ组腹部各个脏器以及背部肌肉所测CT值之间的差值见表2。由单因素方差分析可得，腹部各个脏器的CT差值以及背部肌肉与时长t不存在相关关系，即有钆对比剂残留对腹部脏器的影响与钆对比剂残留时长t不存在相关关系，背部肌肉作为一组参照对比数据，进一步证明数据的有效性。

表1 有钆剂残留的CT图像（Ⅰ组）与无钆剂残留的CT图像（Ⅱ组）各脏器所测CT值

图1 患者女，44岁，乳腺癌术后行上腹部CT检查，图a与c为单次CT平扫不同层面图像，分别测得肝右叶CT值为64.20±11.71，左肾皮质区CT值为38.71±13.92；图b与d为同一患者复查MRI增强扫描后1小时内CT平扫不同层面图像，分别测得肝右叶CT值为71.49±6.47，左肾皮质区CT值为40.13±7.94。另外图c与d比较，图d可见肾盂内高密度对比剂残留，说明有残留钆对比剂对腹部CT图像有影响

表2 腹部各脏器的CT值差值

3 讨论

本研究证明体内有GBCA残留对腹部CT图像及腹部脏器CT值均有影响，且4小时内GBCA无明显衰减。从二十世纪九十年代开始，很多学者研究GBCA代替碘对比剂进行CT增强扫描的可行性以及临床意义［4-7］，但并没有提及残留的GBCA对腹部CT图像的影响。

MRI增强原理是钆对比剂与氢质子相互作用，影响氢质子的T1与（或）T2的长短，从而达到组织信号增强的目的。而CT增强成像技术原理与前者完全不同，简而言之，它是依靠引入含相对高原子质量元素的水溶性物质，随着血液流至全身各个部位，使器官、组织之间在密度或CT值上产生差异，穿过人体的X线衰减所产生的信息，再经过计算机系统处理，生成一系列的CT图像，高密度的物质在CT图像上则表征为高亮影，如碘对比剂，低密度的物质在CT图像上则表征为低暗影，如空气、脂肪。

CT值大于100 Hu在图像上表征为高亮影。在Ⅰ组中测量的左、右肾盂区常显示出高亮影，这影响到对肾区的观察，容易造成CT诊断结果被错误解读。碘的原子序数为53，相对原子质量为126.9，钆原子序数为64，相对原子质量为157.25，1 mol碘对比剂中含有3 mol碘原子，而1 mol的钆对比剂中仅含有1 mol钆原子［8］。因此，等摩尔体积的碘对比剂较GBCA显影效果更强，即碘对比剂在CT图像的CT值更高。尽管如此，GBCA的CT值仍较周围的软组织高，如Ⅰ组中所测量的肾区（肾髓质区、肾盂区）最高的CT值为600.04 Hu，远远高于周围组织的CT值，并影响对周围组织的观察。GBCA具有一定的肾毒性，同一天注射钆剂和碘剂会加重的双肾的负担，对有肾功能障碍的患者存在一定的风险［9，10］。有文献报道，肾源性系统纤维化（nephrogenic systemic fibrosis，NSF）与线性GBCA存在相关关系［11，12］。目前上市的九种GBCA，其大部分血清消除半衰期在60～126 min，仅钆磷维塞三钠的血清消除半衰期为18.5 h［13］；本研究所属医院放射科未曾使用过钆磷维塞三钠，故不在本研究讨论范畴。GBCA的血清消除半衰期符合本研究的统计结果。

本研究不足之处在于未考虑个体差异，统一把研究对象的肾功能视为同一正常水平，未能对研究对象MR增强前后的血清肌酐，以及肾小球滤过率进行有效地追踪。收集的4小时组D的样本量少，仅有2例数据，且未收集到钆对比剂时长t＞4h的研究数据，对4小时钆对比剂仍有影响欠说服力，以及无法描述或评价4小时后钆对比剂在人体内的衰减特征。尽管如此，本研究的结果对日常的临床工作仍有积极意义，为临床医师及放射科的同仁们日后管理患者多样的影像学检查提供了借鉴意见，即MR增强后，在4 h之内不宜安排患者行CT检查，可消除钆对比剂带来的不必要影响，以助于提高放射科医师诊断的准确性。

总之，本研究结果表明，体内残留的钆对比剂对腹部CT值及图像有显著性影响，且在4小时内钆对比剂无明显衰减。因此，建议先行CT检查，再行MR增强，可以消除钆对比剂对CT图像的影响，而碘对比剂对MR图像不会产生影响；尽量避免MR增强检查后再行CT检查。若必须先行MR增强检查，可择期安排CT检查。实现多种影像学检查安排最优化，是本研究的最终目的。