导语
本期《V 来说》，我们邀请内蒙古医科大学附属医院刘挨师教授、重庆医科大学附属第一医院吕发金教授，针对《The British Journal of Radiology》杂志上的一篇关于高压注射器技术与对比剂粘度对 CT 血管增强效果影响的研究为大家点评。
研究亮点：
这是一项循环体模实验，为我们揭示了对比剂特性对不同类型的高压注射器取得可实现的最大碘流率和 CT 血管增强效果的影响。本研究中首次引入「浓度/粘度比」参数，以此评估对比剂的预期性能。此外，本研究首次证明了团注几何曲线对 CT 血管增强效果的影响。
点评专家介绍
刘挨师 教授
内蒙古医科大学附属医院
影像诊断科主任
吕发金 教授
研究背景
碘流率（iodine delivery rates，IDRs）是指单位时间内通过的碘流量，与 CT 增强的成像质量密切相关 [1]。CT 增强扫描时，可通过高压注射器对 IDR 进行灵活控制，在短时间内注入大剂量的对比剂，以保证对比剂不会立刻被血液稀释，从而获得质量良好的增强图像 [2]。
此外，在注射对比剂时，还需要考虑其粘度值对成像效果的影响。较低粘度的对比剂，其注射压力也相对较低，对比剂在远端末梢血管中的预期分布更加容易 [3]。目前，还缺乏充分的研究数据比较高压注射器类型及对比剂粘度对成像质量的影响。
研究目的
本研究旨在评估不同类型的注射器（活塞式 vs 蠕动式）和对比剂粘度对 IDR 和 CT 血管增强效果的影响。
研究设计
● 四种高压注射器：
活塞式：MEDRAD® Centargo（未在中国上市）、MEDRAD® Stellant
蠕动式：CT Exprès®、CT motionTM
● 五种对比剂：
碘普罗胺 300、碘普罗胺 370、碘克沙醇 320、碘海醇 350、碘美普尔 400
使用以上高压注射器和对比剂进行三项实验，用于评估 IDR 和相应的血管增强显影：
实验 I：注射器类型和对比剂粘度对可实现的最大 IDR 的影响；
实验 II：碘流率与血管增强 CT 峰值的关系；
实验 III：团注几何曲线对血管增强 CT 峰值的影响。
研究结果
1、本研究中所使用的 5 种对比剂，其浓度、粘度等参数如下表。另外，本研究中首次引入「浓度/粘度比」参数，碘普罗胺 300 和 370 具有较高的浓度/粘度比。
在所有 5 种对比剂和所有型号留置针中，活塞式注射器如 Centargo 提供了更高的可实现 IDR (p <0.05) 。而且，在使用 18G 留置针时，Centargo 结合碘普罗胺 370 可提供最高的可实现 IDR (3.15 gI/s) (p < 0.05)。
2、对于肺动脉（图 a）和升主动脉（图 b），具有更高「浓度/粘度比」的碘普罗胺在碘流率 2.0~2.4 gI/s 的各预设 IDR 梯度组内，通过活塞式注射器 Centargo 均可获得更高的血管增强 CT 峰值。
3、理论上，最佳的团注几何曲线被认为是一个矩形方波，即：进入患者体内的对比剂浓度在注射开始时立即上升到所需的水平，并随着生理盐水冲洗立即下降。高「浓度/粘度比」的碘普罗胺通过活塞式注射器 Centargo 获得的团注几何曲线上升和下降边缘更锐利。
较高「浓度/粘度比」的碘普罗胺 370 通过活塞式注射器 Centargo 进行推注时，相较于其它注射器给药，能够提供更高的血管增强 CT 峰值（如下图）。
研究结论
相较于蠕动式注射器，活塞式注射器结合低粘度对比剂能够获得更高的 IDR 值及血管增强 CT 峰值。固定预设 IDR 时，高「浓度/粘度比」的碘普罗胺通过活塞式注射器改善了团注几何曲线，可提供更高的血管增强 CT 峰值。
（注：碘普罗胺被批准用于血管内和体腔内使用，说明书建议最好使用高压注射器注射给药。此研究中所使用的 MEDRAD® Centargo 注射器还未在中国获得批准上市。该文章目的仅是用来阐述对比剂的浓度与粘度比对不同注射器性能的可能影响。拜耳医药保健有限公司不建议使用任何未经批准的适应症和产品，且建议任何产品的使用与宣传均应遵循中国法律及有关已批准的产品说明书。）
专家点评
刘挨师 教授：
众所周知，CT 扫描是临床最重要的影像检查方法之一，特别是增强 CT 为疾病的检测及诊断提供了可靠依据，而好的显影效果可有效提升 CT 诊断效能。增强 CT 的显影效果与血管强化程度有关，强化程度越高，与周围组织的对比效果就越好。既往研究表明，影响血管强化程度的因素包括碘流率（IDR）、碘对比剂（ICM）粘度及温度、团注形态、留置针型号、对比剂注射模式等 [1,4-7]。然而，不同的 ICM 理化性质及注射方案对成像效果的影响仍存在很大的争议。
本文首次引入了「浓度/粘度比」这一新参数，随着 ICM 浓度/粘度比的增加，IDR 值具有增大的趋势。此外，研究者比较了不同类型的 ICM 及高压注射器，结果提示：相较于蠕动式注射器，活塞式注射器结合低粘度 ICM 能够获得更高的 IDR 值及血管增强 CT 峰值；其中，活塞式注射器 Centargo 可获得更好的团注几何曲线，从而提供更好的成像效果。
目前应用于临床的 ICM 及高压注射器类型较多，相关研究仍在不断更新。本研究为临床选择 ICM 及高压注射器提供了一个新的参考方向及理论依据。
吕发金 教授：
该研究是一项临床前循环体模研究，以此模型评估高压注射器类型（活塞式 vs 蠕动式）及对比剂粘度对 CT 血管增强效果的影响。该模型已经被广泛且成熟的用于对比剂及 CT 相关研究，例如高压注射器类型、对比剂粘度/温度、对比剂注射方案等 [4-6]。使用该研究模型具有两大优势，一是有效的控制了实验变量，例如对比剂注射过程或受试者循环系统的偏倚。二是能够进行大规模的实验，更加全面评估多种类型的高压注射器及对比剂。
本实验中，循环体模有效的模拟了人体的血液循环系统（图 A），模拟心率控制在 60 次/分，血压 120/80 mmHg（图 D）。对比剂通过高压注射器后，利用仪器实时监测密度和体积，以计算 IDR。该实验首先得出了以下结论：随着对比剂的浓度/粘度比的增加，可实现的 IDR 值具有增大的趋势。
为了进一步研究高压注射器技术与对比剂粘度对 CT 血管增强效果的影响，作者选择了并测量肺动脉（图 B & 图 C-2 区域）和升主动脉（图 B & 图 C-1 区域）的血管增强 CT 值。得出了以下结论：相较于蠕动式注射器，活塞式注射器结合低粘度对比剂能够获得更高的 IDR 值及血管增强 CT 峰值。该模型得出的结论，还需要进一步在临床上进行验证。对比剂团注形状，浓度/粘度比对成像质量的影响，都将是可能的临床研究热点方向。
参考文献：
[1] Hansmann J, et al. Impact of Iodine Delivery Rate with Varying Flow Rates on Image Quality in Dual-Energy CT of Patients with Suspected Pulmonary Embolism. Acad Radiol, 2013, Aug;20(8): 962-971.
[2] 漆小平, 董海龙, 付峰等．手术室设备．北京：科学出版社，2016：92-102.
[3] Bae KT, et al. Uniform vascular contrast enhancement and reduced contrast medium volume achieved by using exponentially decelerated contrast material injection method. Radiology, 2004, 231(3): 732-736.
[4] Kok M, et al. Influence of contrast media viscosity and temperature on injection pressure in computed tomographic angiography: a phantom study. Invest Radiol, 2014, 49: 217–223.
[5] Behrendt FF, et al. Impact of different vein catheter sizes for mechanical power injection in CT: in vitro evaluation with use of a circulation phantom. Cardiovasc Intervent Radiol, 2009, 32: 25–31.
[6] Caruso D, et al. Optimizing contrast media injection protocols in computed tomography angiography at different tube voltages: evaluation in a circulation phantom. J Comput Assist Tomogr, 2017, 41: 804–810.
[7] Bae KT. Intravenous contrast medium administration and scan timing at CT: considerations and approaches. Radiology 2010, 256: 32–61.
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