RIGHT研究：80kV冠状动脉和头颈部CTA对比剂注射方案的临床有效性

转自：中华放射学杂志

导语

《V来说》栏目邀请影像领域知名专家和一线临床医生，分享精彩见解，旨在为国内同仁搭建桥梁，实现文献成果向临床实践的转化。

本期《V来说》，我们邀请北京协和医院王怡宁教授，针对《European Radiology》杂志上的一篇在管电压80kV下，使用不同碘流率的注射方案行冠状动脉和头颈部CT血管造影（CTA）的临床有效性研究（RIGHT研究）为大家解读和点评。

王怡宁

• 北京协和医院放射科副主任&帅府放射科主任

• 主任医师、博士生导师

• 中华医学会放射学分会青年学组副组长

• 中国医师协会放射医师分会心胸专委会委员

• 北京医学会放射学分会委员、心血管学组副组长

研究亮点

RIGHT为Bayer在中国发起的一项多中心、前瞻性、观察性四期临床研究。研究考察了不同低管电压（kV）、不同浓度、不同碘流率（IDR）方案下，冠状动脉和头颈部CTA的图像质量。研究结果验证了80kV、IDR1.2 gI/s的冠状动脉和头颈部CTA扫描方案，可在不影响常规临床图像质量的同时有效减少辐射剂量。

研究背景

随着检查数量不断增加，计算机断层扫描（CT）已成为医疗辐射的主要来源^[1]。降低X线管电压是减少辐射剂量和对比剂用量的有效方法^[2-3]。在较低的管电压下，有效光子能量会更接近碘的K边缘，可增强X线的衰减，提升CT值^[4-5]。一般情况下，血管的CT值达到250~300HU可满足临床CTA检查需求^[6]。虽然低kV会带来图像噪声增加，但可以被血管与周围组织的增强对比差异在一定程度上补偿^[4]。 

在低kV临床实践中，需要优化相应的对比剂注射方案^[7-8]。对比剂注射方案的两个关键参数是碘浓度和对比剂注射速率，这两个参数结合起来可以得到碘流率（IDR: 碘浓度×注射速率)^[5]，它是血管增强的决定性参数^[8]，而对比剂浓度的影响仍然存在争议^[9]。体模研究发现减少20%左右的IDR可以保持足够的诊断衰减值^[8]，但最终这些参数对诊断图像质量的真正影响必须在临床实践中得到验证。然而，到目前为止，在常规临床实践中，很少有研究评估低kV下，不同浓度对比剂在相同IDR下，对冠状动脉和头颈部CTA图像质量和诊断信心的影响。

研究目的

RIGHT研究侧重于非肥胖患者，旨在评估管电压80kV下，具有不同IDR和对比剂浓度的冠状动脉和头颈部CTA方案的图像质量和临床可行性。

研究方法

➤研究人群：这项前瞻性观察性队列研究在2016年7月至2017年7月期间进行，共纳入中国10个中心的1213例患者进入研究流程（图1），注册号NCT02840903。纳入标准：年龄 ≥ 18 岁、体重 ≤ 90 kg，拟行冠状动脉 CTA 或头颈部 CTA 以排除冠状动脉疾病、脑动脉狭窄、栓塞或颈动脉疾病的患者。排除标准：碘对比剂过敏史、已知或疑似甲状腺功能亢进症或嗜铬细胞瘤、心房颤动或其他无法行可靠心电门控的心律失常、严重的充血性心力衰竭（NYHA IV）、孕妇或哺乳期妇女以及在CTA之前接受过经皮冠状动脉介入治疗或冠状动脉旁路移植术的患者。

图1  筛选和研究流程

➤扫描方案：使用Siemens双源CT，根据研究者的经验来选择门控的类型，首选前瞻性心电门控扫描技术。以管电压100kV、对比剂浓度370mgI/ml、IDR1.48gl/s的方案作为参照，按100kV降低20%即80kV、IDR相应降低20%即1.2gl/s、IDR再降低20%即0.96gl/s（探索进一步降低IDR的可能性）的方法，分为V₁₀₀C₃₇₀IDR_1.48、V₈₀C₃₇₀IDR_1.2、V₈₀C₃₀₀IDR_1.2、V₈₀C₃₀₀IDR_0.96四组（图2）。使用高压注射器 (MEDRAD® Stellant；Bayer)，在对比剂注射后以相同的流速注入40毫升生理盐水。CT图像重建层厚0.75 mm，层间距0.4 mm，重建参数为平滑算法，使用SAFIRE进行迭代重建，强度为3。

图2  四组分组方案

➤图像分析：由两位有经验的放射科医师测量目标血管的CT值，作为主要终点。其中冠状动脉的目标血管为基于美国AHA17个节段的血管，头颈部的目标血管为8个、双侧血管均进行测量。ROI大小约为三分之二的血管横截面积，对头颈部动脉，取双侧血管的平均值。次要终点为：对比噪声比（CNR）、信噪比（SNR）、一位具有10年经验的放射科医生盲法进行的视觉评估图像质量（4分表：无法诊断、一般、好、卓越）与诊断信心评价（4分表：不足、一般、好、卓越）以及辐射剂量（CTDIvol、剂量长度乘积(DLP)、 有效辐射剂量），并同时记录与CTA相关的急性不良事件、注射相关的疼痛与不适。

➤统计分析：卡方或Fisher检验、F检验比较四组注射方案人群的基线特征，t检验比较各部位的CT值、CNR和SNR，并对冠状动脉和头颈部CTA人群进行独立分析。P<0.05定义为差异有统计学意义。

研究结果

➤研究人群人口统计学特征

• 冠状动脉和头颈部CTA人群的基线特征包括性别、年龄、体重、身高、体重指数（BMI）以及合并高血压、糖尿病、吸烟、中风史、脑血管狭窄家族史、冠心病家族史、胸痛、心肌梗死、心力衰竭、甲状腺疾病、哮喘或其他过敏史、肾功能不全、既往接受碘对比剂注射、既往碘对比剂注射引起的药物不良反应等因素。上述所有特征均无统计学的显著差异。

• 在所有人群中，男女比例大致相当，年龄≥65岁占63.4%，体重和身高的均值分别为65kg和165cm，平均BMI为24 kg/m²，BMI< 17.5、17.5≤BMI＜23、23≤BMI＜27、BMI≥ 28四个亚组中，23≤BMI＜27占比最高（其中冠状动脉和头颈部CTA分别为54.1%和50.4%）。

➤目标血管增强程度的CT值

• 在所有冠状动脉与头颈部CTA成像方案中，总体平均CT值＞300 HU。<300HU见于V₁₀₀C₃₇₀IDR_1.48的2个节段、V₈₀C₃₇₀IDR_1.2的1个节段、V₈₀C₃₀₀IDR_0.96的6个节段，未发现<250HU的节段（表1）。

• 在相同低管电压80kV、相同IDR1.2 gI/s的条件下，碘普罗胺370 mgI/ml 和300 mgI/ml的CT值总体上无显著差异，且总体大于管电压80kV、IDR0.96 gI/s方案或管电压100kV、IDR1.48 gI/s方案。（表1）

表1  目标血管增强程度的CT值

➤ 图像质量

CNR和SNR

V₁₀₀C₃₇₀IDR_1.48方案最高(分别达到65和71) ，IDR1.2 gI/s 的V₈₀C₃₀₀IDR_1.2和V₈₀C₃₇₀IDR_1.2两个方案相似(分别为56和61) ，V₈₀C₃₀₀IDR_0.96方案最低(分别为45和50)。

•  视觉评估图像质量与诊断信心评价

在≥ 99%的图像中，图像质量被评为“一般”到“卓越”；其中，V₈₀C₃₀₀IDR_0.96方案，图像质量为“一般”或“无法诊断”的比例最高(冠状动脉CTA：25%vs7.1%；头颈部CTA：16.8%vs1.3%)；在V₈₀C₃₀₀IDR_1.2和V₈₀C₃₇₀IDR_1.2方案中，碘普罗胺 370 mgI/ml与300 mgI/ml相比，表现为更高的诊断信心（卓越和好的比例：冠状动脉CTA: 86% vs 78.6%；头颈部CTA：96% vs 85%）（图3~6）。

➤辐射剂量

• 冠状动脉CTA平均有效辐射剂量从100kV方案中的4.36mSv (± 2.3) 降低到 80kV方案中的2.46mSv (± 2.1)，相当于减少了43.6% (P< 0.001)。

• 头颈部CTA平均有效辐射剂量从100kV方案中的1.11mSv (± 0.2) 降低到80kV方案中的0.54mSv (± 0.1)，相当于减少了52.0% (P< 0.001)。

➤安全性

• 在接受碘普罗胺CTA检查的1213例患者中，碘普罗胺的急性不良反应的发生率仅为7例（0.6%），其中皮疹3例（0.2%）、心悸2例（0.2%）、心律失常1例（0.1%）、呕吐1例（0.1%）；

• 5例（0.4%）在扫描过程中报告有轻微疼痛和不适。

研究结论

对于非肥胖患者，管电压80kV、IDR1.2 gI/s的冠状动脉和头颈部CTA方案在临床实践中可行，可以推荐使用，此方案可以显著减少辐射剂量，且不会影响诊断图像质量。

专家点评

据统计，2017年中国各类心血管CTA检查就已达到约1000万人次，其中冠状动脉CTA占总检查量的50%^[10]。探索优化低剂量的CTA方案对于中国临床实践存在迫切的现实需求。除了诸如调节管电流、使用高灵敏度探测器和后处理中的高级图像重建等措施外^[11]，降低管电压是减少CTA辐射剂量的有效方法^[3]。 

在RIGHT研究前，关于低剂量CTA（主要是冠状动脉CTA）成像技术，已有一定的探索并取得了一些临床共识。LaBounty等人^[12]在208名连续的冠状动脉CTA患者中比较了80kV和100kV的方案，发现两种方案在图像质量方面没有明显差异。Luo等人^[13]在脑部CTA中比较了80kV、100kV、120kV方案，发现三种方案在主观图像质量和动脉瘤检测的诊断准确性没有区别。2009年《SCCT冠脉CTA操作指南》提出，对于体重<85kg且BMI<30kg/m²的人群，建议管电压控制在100~120kV；2011年《SCCT心血管CT辐射剂量与剂量优化策略指南》建议，体重≤90kg且BMI≤30kg/m²，管电压降为100kV；2016年《SCCT冠脉CTA操作指南》建议对≤60kg体重人群使用更低电压扫描。然而，对于BMI相较偏低的中国人群，管电压降低的界值以及与之匹配的对比剂浓度和IDR界值仍未有明确的答案，这些问题在RIGHT研究前，仍然是“未确定”的问题。 

RIGHT研究明确了80kV下CTA检查对于一般人群的临床可行性，定义了IDR的下限，验证了高浓度对比剂在低管电压检查中的优势价值。与100kV方案相比，80kV的冠状动脉和头颈部CTA方案可以满足中国临床常见体重范围（≤ 90 kg）患者的检查与诊断需求，并且有效辐射剂量减少了44-52%。与100kV、1.48IDR方案相比，高浓度碘普罗胺370 mgI/ml可以满足一般人群(≤ 90 kg)进行80kV、1.2IDR的技术方案要求，且无论从成像质量和用药剂量都更具有优势与信心保障；而当1.2IDR进一步降到0.96 IDR，诊断性能较低，可能不利于诊断。因此，IDR1gl/s可能是80kV下CTA检查方案的临界值。另外，RIGHT研究也再一次验证了接受CTA检查的常见中国人群对于碘普罗胺的良好耐受性^[14-16]（心率无显著影响，整体舒适度良好，不良反应偶见）。 

本研究的局限性主要在于缺乏随机化，导致方案亚组间可能存在选择偏倚。此外，该研究是在中国进行的，中国和其他国家人群之间的差异可能导致CT检查诊断效果不同^[17]。但是，RIGHT研究明确定义了“双低”CTA扫描方案，即低电压和低碘流率。相信RIGHT研究不仅对当今中国≤90kg患者CTA临床实践提供了新思路和新方向，而且对未来国际医学影像领域的发展也有重要的参考价值。

临床科研Tips

对比剂在低管电压下CT/CTA中的探索：

➤硬件的革新：光子计数CT对成像质量和辐射剂量的研究。

➤软件的创新：AI重建算法结合CT/CTA对成像质量和辐射剂量的研究。

➤心率的探索：进一步细化“双低”扫描方案的适用心率范围。

➤其他部位CT/CTA的研究：探索对比剂在主动脉、上下肢动脉等部位CT/CTA的碘流率下限。

➤对比剂在肥胖人群中的用量：本研究未探索的肥胖人群，是否也能适当减少对比剂用量？

➤基于RIGHT的启示：怎么选择对照组和设计对比剂相关的临床试验？

参考文献

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