CT造影剂

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CT造影剂
在CT扫描时使用造影剂，病灶内碘含量可明显增高，X线通过该处的衰减亦增加，病灶与周围组织的对比亦增大，有助于病灶的检出及提高鉴别诊断的能力，因此有很高的实用价值。

然而，造影剂亦有不良反应，严重者可导致病人死亡。

非离子型造影剂比离子型造影剂的不良反应虽少，但其价格昂贵。

所以医学影像科医师必须造影剂使用的指证，选择合适的造影剂，警惕、防治不良反应。

为此，必须对造影剂的相关知识有一定的了解。

一、造影剂的种类、结构及理化性质
CT用经尿路排泄造影剂均为三碘苯环衍生物，通常分为离子型与非离子型两类。

二者又各有单体（结构为1个苯环上带了3个碘原子）和二聚体（1个分子造影剂含有2个三碘苯环），离子型造影剂是三碘苯甲酸盐,如泛影葡胺、异泛影葡胺等。

由于它们是盐，在水溶液中离解成阳离子和阴离子，带有电荷，故称为离子型造影剂。

非离子型造影剂如碘苯六醇（欧乃派克）、碘异酞醇（碘必乐）、碘普罗胺（优维显）等是在三碘苯环上引入羟基（-OH),去掉羧基（-coo-）和离子。

它们不是盐类，在水溶液中不产生离
子，不带电荷，故称之为非离子型造影剂。

各种造影剂的名称、渗透压、粘稠度以及在理想溶液中碘原子数和造影剂离子或分子（粒子）的比率见表;
分类比率
（碘原子数
/粒子数）粘稠度
20°37°
渗透压
（mmol/kg/H
2O-1）
化学名商品名
离子型单体3：2=1.5531500—1600泛影葡胺泛影葡胺
离子型二聚体6:2=3.0126600碘羟胺酸显影葡胺
非离子型单体3:1=3.0116500-700碘普罗胺优维显
非离子型二聚体6:1=6.02510300碘狄醇
渗透压和比率均与不良反应有关。

渗透压与溶液中粒子数量成正比。

离子型单体造影剂分子中含3个碘原子，同时还带有2个水溶性粒子，比率为1.5（3/2=1.5），其渗透压与血液相比是高渗的。

血液的渗透压为300mmol/kgH2O，离子型单体造影剂的渗透压为1500-2000mmol/kgH2O，高于血液渗透压约5-7倍。

非离子型单体与离子型二聚体造影剂比率为6（6/1=6，即每个溶解于水的分子含6个碘原子），渗透压则接近生理状态。

二、造影剂的药物动力学
上述离子型造影剂和非离子型造影剂都有高的水溶性及低的血浆蛋白结合力。

自静脉注入后，造影剂一般不与或很少与血浆蛋白结合，大量的分布于血管中（不包括脑脊液），进入细胞内的量很少。

造影剂可通过肾小球滤过膜，很少被肾小管细胞再吸收或分泌。

造影剂血浆半衰期长短取决于肾
小球滤过率的高低，正常情况下半衰期为1.5-2.0小时。

若肾小球滤过率减少1/2或1/4，则在血浆中的半衰期增加1/2或1/4.上述经尿路排泄的造影剂，少量（肾小球滤过率正常时，小于2%）可经胆道系统排泄；还有微量经小肠、胃、唾液腺和汗腺排泄。

造影剂经静脉注射后，起血药浓度随时间而变化，注射后约15秒，腹主动脉即达最大强化，至20秒时迅速下降至峰值的1/7.此后，由于再循环的作用，血药浓度还有几个小的回升。

从注射开始至血管内造影剂达到最高浓度（峰值）的时间，称为峰值时间。

造影剂注射的量和速度决定注射所需时间，但对峰值时间的影响很小。

造影剂进入血液循环后，与不含造影剂的血液混合，因造影剂很少与血浆蛋白结合，也很少进入细胞内，所以造影剂迅速通过毛细血管壁弥散到细胞外间隙，使血管内浓度下降。

造影剂团注的动力学特征决定了实质脏器的强化特点：a脏器的供血动脉及其分支强化显影，称为动脉期（灌注期）b接着脏器均匀强化，实质内结构可辨，称为实质期c由于新的血液流入，使脏器强化减弱，只有静脉保持轻度强化，称为静脉期d最后血液和脏器的造影剂浓度基本一致，称为平衡期。

为取得良好的增强效应，提高病变的检出率及鉴别诊断能力，CT扫描应在实质期或静脉期之前完成。

三造影剂反应类型及作用机制
造影剂的不良发应可分为两大类：a特异质反应b物理化学反应。

前者与造影剂的剂量无关；后者则呈剂量相关性。

（一）特异质反应
目前认为，与造影剂特异质反应有关的病因有四个方面：a细胞释放介质如组织胺、血清素（血栓素）b抗原-抗体反应c急性激活系统（补体、凝集素、激肽、溶纤素）d 精神因素
1、介质释放在实验动物和人体，注射造影剂均可引起组织胺释放，体外实验发现特异质反应与造影剂诱发的组织胺释放之间有着一定的联系。

2、抗原-抗体反应对同一病人注射同样剂量的同一种造影剂，有些场合下可能发生意外的急性反应，而在另一场合下则不发生。

在临床上，这种反应与国民反应有类似性，如特异质病人，造影剂反应发生率较高，即使较小剂量造影剂也会引起反应。

根据半抗原-抗体作用机制，若造影剂半抗原与血液中的白蛋白结合，在抗体间将形成桥梁，可引起过敏反应。

3、激活系统很多证据表明，注射造影剂，体内和体外均发现补体系统激活，也证实了凝血系统活性和溶纤系统活性升高，补体系统、凝血系，激肽和溶纤系统都受C1酯酶抑制物的调节，与无造影剂反应者相比，有造影剂反映者血清中C1酯酶抑制物水平明显偏低，而在有严重反应者血
清中的水平特别低。

C1酯酶抑制物有助于阻止激活系统的激活。

4、精神因素可以产生一定的影响，但其机制尚未定论。

（二）物理-化学反应
物理-化学反应的发生率和严重性随造影剂剂量的加大而增强，他与造影剂的渗透压、水溶性、电荷和粘稠度有密切关系。

1、渗透压离子性造影剂的渗透压可高达1600-2300mmol/kgH2O，静脉注入后可引起下述一系列损害：（1）内皮细胞和血-脑屏障损害当静脉注入高渗溶液时，如比率为1.5的造影剂，水分从细胞内排出，使内皮细胞发生损害，如内皮细胞发生渗透性皱缩，细胞间紧密结合变为松散、开放，可导致血-脑屏障的破坏，造影剂分子或离子通过毛细血管壁进入血管外神经组织内，对神经细胞发挥直接影响。

毒性作用主要来自造影剂的电荷及化学毒性，但比率3和比率6的造影剂引起血管内皮损伤较小。

（2）红细胞损害高渗透性造影剂使红细胞内水分逸出细胞外，致使红细胞变形、变硬，胞质粘度增加，从而导致红细胞可塑性变小。

（3）肺当大剂量造影剂行静脉团注增强时，造影剂首先到达心脏，接着到达肺。

当注射高渗造影剂时，肺动脉压急剧
升高。

渗透压愈高，导致红细胞僵硬愈明显，促使肺动脉压更高。

这对已有肺动脉高压的病人特别危险，应禁忌静脉注射比率1.5的高渗造影剂。

肺功能不全的病人，为了减少造影剂对肺循环的不良反应，亦应该使用低渗造影剂。

此外，造影剂能激活肺内大量的肥大细胞，释放出组织胺及其他物质，作用于血管而成为产生一些常见不良反应的原因之一（如呕吐、荨麻疹）。

这些不良反应较多出现于静脉内注射，而较少发生于动脉内注射，这是大剂量静脉内注射造影剂宜选用低渗性造影剂的另一个理由。

（4）高血容量注射高渗造影剂后，因渗透作用使细胞外液进入毛细血管内而致血容量增高，数秒钟内血容量可增加10%，甚至15%，并伴红细胞比积（比容）下降，导致心脏负荷增加和每毫升血液的携氧能力降低。

但在数分钟内造影剂分子通过毛细血管壁进入组织液，即可阻止血容量的继续增加。

（5）肾毒性造影剂可诱发肾功能损害，在糖尿病、动脉硬化、骨髓瘤、高血压病和肾疾病等高危病人，血管造影后肾功能衰竭的发生率可高达10%-20%。

造影剂的剂量越大，注射前肾小球滤过率越小，发生造影剂肾损害的危险性越大。

长期糖尿病肾病病人当肾小球滤过率显著降低时，特别容易引起造影剂肾中毒。

其临床表现既可呈一过性血清肌酐升高，以后又恢复正常；也可表现为一过性少尿或无尿，需经
透析才能完全或部分恢复肾功能，有的甚至需长期透析或作肾移植。

也有文献指出，应用钙阻滞剂可减少造影剂引起肾功能不全的危险。

大量的临床试验表明，用比率3的非离子型造影剂代替比率1.5的离子型造影剂，亦可减少肾中毒的危险性。

（6）心脏毒性除液体转移作用外，高渗透性也可发生直接影响。

在选择性冠状动脉造影时，与渗透压不太高的（比率3）或与血浆等渗的（比率6）造影剂比较，高渗造影剂（比率1.5）可引起心脏收缩力明显减弱。

如果只能使用离子型造影剂作冠状动脉造影，则应选用含钠离子、浓度与血浆相同的造影剂，他与只含有葡萄胺盐的造影剂比较，诱发室性纤颤的危险性要低些。

如果在使用非离子型造影剂时，适当添加电解质并用氧气饱和，不良反应有可能进一步减少。

2.亲水性造影剂的亲水性越高，则亲脂性就越低，与血浆蛋白（包括酶类）结合力也就越低，毒性反应尤其是神经系统毒性明显下降。

理想的造影剂应是完全亲水性的。

然而由于碘原子固有的高度疏水性，实际上很难达到。

碘造影剂的水溶性来自阳离子的盐，一般为钠盐或葡胺盐，可形成每毫升含碘400-500mg的溶液。

葡胺盐比钠盐的水溶性更好，但粘稠度较高。

一般来说，极化功能基团可增强水溶性，但较大的侧链可增加粘稠度，而且附着于苯环的羟基虽增加了水溶性，但由于他们的酸性性质，易于体内蛋白质结合，从而
引起中毒。

单体离子型造影剂（如泛影葡胺等）比单体非离子型造影剂（如碘苯六醇、碘普罗胺、碘异酞醇等）的水溶性高，这是由于前者存在离子团。

然而，新近发展的二聚体非离子型造影剂碘曲仑（伊索显），却显示极高的水溶性，这是由于在其侧链上有多达12个羟基所致。

3.电荷离子型造影剂的电荷，可增加体液的传导性，扰乱了电离环境和电解质平衡，影响生物学过程，特别是对神经组织。

使用离子型造影剂有时可诱发癫痫，至少部分归因于电荷的作用。

因而在脊髓造影（椎管造影）时，必须使用无电荷的非离子造影剂。

离子造影剂由电荷所致的另一个不良反应是和钙离子的相互作用，使总钙量被稀释。

因钙离子主要作用于肌电耦合过程，使用离子型造影剂可导致负性肌力作用和低血压。

4.粘稠度是溶质的颗粒形状、数目、电荷以及溶剂粘稠度的函数，对临床耐受性有很大影响。

各种临床应用造影剂的含碘量和粘稠度已成常规化，如CT用的经肾排泄的造影剂，常用每毫升含碘300mg的溶液。

行心脏CT扫描或CT 血管造影时，常用每毫升含碘370mg的溶液，而且具有相对低的粘稠度，以利于大量快速团注。

椎管内注射时，使用较低浓度（170-280mg/ml）。

因为剂量小（10-20ml）、推注慢，高粘稠度不是障碍。

实际上高粘稠度的水溶性脊髓造影
剂可以提供更好的诊断效果。

碘的粘稠度随温度的增加而降低，因此，若需快速注射时，则需相应的加温至与体温相当。

5.化学毒性低渗透性造影剂的一个附加优点是减少了化学毒性，但实际作用中化学反应是复杂的。

化学毒性是造影剂分子和生物学大分子结合，引起它们的功能紊乱的结果。

非离子型造影剂连接有许多亲水的羟基团，均匀的分布于造影剂周围，是造影剂分子中碘原子及脂溶性苯环被有效的屏蔽，增加了非离子型造影剂的水溶性，减少了三碘苯环亲脂区域的裸露，避免其与人体组织接触，降低了造影剂的毒性。

有的非离子型造影剂在苯环侧链上去掉了疏水性甲基团（-CH3），有利于进一步减少毒性，增加安全性。

四、造影剂不良反应的临床表现及其预防与处理
（一）造影剂不良反应的临床表现
造影剂可影响全身各个系统，出现程度不同的各类症状。

通常将造影剂的不良反应分为轻、中、重三类，其主要症状为：a轻度:头痛、头晕，打喷嚏、咳嗽，恶心、呕吐等b中度:全身出现荨麻疹样皮疹，眼睑、面颊、耳垂水肿，胸闷气急，呼吸困难，声音嘶哑，肢体颤动等c重度：面色苍白，四肢青紫，手足厥冷，呼吸困难，手足肌痉挛，血压骤降，心搏骤停，知觉丧失，大小便失禁等。

造影剂不良反应的发生率各家报告不一，但非离子型造影剂的不良反应显著低于离子型者这一点已达成共识。

Katayama等在日本进行造影剂不良反应的调查发现，其发生率离子型（高渗）造影剂为12.66%，而非离子型造影剂为3.13%。

严重和极重不良反应，前者分别为0.22%和0.04%；后者分别为0.04%和0.00%，但两组均各有一例死亡。

SPring 等将1967-1994年美国食品与药品管理局收集到的有关造影剂引起死亡的病例进行分析，发现随着非离子型造影剂的广泛应用，与造影剂有关的死亡例数并未减少。

这说明非离子型造影剂的安全性虽已大为提高，但也绝非安全。

（二）造影剂不良反应的高危因素
大量临床实践表明，某些情况下人群发生造影剂不良反应的几率高于普通人群5-10倍，甚至更高，因此要倍加重视。

这些高危因素包括a有肾功能损害的病人，造影剂注射后余额75%可出现肾功能损害加重；b糖尿病c多发性骨髓瘤d失水状态e各种心脏病病人，特别是心功能不全、冠心病、心律失常及肺动脉高压病人f婴幼儿及高龄病人g虚弱和恶病质病人、长期接收抗癌和激素治疗的病人h有造影剂过敏史的病人i过敏体质和其他药物过敏史者，如哮喘、枯草热、荨麻疹、湿疹病人及对其他药物过敏的病人。

（三）造影剂不良反应的预防
1、询问病史对每一例需增强扫描的病人均应详细询问病史，以了解有无高危因素，以便选用合适的造影剂及预防用药。

2、做碘过敏试验使用离子型造影剂者应先做碘过敏试验，在静脉注射前给予皮质激素及抗组胺药物，以减轻造影剂的不良反应。

一般可在造影前用皮质激素，如地塞米松10mg 静脉注射，亦有的医院将地塞米松与泛影葡胺并用，有的在造影前3天开始，口服泼尼松龙（强的松龙），每天3次，每次50mg。

为了提高预防效果，对于个别高度可疑的高危病人于静脉注入地塞米松前服用抗组胺药H1受体拮抗剂氯苯那敏（扑尔敏）和H2受体拮抗剂西咪替丁（甲氰咪呱）。

3、严格掌握适应症与禁忌症对有高危因素的病人及语言不通者应选用非离子型造影剂，但非离子型造影剂并非绝对安全，故使用时亦应注意观察，不能麻痹大意，严格控制造影剂用量，掌握注射速度，不应追、求高浓度、大剂量和快速度。

4、密切观察反应注射造影剂时应密切观察病人反应，一旦出现不良反应，应立即停止注射，并保留血管内针头或导管。

5、做好急救准备工作检查室应备有急救设备与药物，如血压计、氧气、地塞米松、氢化可的松、肾上腺素、间羟胺、多巴胺、苯海拉明等。

掌握常用急救方法，如人工呼吸、体外心脏按摩和应用急救药物的剂量与方法。

根据造影剂不良反应的轻重程度和表现，立即进行治疗或抢救。

（四）造影剂不良反应的处理
1、轻度不良反应应使病人安静，密切观察，症状明显
者服用抗组胺药物，以防进一步发展。

2、中、重度不良反应应积极进行对症处理。

常见中、重度不良反应的主要治疗措施是：
（1）全身性荨麻疹和（或）血管神经性水肿a肾上腺素0.5mg，皮下注射b苯海拉明50mg，肌内注射c喉头水肿者，加用异丙嗪25-50mg，肌内注射d地塞米松10-20mg，静脉注射e吸氧
（2）喉头支气管痉挛a肾上腺素0.5-1.0mg，皮下或肌内注射b地塞米松10-20mg，静脉注射c氨茶碱0.5-1.5mg，置于等渗氯化钠溶液或葡萄糖溶液2000-4000ml中静脉滴注d异丙嗪25mg，肌内注射e给氧
（3）休克（过敏性休克）a肾上腺素0.5-1.0mg，皮下、肌内或浅静脉注射b氢化可的松200-400mg，静脉滴注c异丙嗪25-50mg，肌内或静脉注射，或应用其他抗组胺药d补充血容量e血压降低为主者，静脉注射去甲肾上腺素0.5-1.0mg,或用去甲肾上腺素（新福林）、多巴胺、间羟胺等f给痒。

经上述初步处理的同时应迅速与有关科室联系，以便做进一步积极处理或准备转科治疗，以防危及病人生命。