Datortomografi - individualiserad kontrastmedelsdosering relativ njurfunktion (GFR), kroppsvikt och kilovolt

Ulf Nyman 2008-02-16 1(20) Datortomografi - individualiserad kontrastmedelsdosering relativ njurfunktion (GFR), kroppsvikt och kilovolt Ulf Nyman, Lasarettet Trelleborg (ulf.nyman@skane.se) Mattias Kristiansson (mattias.kristiansson@gmail.com) Icke-joniskt monomeriskt jodkontrastmedel Glomerulusfiltration OH OH Glomerulus Proximal tubulus OH II CONHCH 2 CHCH 2 II OH CH 2 CHCH 2 N OH CO CH 3 II CONHCH 2 CHCH 2 OH Distal tubulus Henles slynga Datortomografi av lungembolier Akut tubulär nekros Normal njure

Ulf Nyman 2008-02-16 2(20) Introduktion A.D. 2007 såldes cirka 32 ton kontrastmedel, varav 15 ton i form av jod, motsvarande nästan 500 000 undersökningar à 30 gram jod (100 ml 300 mg I/mL)] i Sverige, en ökning med 86% sedan 1995. Datortomografi (CT, eng. computed tomography) stod för omkring 300 000 av dessa undersökningar. Kontrastmedelsinducerad nefropati (KMN) är ett välkänt fenomen som ffa. drabbar patienter med nedsatt njurfunktion (GFR <60 ml/min) speciellt i kombination med andra riskfaktorer som dehydrering, hypotension, diabetes mellitus och hjärtinkompensation (NYHA III/IV*) (1). Risken för KMN är också direkt relaterad till kontrastmedelsdos och antalet riskfaktorer. Risken för KMN ökar exponentiellt med sjunkande njurfunktion, ökande dos och antalet riskfaktorer (Figur 1A och B). *Klassifikation enligt New York Heart Association, se http://www.sos.se/fulltext/9800062/n4f4_2.htm Figur 1A. Frekvens av kontrastmedelsinducerad nefropati (= CIN = contrast medium induced nephropathy) i form av kreatininstegring >44,2 μmol/l i relation till skattad glomerulär filtration vid datortomografi med 35-52 gram jod (100-150 ml, 350 mg I/mL). Från Bassignani et al. RSNA 2007, p. 627 (abstrakt SST06-06) Creatinine rise >44 umol/l 35% 32% 30% 25% 21% 20% 15% 13% 10% 6,6% 5% 3,0% 2,2% 1,2% 0% 0-15 15-30 30-45 45-60 60-75 75-90 >90 Glomerular filtration rate (ml/min/1.73 m2)

Ulf Nyman 2008-02-16 3(20) Figur 1B. Frekvens av KMN (= CIN = contrast medium induced nephropathy) i form av kreatininstegring >44,2 μmol/l eller 25% alternativ KMN som kräver dialysbehandling i relation tillantalet riskfaktorer vid perkutana coronarinterventioner PCI). KMN - antal risk faktorer CIN frequency Marenzi et al. Rich et al. Freeman et al. 100 90 80 CIN >44.2 umol/l or 25% s-cr rise 70 60 50 40 30 CIN requiring dialysis 20 10 0 0 1 2 3 4 5 Number of risk factors Hög dos Nedsatt njurfunktion Diabetes Dehydrering Hjärtinkompensation Chock Grav anemi/hypoxi Nephrotoxiska läkemedel Njurfunktion bedöms rutinmässig med plasma (serum) kreatinin, som har en rad nackdelar (se nedan) och ofta krävs >50% reduktion av den glomerulära filtrationen (GFR, eng. glomerular filtration rate) innan p-kreatinin stiger. Det gäller inte minst gamla patienter; 50% av patienter över 70 år kan ha nedsatt njurfunktion trots normalt p-kreatinin. Exempel på fallgropar vid värdering av njurfunktion med p-kreatinin (2) Falskt för låga p-kr i förhållande till njurfunktionen, som då överskattas, kan orsakas av/ses hos: reducerad muskelmassa: normalt åldrande, malnutrition, muskelsjukdomar/-atrofi (para-/tetraplegi, muskeldystrofi, ALS), amputation, långvarig behandling med corticosteroider, etc. vegetarianer leverinsufficiens-cirrhos, reducerad produktion av kreatin (prekursorn till kreatinin bildas i levern) akut nedsättning av njurfunktionen (t.ex. hypotension), tar tid för p-kreatinin att adaptera sig till ny nivå läkemedel/substanser som interfererar negativt med mätmetoderna: hyperglykemi [enzymatisk torrkemimetod baserad på kreatinin iminohydrolas (deaminas)] Falskt för höga p-kr i förhållande till njurfunktionen, som då underskattas, kan orsakas av/ses vid: muskelbyggare, anabola steroider, intag av kreatinsupplement, hög köttkonsumtion köttrik måltid läkemedel/substanser som interferar positivt med mätmetoderna: o Jaffe-metod; icke-kreatinin kromogener som orsak till falskt för höga värden: cefalosporiner, hyperglykemi, ketoner (diabetisk ketoacidos), urinsyra o enzymatisk iminohydrolas-metod: flucytosin Graviditet leder till hyperfiltration med höga GFR och lägre p-kreatinin varför ett kreatininvärde vid övre normalgränsen hos dessa unga individer måste tas som intäkt för njursjukdom. Formler för skattning av GFR baserade på bl.a. vikt kan överskatta GFR hos adipösa (BMI >30) och ödematösa patienter och gravida då vikten i dessa fall överskattar muskelmassan (se nedan).

Ulf Nyman 2008-02-16 4(20) Plasma-kreatinin, GFR och muskelmassa Kreatinin är en slaggprodukt från muskelmetabolismen. P-kreatinin är alltså förutom njurfunktion beroende av individens muskelmassa. Två personer kan ha samma njurfunktion (GFR) men vitt skilda kreatininvärden beroende på olika muskelmassa (Figur 2). Figur 2. För samma GFR (120 ml/min) kan en individ med liten muskelmassa ha ett p-kreatinin på 50 μmol/l och medan en individ med stor muskelmassa kan ha120 μmol/l. For the same GFR, the p-creatinine p value is determined by muscle mass! GFR 120 ml/min 50 μmol/l 120 Muskelmassa är relaterad till vikt, ålder (muskelmassan halveras från 20 till 80 års ålder), kön (män har vanligtvis mer muskelmassa än kvinnor) och ras (svarta har mer muskelmassa än vita). Man bör därför ta för vana att alltid skatta GFR med hjälp av formler baserade på p-kreatinin, vikt, ålder och kön. En vanlig sådan formel är Cockcroft-Gault: 1,23*[140 - ålder (år)*vikt (kg)/p-kreatinin (μmol/l)]*0,85 (om kvinna). Formeln överskattar lätt njurfunktionen hos överviktiga personer (BMI>30; Figur 3) eller utbredda ödem, eftersom vikten då inte motsvarar muskelmassan.

Ulf Nyman 2008-02-16 5(20) Figur 3. GFR kommer att överskattas hos den högra individen på bilden då vikten till stor del beror av fettvävnad som inte bidrar till kreatininproduktionen. GFR-overestimation - *(140 *(140-age)* age)*weight/pcr Detta kan kompenseras genom att istället för verklig vikt lägga in en s.k. fettfri viktparametrar (t.ex. lean body mass eller idealvikt) som kan beräknas från vikt och/eller längd, t.ex.: Idealvikt kvinnor: 45,5 + {2,3*[längd/2,54 (cm) 60]} män: 50,0 + {2,3*[längd/2,54 (cm) 60]} Skattning av GFR byggt på Cockcroft-Gaults formel kan enkelt göras med hjälp av datorprogrammet OmniVis (rekvireras gratis från GE Healthcare). Den nya versionen (2.0) är baserad på en variant av idealvikt, dvs. programmet väljer alltid lägsta vikt av individens uppmätta eller idealvikt. Det har visat sig ge bättre skattning av GFR (3) när man använder den nya standardiseringen för analys av p-kreatinin med rekommenderade normalvärdena enligt Nordic Reference Interval Project (NORIP, http://www.furst.no/norip/; övre gränsvärde för män 100 μmol/l och kvinnor 90 μmol/l) (4, 5). Det är emellertid viktigt att också titta på patienten för att se om den verkliga vikten, när den överstiger idealvikten, avspeglar muskelmassa eller fettvävnad. Om den verkliga vikten ffa representerar muskelmassa skall naturligtvis denna viktfaktor användas i formeln genom att kryssa i nej-rutan vid längd (Figur 4). När den verkliga vikten är lägre än idealvikten torde idealvikten överskatta muskelmassan (Figur 5). Trots användandet av GFRformler kan felskattningen av njurfunktionen vara betydande (Figur 6). Vanligtvis ligger 80% av skattningarna inom en felmarginal på ±30% av uppmätt GFR och 95% inom ±50%.

Ulf Nyman 2008-02-16 6(20) Figur 4. Exempel på skattning av GFR med aktuell (verklig) vikt och idealvikt hos en överviktig person. Vänstra bilden: Skattning av GFR baserad Cockcroft-Gault med aktuell vikt (85 kg) resulterar i ett GFR på 55 ml/min, sannolikt överskattning då vikten i relation till aktuell längd och ålder tyder på adipositas. Högra bilden: Baserat på längdfaktorn 160 cm beräknas en idealvikt på 52 kg, vilken understiger aktuell vikt och därför används Cockcroft- Gault med IBW ( ideal body weight ). GFR skattas nu till 38 ml/min. Figur 5. Skattning av GFR med verklig vikt <idealvikt: Vänstra bilden: Samma som Figur 4 men skattningen baseras nu på aktuell vikt då den understiger idealvikten (IBW) och torde därför bättre motsvara individens muskelmassa. Högra bilden: Längdmätare & våg på CT-lab.

Ulf Nyman 2008-02-16 7(20) Figur 6. Procentuell felskattning av GFR baserad på adjusted body weight (lägsta vikt av verklig och idealvikt). Dock befinner sig 80% av skattningarna inom ±30% av uppmätt GFR (iohexol-clearance), vilket anses som acceptabelt enligt National Kidney Foundation (6). Median bias -5% +4% -2% -9% -7% -20% Skilj på absolut och relativt GFR! Vid dosering av läkemedel skall GFR uttryckas i absolut värde (ml/min), vilket Cockcroft-Gaults formel gör, och inte som är vanligt förekommande relativt kroppsyta (1,73 m 2 ) när t.ex. den s.k. MDRD-formeln används eller GFR mäts med olika clearance-metoder. Om GFR uttrycks relativt kroppsyta kommer små individer att få ett GFR-värde som om de hade kroppsytan 1,73 m 2 vilket leder till överskattning av deras verkliga njurfunktion och därmed risk för överdosering (Tabell 1). En liten person behöver dessutom inte lika mycket kontrastmedel som en stor individ för samma uppladdning (se nedan). För en stor individ råder det motsatta, den verkliga njurfunktion underskattas och underdosering riskeras samtidigt som vederbörande kräver högre dos för samma kontrastförstärkning. Tabell 1. Relativt och absolut GFR [kroppsyta beräknad enligt DuBois & DuBois 1916 [vikt (kg) 0,425 *längd (cm) 0,725 *0,007184] Längd (cm) Vikt (kg) Kroppsyta (m 2 ) GFR relativt (ml/min/ 1,73 m 2 ) GFR absolut (ml/min) 140 40 1,24 50 36 150 50 1,43 50 41 160 70 1,73 50 50 180 80 2,00 50 58 200 90 2,27 50 65

Ulf Nyman 2008-02-16 8(20) Relativt GFR används för att bedöma om individens njurfunktion i förhållanden till kroppsstorleken är normal eller patologisk och för gradering av njurfunktionsnedsättningen. Små individer har som regel lägre GFR än större. Genom att normalisera absolutvärdet av GFR till kroppsyta (absolutvärde*1,73/beräknad kroppsyta) kan man bedöma om njurfunktionen hos t.ex. en liten individ är normal eller inte för hans/hennes storlek. Gradering av njurfunktion vid kronisk njursjukdom enligt National Kidney Foundation [6] Lätt nedsatt 60-89 ml/min/1,73 m 2 Måttlig nedsatt 30-59 ml/min/1,73 m 2 Kraftig nedsatt 15-29 ml/min/1,73 m 2 Njurinsufficiens/uremi <15 ml/min/1,73 m 2 Dosering relativt GFR Litteraturstudier stärker antagandet, att dosen i gram jod bör understiga det numeriska värdet av GFR i ml/min med så stor marginal som möjligt för att undvika allvarliga njurskador på patienter med GFR <50 ml/min (7-10). Kvoten mellan dosen i gram jod och GFR (gram jod/gfr ratio) (11) bör alltså vara <1 (Figur 7, 8). Sannolikt ökar risken för KMN exponentiellt med sjunkande njurfunktion. Det gör att en individ med GFR >50 ml/min sannolikt tål joddoser som överstiger värdet av GFR (ratio>1). Vid CT på patienter med ett skattat GFR på 30-45 ml/min kan man därför bli tvungen att avsevärt reducera de vanligt använda kontrastmedelsdoserna på 30-45 gram jod (100-150 ml 300 mg jod/ml). När GFR närmar sig 30 ml/min (kraftig njurfunktionsnedsättning!) bör man i första hand utföra CT utan kontrastmedel och därefter ta ställning till behovet av kontrastmedel eller använda alternativ teknik som t.ex. ultraljud eller MR. Figur 7. Procentuell risk för kreatininstegring relativt gram-jod/gfr ratio vid coronarangiografi/pci (9). 60 Contrast medium induced nephropathy (>44 umol/l or >25% rise) Percent 50 40 30 20 y = 17,201x - 6,7856 R 2 = 0,8194 R=0,9052 10 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Ratio iodine dose/gfr (ml/min)

Ulf Nyman 2008-02-16 9(20) Figur 8. Procentuell risk för dialyskrävande njurskada vid gram-jod/gfr ratio = 1 av lågosmlära kontrastmedel enligt McCulloughs formel (9). 40% 30% 20% 10% 0% 45 35 25 15 5 Estimated GFR (ml/min) Röd kurva: patienter med diabetes mellitus. Blå kurva: patienter utan diabetes mellitus. Datortomografi utan kontrastmedel CT utan kontrastmedel kan med fördel användas på riskpatienter vid rutinmässiga buk- och thoraxundersökningar inklusive akut buk. Efter analys av bilderna får man ta ställning till om kontrastmedel behövs eller annan teknik skall användas för vidare utredning om så krävs. Patienter som kommer på misstanke rupturerat aortaaneurysm har varit i, är i eller kommer att utveckla chock och sannolikt genomgå ett omfattande kärlkirurgiskt ingrepp. De utgör alltså en mycket hög risk för KMN. Diagnostik eller uteslutande av rupturerat aortaaneurysm (ej att förväxla med aortadissektion, vilket remittenterna inte sällan gör) kräver ej kontrastmedel och bör därför primärt undvikas. Föreligger ruptur skall patienten i de flesta fall opereras direkt. Kontrastmedel kan vara indicerat om endovaskulär behandling planeras. Föreligger ingen ruptur får man ta ställning till om kontrastmedel behövs för annan differentialdiagnostik. Dosering per kg kroppsvikt Krävs kontrastmedel på en riskpatient, kan dosen många gånger reduceras genom att dosera i relation till kroppsvikten. Exempel: Om standarddoser på 100-150 ml 300 mg jod/ml (30-45 gram jod) används vid CT av buken eller på misstanke aortadissektion och lungembolism anses tillräcklig hos en person på 90 kg, motsvarar det en dos på c:a 0,3-0,5 gram jod/kg. Om 0,3-0,5 gram jod/kg appliceras på en 80-årig

Ulf Nyman 2008-02-16 10(20) kvinna, 50 kg och med ett p-kreatinin på 100 μmol/l [GFR 30 ml/min = (140-80)*50/100], kan den totala dosen halveras till 15-25 gram jod och med marginal understiga den kritiska gränsen på 30 gram jod (gram-jod/gfr ratio = 0,5-0,75). Kontrastmedelsuppladdning i blodkärl Kontrastmedel fördelar sig i det extracellulära rummet intravaskulärt (plasma) och extravaskulärt (interstitiet). Fettvävnad bidrar minimalt till det extracellulära rummets storlek, dvs. minimalt med kontrastmedel tas upp i fettvävnad. Kontrastförstärkningen i blodet är beroende av blodvolym och blodflöde (cardiac output) (12). Blodvolymen är i sin tur relaterad till kroppsvikten. Dosering per kg kroppsvikt (t.ex. 400 mg I/kg) kombinerat med konstant injektionstid (t.ex. 16 sek) resulterar i en konstant doshastighet, dvs. alla patienter får samma mängd gram jod per volymenhet blod per tidsenhet; 25 mg I/kg/sek i detta exempel. Kärluppladdningen kommer då i princip bli densamma för alla patienter oberoende av kroppsvikt (Figur 9) (13, 14). En vanlig doshastighet för bra kontrastförstärkning vid CT i artärfas inkl. angiografier är just 25 mg jod/kg/sekund. Figur 9. Uppladdning i aorta vid konstant injektionshastighet (höger diagram) jämfört med konstant injektionstid (vänster diagram) (13). Aortic peak enhancement Fixed injection rate 4 ml/sec 500 mg I/kg (300 mg I/ml) Fixed injection time 25 s, 20 mg I/kg/s 15 mg I/kg/s 30 mg I/kg/s Awai et al. Radiology 2004;230:142-150. 150. OmniJekt För att kunna dosera på detta sätt krävs att man har ett datorprogram som kan räkna ut kontrastmedelsvolym och injektionshastighet anpassad till aktuell dosering per kg kroppsvikt, kontrastmedelskoncentration och patientvikt. I OmniVis 2.0 finns programmet OmniJekt, som är

Ulf Nyman 2008-02-16 11(20) lätt att programmera för detta ändamål. Det kan vara lämpligt att lägga in en maximal vikt, t.ex. 80 kg om man antar att vikt ovan 80 kg vanligtvis utgörs att fettvävnad vilket inte bidrar till en ökad blodvolym. Den variation i kärluppladdning som ändå uppkommer mellan olika patienter (Figur 9) beror till stor del på skillnader i cardiac output (hjärtats pumpförmåga). Ju sämre hjärtfunktion, desto mindre blir återflödet av venöst blod från nedre kroppshalvan med minskad utspädningseffekt av kontrastmedlet i höger förmak. Härigenom förstärks uppladdningen i blodet (Figur 10) och den blir inte sällan onödigt hög. Detta är till stor fördel hos äldre patienter, som inte sällan har både nedsatt njur- och hjärtfunktion. Dessa patienter kräver alltså mindre kontrastmedel än hjärtfriska för samma uppladdning samtidigt som nedsatt hjärtfunktion i sig är en riskfaktor för KMN. Tyvärr har vi små möjligheter att mäta cardiac output före undersökningarna i den vardagliga rutinen, men med hjälp av anamnes, inkompensationsbild och/eller hjärtförstoring på topo-/scanogram eller lungröntgen kan vi åtminstone göra en semikvantitativ bedömning. Eftersom hjärtinkompensation är en vanlig differentialdiagnos till akut lungembolism och samtidigt en riskfaktor för KMN kan det vara lämpligt att alltid ta en lungröntgen före CT på denna frågeställning. Föreligger en tydlig inkompensationsbild bör tillståndet primärt behandlas (ev. under skydd av lågmolekylärt heparin), avvakta terapisvaret och ta därefter förnyad ställning till om CT skall utföras. Cardiac output Yngre individer inklusive gravida har inte sällan hyperkinetisk cirkulation med högt cardiac output. Det höga återflödet av icke kontrastförstärkt blod från nedre kroppshalvan kan då orsaka utspädning av kontrastmedlet i höger förmak och bristande kärluppladdning. Man bör därför rutinmässigt öka kontrastmedelsdos och doshastighet (mg I/kg/s) vid t.ex. lungemboli-ct på dessa individer (Tabell 3). På individer med hög hjärtfrekvens kan man också överväga β-blockerare för att normalisera hjärtfrekvensen och dämpa cardiac output (Figur 11). Vid bukundersökningar kan ett lågt cardiac output avsevärt fördröja uppladdningen i levern, varför dessa undersökningar bör utföras med bolus-tracking (Tabell 3). Figur 10. Cardiac output och kontrastförstärkning i aorta på gris (15). Figur 11. Exempel på dosering av β-blockerare Seloken β-blockare ej till astmapatienter. 1 mg i.v. 1 minut, kan upprepas med 5 min intervall till högst 5 mg, alternativt 50 mg per os, avvakta 30-60 minuter Isoptin alternativ till astmapatienter 5 mg i.v. under 2-32 3 minuter 80 mg per os Kontrollera att hjärtfrekvensen normaliseras

Ulf Nyman 2008-02-16 12(20) Kontrastmedelsuppladdning i parenkym I parenkymatösa organ beror kontrastförstärkningen framför allt på storleken av Figur 12. Uppladdning i aorta och lever som funktion av injektionshastighet (16). dess interstitiella rum och i betydligt mindre grad av blodflödet. Typexemplet på detta är uppladdning i levern. Det interstitiella rummets storlek är relaterad till kroppsvikt. Eftersom uppladdningen är tämligen oberoende av blodflödet så blir den också oberoende av injektionshastigheten så länge den är >2,5 ml/sek (Figur 12). Det betyder att injektionshastigheten kan vara konstant (c:a 3 ml/sek) om man bara undersöker levern/buken i parenkymfas, dvs. c:a 60-90 sekunder efter injektionens start. En vanlig rekommenderad kontrastmedelsdos för leverdiagnostik är 500 mg jod/kg (max 80 kg). För diagnostik av förändringar i njuren, som koncentrerar kontrastmedlen, nöjer vi oss med en något lägre dos, 400 mg jod/kg (max 80 kg). Vill man däremot också undersöka ett bukorgan i artärfas (hypervaskulariserade levertumörer, pankreastumörer, njurtumörer) blir man beroende av blodflödet och bör då ha ett program med konstant injektionstid anpassad till en doshastighet på c:a 25 mg jod/kg/sek. 80 kilovolts-ct och reduktion av kontrastmedelsdos CT utförs vanligtvis med 120-140 kv:s rörspänning (120 eller 140 anger den maximala fotonenergin, dvs. 120 respektive kev), vilket resulterar i ett röntgenspektrum som inte är optimalt för jodatomernas attenuering av fotoner (Figur 13). Jämför med urografi/angiografi där man eftersträvar 60-80 kv. Moderna CT-utrustningar kan också ställas in på 80 kv. Vid 120 kv resulterar 1 mg jod/ml i en kontrastförstärkning på cirka 25 HU, medan man vid 80 kv får ut 40 HU per mg jod/ml. Vid 80 kv kan man alltså reducera kontrastmedelsdosen med c:a en faktor 1,6 (40/25 HU) med bibehållen kontratsmedelsuppladdning jämfört med 120 kv och därmed minska risken för KMN. Samtidigt minskar dock stråldosen till detektorerna med en faktor fyra 1, vilket leder till att bruset dubbleras 2. För att signal(kontrast)-bruskvoten (Figur 14) skall förbli konstant måste alltså rörladdningen öka med en faktor fyra 3. Detta kommer i sin tur leda till att stråldosen till patienten ökar med c:a 50% 4.

Ulf Nyman 2008-02-16 13(20) Risken med ökad stråldos måste dock anses som berättigad för att i möjligaste mån undvika KMN hos en patient med nedsatt njurfunktion. Brusnivån vid t.ex. lungembolifrågeställning bör helst ligga kring 20-25 HU [en standardavvikelse (SD) från uppmätt medelvärde av tätheten i kärlet (Figur 14)]. Standardavvikelsen brukar anges när man mäter tätheten med en s.k. region of interest (ROI): 320±20 HU, där 320 är medelvärde och 20 är 1 SD, vilket betyder att 68% av pixlarnas värde varierar mellan 300-340 HU. 1. Strålintensiteten till detektorerna varierar grovt med kvoten mellan två rörspänningar upphöjt till 3,5; i detta fall (120/80) 3,5 = 4,13; ju lägre kv desto lägre strålintensitet. 2. Bruset är omvänt proportionellt mot kvadraten av stråldosen: brus 1/ dos. 3. Rörladdningen (mas) är direkt proportionell mot stråldosen. 4. Den effektiva stråldosen till patienten varierar approximativt med kvoten mellan två rörspänningar upphöjt till 2,5; i detta fall reduceras stråldosen primärt med en faktor 2,76 = (120/80) 2,5 när man går från 120 till 80 kv. När sedan rörladdningen ökas med en faktor 4,13 för att hålla brusnivån konstant ökar alltså stråldosen med 4,13/2,76 = 1,5, dvs. en ökning med 50%. Figur 13. Röntgenstrålspektra vid olika kilovolt och utrustningar. Attenueringsförmågan av jod illustreras av den röda linjen och är maximal vid K-kanten (33,2 kev). 60 kvp (Angio) 80 kvp (CT) 140 kvp (CT) 1,0 Relative no of photons and relative mass attenuation coefficient 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 20 40 60 80 100 120 Photon energy (kev) Lungemboli-CT och 80 kv. Vi har undersökt över 30 patienter med nedsatt njurfunktion (GFR 12-49 ml/min) på frågeställningen lungemboli med god erfarenhet av 80 kv-teknik med 16-kanalsdetektor CT (17). Kontrastmedelsdosen var 200 mg jod/kg (en reduktion med en faktor 1,6 från 320 mg jod/kg som

Ulf Nyman 2008-02-16 14(20) används vid 120 kv) och injektionstiden 15 sekunder. Automatiskt scan-start med 5 sekunders fördröjning användes. Vid 120 kv använde vi pitch 1 1, 16*1,5 mm kollimering 2 och 100 i effektiv quality reference mas 3 (Siemens Care Dose 4D). Det ger en skan-tid på c:a 5 sekunder av området från 2 cm ovan arcus aorta till hjärtbasen. 1. Pitch = bordsförflyttning per varv/nominell kollimering; kan variera mellan 0,5-2,0; exempel: 12 mm förflyttning per varv/24 mm nominell kollimering (16*1,5) = pitch 0,5. 2. Nominell kollimering = antal detektorkanaler*bredden som varje enskild kanal täcker mitt i patienten (scancentrum); t.ex. 16*1,5 mm = 24 mm nominell kollimering. 3. Effektiv rörladdning (mas) = ma*rotationstid per varv/pitch; alltså den rörladdning som varje snitt i kroppen erhåller vilket bestämmer brusnivån; Exempel: Inställd 100 mas med två rotationsvarv utan bordsförflyttning eller med bordsförflyttning och pitch 0,5 ger effektivt 200 mas; vid pitch 2 blir den effektiva mas:en 50. Figur 14. 80 kv:s lungemboli-ct. Vänstra bilden: Lungemboli i vänster ovanlobsartär. För en högattenuerande emboli (70 HU) kan i detta fall kontrast-brus-kvoten beräknas till [7,4 = 300-70 HU)/31 (1standardavvikelse=Std.avv)]. Kontrast-brus-kvoten bör vara >5. Högra bilden: Liten axialträffad emboli i en segmentartär i höger underlob. Vid 80 kv måste som tidigare omtalats rörladdningen (mas) ökas med en faktor fyra. Eftersom röntgenröret i vår CT maximalt kan ge 380 ma vid 80 kv blir alltså högsta möjliga effektiv rörladdning 190 mas med rotationstid 0,5 sek/varv och pitch 1 (380 ma*0,5 sek/pitch 1). För att öka den effektiva rörladdningen till rätt nivå måste pitchfaktorn minskas till 0,75 eller 0,5, det sistnämnda ger då maximala 380 effektiv mas (380 ma*0,5 sek/pitch 0,5). Undersökningstiden ökar till 8-10 sekunder. Man kan visserligen öka den effektiva mas:en ytterligare genom att öka rotationstiden, men då ökar också undersökningstiden och det kan kräva ökad kontrastmedelsdos vilket motverkar vårt syfte att minimera kontrastmedelsdosen. Vid 80 kv har våra kontrastmedelsdoser varierat mellan 6-16 gram jod och medeluppladdningen blev 350 HU, detsamma som i en nyligen publicerad artikel där man injicerat totalt 42 gram jod (120 ml 350 mg

Ulf Nyman 2008-02-16 15(20) I/mL) på 35 sekunder trots att man använt med en 16-kanalsdetektor CT med en scantid på 5-10 sekunder av thorax (18). Samtliga våra undersökningar har varit av diagnostisk kvalité (Figur 13) och ingen patient har utvecklat någon allvarlig njurskada. 80-kVs teknik lämpar sig framför allt på patienter under 80 kg. För att förenkla rutinerna vid 80 kv:s lungemboli-ct och inte riskera alltför hög brusnivå har vi nu infört ett skan-protokoll inställt på 350 effektiv mas (pitch 0,5, rotationstid 0,5 sek) till alla patienter och med dosautomatik endast i X-Y led (Siemens Care Dose). Modernare CT-utrustningar med nya typer av röntgenrör torde kunna ge ännu högre effektiv mas. 80 kv och bukundersökningar 80 kv kan också användas vid bukundersökningar för att reducera kontrastmedelsdosen på patienter med nedsatt njurfunktion. Undersökning av buken kräver högre mas-tal jämfört med thorax för samma brusnivå och då kan 350 effektiv mas som vid lungemboli-ct vara för lågt. Eftersom många bukundersökningar inte är kritiskt beroende av att man anpassar injektionstid till skan-tid (undantag angio-undersökningar), kan man öka rotationstiden till 1-1,5 sekund för att kunna ge tillräckligt högt effektivt mas-tal för adekvat brusnivå. Med vår CT-utrustning, som maximalt kan ge en rörström på 380 ma, skulle man med pitch 0,5 och rotationstid 1,5 sekunder kunna åstadkomma 1140 i effektiv mas. Doseringsscheman Doseringsscheman i relation till kg kroppsvikt och skan-tid vid kärlundersökningar måste anpassas till aktuell indikation och datortomograf (Tabell 2, 3). Enligt vår erfarenhet är t.ex. 300 mg jod/kg med 12 sekunders injektionstid (25 mg I/kg/s) lämpligt på de flesta patienter med GFR >50 ml/min vid misstanke lungemboli med 16-kanalsdetektor CT. Automatiskt scan-start (Care Bolus, Smart Prep, Bolus Pro Ultra, etc.) används med 5 sekunders fördröjning av scan-starten sedan kontrastmedelsbolusen anlänt till a pulmonalis. Tabell 2 Exempel med fast injektionstid och dosering/kg (80 och 50 kg) vid lungemboli-ct beroende av CT-utrustningens skan-tid. Scan-tid Inj-tid Konc Dos/kg Dos/sek Vikt Volym Inj-hast Dos sek mg I/mL mg I/kg mg I/kg/s kg ml ml/s gram jod <8 12 300 300 25 80 80 6,3 24 15 16 300 400 25 80 107 6,3 32 20 20 300 500 25 80 133 6,3 40 <8 12 300 300 25 50 50 3,9 15 15 16 300 400 25 50 67 3,9 20 20 20 300 500 25 50 83 3,9 25

Ulf Nyman 2008-02-16 16(20) Tabell 3. Injektionsparametrar för Siemens Somatom Sensation 16 vid Lasarettet Trelleborg 080216 (samtliga kontrastmedelsprotokoll i OmniJekt använder en maximal dosvikt på 80 kg). Samtliga program anpassade för 120 kv om inget annat anges. Indikation Kollimering (mm) Effektiv Pitch Milligram mas A jod/kg Injektionstid (sek) Milligram jod/kg /sek Bolus tracking Fördröj -ning, (sek) Thorax 16x1,5 70 1 300 25 12 Nej 25 1 Thorax + buk 16x1,5 Thorax + buk 80 kv 70 thorax 120 buk 350 thor Se buk 1 500 30 17 Nej 30 1, 35 2 Lungemboli (LE) >50 år 16x1,5 100 1 300 12 25 A pulm 5 3 LE <50 år, gravida 16x1,5 100 1 500 17 29 A pulm 10 3 LE 80 kv 16x1,5 350 B 0,5 150 12 13 A pulm 5 3 LE + aortadissektion 16x1,5 100 1 400 16 25 Arcus aorta Buk rutin 16x1,5 120 1 500 30* 17 Aorta 50 3 Buk rutin 80 kv 16x1,5 350-700 C 1 300 30* 10 Aorta 50 3 Levertumör; enfas hypovaskulariserade D 16x1,5 150 1 500 30* 17 Aorta 50 1 Levertumör tvåfas 16x1,5 150 1 500 25 20 Aorta 20 3, 45 4 hypervaskulariserade E (19) Pankreas trefas (tumörstaging, endokrin tumör) (20, 21) 16x1,5 150 1 500 25 20 Aorta 5 3 5 3, 15 4 20 5 Njure parenkymfas 16x1,5 120 1 400 30* 13 Aorta 100 3 Njure trefas (tumörstaging) 16x1,5 120 1 400 20 20 Aorta Aorta/bukangio 16x0,75 200 1 400 15 27 Aorta 5 3 15 3, 90 4, 120 5 Aorta Aorto-cervikal 16x1,5 120 1 300 12 25 3 3 ascend Carotis Cerebral angiografi 16x0,75 140? 300 12 25 3 3 el. titta A. Inställd Quality reference effektiv mas för dosautomatik (Siemens Care Dose 4D i X,Y,Z-led) vid 120 kv om inte annat anges. B Vid 80 kv:s lungemboli-ct används 350 effektiv mas med dosautomatik bara i X-Y planet (Care Dose) och pitch 0,5 till alla patienter. Maximal rörström för vår utrustning vid 80 kv är 380 ma; 350 effektiv mas = 380 ma*0,5 s rotationstid per varv dividerat med pitch 0,5. C. Vid 80 kv måste den effektiva mas:en anpassas till patientens storlek; t.ex. 350 effektiv mas <70 kg och därefter stigande mas för >70-90 kg. D. Hypovaskulariserade metastaser, t.ex. colon, lunga och pankreas. E. Hepatom, venös malformation ("hemangiom"), adenom, FNH, carcinoid, metastaser från njure, endokrina tumörer, mammae, melanom och sarkom. * Alternativt 3 ml/sek 1. Efter injektionsstart, 2. Efter thorax, 3. Efter bolus-tracking, 4. Efter artärfas, 5. Efter parenkymfas.

Ulf Nyman 2008-02-16 17(20) En nackdel med korta skan- och injektionstider vid lungemboli-ct är att kontrastmedlet inte hinner över i aorta hos patienter med lågt cardiac output vilket kan göra det svårt att bedöma differentialdiagnostiska åkommor som aortadissektioner. Det gäller inte sällan gamla patienter med nedsatt njurfunktion där vi primärt använder 80 kv. Vi har därför infört som rutin att alltid undersöka dessa patienter med en extra serie av thorax som utförs med 10 sekunders fördröjning efter den första serien. Venflon och flödeshastigheter Även vid injektionshastigheter på 5-6 ml/sekund tål en rosa venflon det tryck som genereras vid dessa flödeshastigheter. Skulle den inte tåla trycket är det alltid ventilen som ger vika med kontrastmedelsläkage till rummet. Helst bör man använda en grön venflon vid injektionshastigheter över 5 ml/sekund. Höga injektionshastigheter kräver framför allt att venflonen placeras i en adekvat ven i armbågsvecket. Andningsläge Inflödet av blod från nedre kroppshalvan till höger förmak förstärks vid djup inandning (negativt intrathorakalt tryck) med reduktion av kärluppladdningen under en del av artärfasen. Vid t.ex, lungemboli-ct kan uppladdning initialt vara adekvat apikalt (kranio-kaudal skan-riktning) för att därefter vara avta pga. utspädning av kontrastmedlet inom den mellersta delen av thorax och sedan återigen tillta basalt i thorax. CT på misstanke lungembolism bör därför utföras på kommandot håll andan eller i vilo-expirationsläge ( andas in, släpp ut luften och håll andan ). Enligt samma resonemang bör CT-angiografier, vare sig det gäller hjärna eller buk, rutinmässigt utföras i expirationsläge, vilket också kan underlätta diagnostiken i bukens övre del då det ökar organens anatomiska utrymme. Det kan vara värt att notera att stenosering av truncus celiacus orsakad av kompression från lig. arcuatum är mest uttalad i expiration och kan helt försvinna i inspiration. För att differentiera gentemot stenos orsakad av patologiska tillstånd (t.ex. arterioskleros) bör därför undersökningen upprepas i inspiration. Armens läge och val av sida. Placeras armen för kontrastmedelsinjektion ovanför huvudet riskerar man obstruktion av v subklavia där den passerar in i thoraxaperturen mellan 1:a revbenet nedtill, muskulus scalenus anterior baktill och klavikeln upptill ( thoracic inlet syndrome ). Detta kan leda till förlångsammat inflöde av kontrastmedel (delvis via kollateraler) och försämrad kärluppladdning. Därför bör helst aktuell arm placeras längs sidan tätt intill kroppen. Enligt vår erfarenhet ger det i flertalet fall inga

Ulf Nyman 2008-02-16 18(20) besvärande artefakter om den andra armen samtidigt placeras ovanför huvudet. En god regel vid CT-angiografier är också att rutinmässigt göra injektionerna i höger arm eftersom det torde vara vanligare med obstruktioner i vänster v subklavia där den passerar mellan sternum och aortabågen, åtminstone hos äldre individer med ektatisk/aneurysmatisk vidgning av aorta och/eller degenerativa pålagringar vid sterno-klavikularlederna. Sammanfattning OmniVis 1. Bedöm njurfunktionen genom att skatta GFR med OmniVis vid: a. förhöjt p-kreatinin b. ålder 70 år 2. Dosera i milligram jod per kg 3. Lägg in maximal doseringsvikt på t.ex. 80 kg 4. Konstant injektionstid vid angiografi-/artärfasundersökningar 5. Anpassa injektionstid till skan-tid vid artärundersökningar 6. Gram-jod/GFR ratio <1 för att i möjligaste mån undvika KMN 7. Risken för KMN ökar med antalet riskfaktorer 8. På riskpatienter: a. om möjligt utför primärt CT utan kontrastmedel på riskpatienter, speciellt vid GFR nära/under 30 ml/min; vid akuta fall diskutera direkt med remittenten behovet av kontrastmedel beroende av frågeställning b. skjut upp undersökningen, behandla riskfaktorer (hjärtinkompensation) och hydrera; på misstanke lungemboli ge lågmolekylärt heparin under tiden c. reducerad kontrastmedelsdos kan vara diagnostiskt tillräcklig: 500 400 300 mg I/kg; för att påvisa aortadissektion kan det med moderna CT-maskiner och bolus-tracking räcka med 30-50 ml 300 mg I/mL d. använd 80 kv och reducera kontrastmedelsdosen e. initiera kontroll av pkr 2-3d efter us på riskpatienter!! f. undvik ny undersökning med kontrastmedel (inkl. gadoliniumkontrastmedel för MR) och större kirurgiska ingrepp inom minst 3 dygn och innan p-kreatinin kontrollerats

Ulf Nyman 2008-02-16 19(20) Referenser 1. Gleeson TG, Bulugahapitiya S. Contrast-induced nephropathy. AJR Am J Roentgenol 2004;183:1673-89. 2. Perrone RD, Madias NE, Levey AS. Serum creatinine as an index of renal function: new insights into old concepts. Clin Chem 1992;38:1933-53. 3. Nyman U, Björk J, Sterner G, Bäck SE, Carlson J, Lindström V, et al. Standardization of p- creatinine assays and use of lean body mass allow improved prediction of calculated glomerular filtration rate in adults: a new equation. Scand J Clin Lab Invest 2006;66:451-68. 4. Rustad P, Felding P, Franzson L, Kairisto V, Lahti A, Mårtensson A, et al. The Nordic Reference Interval Project 2000: recommended reference intervals for 25 common biochemical properties. Scand J Clin Lab Invest 2004;64:271-84. 5. Simonsson P, Martensson A, Rustad P. [New common reference intervals for clinical chemistry in the Nordic countries. A better basis for clinical assessment and cooperation]. Lakartidningen 2004;101:901-5. 6. NKF5. K/DOQI clinical practice guidelines for chronic kidney disease: evaluation, classification, and stratification. Part 5. Evaluation of laboratory measurements for clinical assessment of kidney disease. Am J Kidney Dis 2002;39:S76-110. 7. Haglund M, Hesselstrand R, Nyman U, Sterner G. [Contrast-induced nephropathy after computer tomography. Hydration and adapted contrast media dosage for the best prophylaxis]. Lakartidningen 2005;102:2864-6, 9-70. 8. Laskey WK, Jenkins C, Selzer F, Marroquin OC, Wilensky RL, Glaser R, et al. Volume-tocreatinine clearance ratio: a pharmacokinetically based risk factor for prediction of early creatinine increase after percutaneous coronary intervention. J Am Coll Cardiol 2007;50:584-90. 9. Nyman U, Almen T, Aspelin P, Hellström M, Kristiansson M, Sterner G. Contrast-medium- Induced nephropathy correlated to the ratio between dose in gram iodine and estimated GFR in ml/min. Acta Radiol 2005;46:830-42. 10. Nyman U, Hietala SO, Hellström M, Aspelin P, Björkdahl P, Albrechtsson U, et al. [Iodinated contrast media and nephropathy--new recommendations. Estimated creatine clearance for better assessment of renal function and dosage]. Lakartidningen 2003;100:840-3, 6-8. 11. Sherwin PF, Cambron R, Johnson JA, Pierro JA. Contrast dose-to-creatinine clearance ratio as a potential indicator of risk for radiocontrast-induced nephropathy: correlation of D/CrCL with area under the contrast concentration-time curve using iodixanol. Invest Radiol 2005;40:598-603.

Ulf Nyman 2008-02-16 20(20) 12. Fleischmann D. Use of high-concentration contrast media in multiple-detector-row CT: principles and rationale. Eur Radiol 2003;13 Suppl 5:M14-20. 13. Awai K, Hiraishi K, Hori S. Effect of contrast material injection duration and rate on aortic peak time and peak enhancement at dynamic CT involving injection protocol with dose tailored to patient weight. Radiology 2004;230:142-50. 14. Awai K, Hori S. Effect of contrast injection protocol with dose tailored to patient weight and fixed injection duration on aortic and hepatic enhancement at multidetector-row helical CT. Eur Radiol 2003;13:2155-60. 15. Bae KT, Heiken JP, Brink JA. Aortic and hepatic contrast medium enhancement at CT. Part II. Effect of reduced cardiac output in a porcine model. Radiology 1998;207:657-62. 16. Bae KT, Heiken JP, Brink JA. Aortic and hepatic peak enhancement at CT: effect of contrast medium injection rate--pharmacokinetic analysis and experimental porcine model. Radiology 1998;206:455-64. 17. Holmquist F, Nyman U. Eighty-peak kilovoltage 16-channel multidetector computed tomography and reduced contrast-medium doses tailored to body weight to diagnose pulmonary embolism in azotaemic patients. Eur Radiol 2006;16:1165-76. 18. Bae KT, Mody GN, Balfe DM, Bhalla S, Gierada DS, Gutierrez FR, et al. CT depiction of pulmonary emboli: display window settings. Radiology 2005;236:677-84. 19. Sultana S, Awai K, Nakayama Y, Nakaura T, Liu D, Hatemura M, et al. Hypervascular hepatocellular carcinomas: bolus tracking with a 40-detector CT scanner to time arterial phase imaging. Radiology 2007;243:140-7. 20. Yanaga Y, Awai K, Nakayama Y, Nakaura T, Tamura Y, Hatemura M, et al. Pancreas: patient body weight tailored contrast material injection protocol versus fixed dose protocol at dynamic CT. Radiology 2007;245:475-82. 21. Kondo H, Kanematsu M, Goshima S, Miyoshi T, Shiratori Y, Onozuka M, et al. MDCT of the pancreas: optimizing scanning delay with a bolus-tracking technique for pancreatic, peripancreatic vascular, and hepatic contrast enhancement. AJR Am J Roentgenol 2007;188:751-6.