综述：ESUR对比剂安全委员会关于CO2作为血管造影对比剂替代碘基对比剂在血管手术中的安全性和证据的系统评价

本综述系统评价了CO2血管造影作为碘基对比剂（ICM）替代方案的安全性与证据，重点分析了其在血管应用中的临床价值、禁忌证及安全措施，并评估了CO2在降低对比剂相关急性肾损伤（CA-AKI）风险中的作用，为肾功能不全（CKD）及过敏高风险患者提供了重要临床指导。

　　

背景与成像原理

二氧化碳（CO₂）作为一种负性血管对比剂，早在数十年前就被发现其应用潜力。它具有无毒性、无过敏反应、成本低廉及快速组织清除的特点，最初用于非血管成像如脑池造影、腹膜造影和胃肠道双重对比成像。在血管造影领域，CO₂的应用由Irvin F. Hawkins首次描述并进一步发展，旨在减少碘基对比剂（ICM）在肾功能下降或过敏史患者中的潜在风险。

CO₂注入动脉或静脉系统后，通常在30至60秒内溶解于血液中。当注入动脉时，CO₂不会在溶解前通过毛细血管床进入静脉；注入静脉时，CO₂会随血液溶解并单次循环至肺部排出。CO₂血管成像需要较高的数字减影血管造影（DSA）帧率（3-6帧/秒），因为气体在血液中的流速比ICM更快。快速注射可能引发血管痉挛和注射部位疼痛，导致患者移动而产生运动伪影。因此，需采用图像掩模校正和叠加软件以维持诊断图像质量。

材料与方法

本研究通过PubMed、Web of Science、Embase和Cochrane Library数据库，检索1956年1月至2024年8月的相关文献，使用MESH术语如“CO₂血管造影”、“对比剂”、“剂量生物标志物”等进行系统搜索。最终纳入11项研究，包括2项荟萃分析结合系统评价、1项系统评价、2项随机对照试验（RCT）、2项回顾性倾向评分匹配研究和4项回顾性比较研究。

临床问题1：血管应用领域与适应证

CO₂血管造影适用于多种血管区域和介入操作，包括主髂动脉以下主动脉造影、内脏动脉、移植肾及自体肾动脉、盆腔和股动脉、膈下出血及内漏检测等动脉应用，以及上下肢静脉造影、血液透析通路/分流器干预、腔静脉造影和楔形门静脉造影等静脉应用。

绝对禁忌证包括膈上动脉、俯卧位或头高位下的主动脉造影（避免气体逆流至胸主动脉或脊髓动脉）、呼吸衰竭、肺动静脉畸形以及使用笑气麻醉时（笑气可能扩散至CO₂气泡中导致体积急剧增加）。相对禁忌证包括肺动脉高压、慢性阻塞性肺疾病以及已知卵圆孔未闭或房间隔缺损（但术前筛查不推荐）。

临床问题2：安全注射技术

CO₂注射过程中需持续监测患者生命体征，包括脉搏血氧饱和度、心电图、血压和最可靠的空气污染监测指标——二氧化碳图。血氧饱和度下降不是空气栓塞的早期指标，而注射后20秒内血压下降提示输送系统可能存在空气污染。

注射方法分手动和自动两种。设备设置需保证CO₂从高压气瓶单向流动至一系列气密注射器、管道和/或储液袋，并通过阀门系统排出空气。自动注射系统因内置安全特性（如CO₂传感器、压力调节器、容量控制和空气净化机制）而优于手持注射，可降低空气污染和爆炸性给药风险。

临床问题3：风险因素与不良反应

CO₂血管造影的不良反应多为轻微且短暂，包括注射部位疼痛、腹部不适、恶心、呕吐或腹泻，通常持续数分钟。严重不良事件（发生率<1%）包括输送系统空气污染、气锁（可能导致缺氧、缺血、心源性休克、脊髓损伤或神经毒性）。详细管理策略需依据患者具体情况制定。

临床问题4：临界剂量与给药方程

目前尚无CO₂血管造影的临界剂量或剂量方程。动物研究表明，猫和狗的致死剂量分别为6.6 mL/kg和≥500 mL，而1.6 mL/kg的单次剂量不会引起心肺参数变化（对应70 kg成人约为112 mL）。一般建议单次注射最大剂量为100 mL，但若考虑注射间隔时间，理论上可无限量给药。

临床问题5：安全注射间隔

注射间隔需根据血管区域和患者状况个性化设定，通常建议2-5分钟，以避免气锁。对于肺功能减退（如慢性阻塞性肺疾病或肺动脉高压）患者，需延长间隔时间并减少注射量。若患者出现胸痛、呼吸困难或神经功能缺损等缺氧症状，应暂停注射并给氧。

临床问题6：ICM用量减少与混合应用

多项研究表明，单独使用CO₂或混合ICM的杂交血管造影可显著减少ICM用量。一项双中心RCT显示，CO₂组仅9%患者需额外注射ICM（中位量10 mL），而ICM组用量达78 mL。另一项倾向评分匹配分析发现，CO₂组ICM用量减少50%（32±33 mL vs 65±48 mL）。然而，CO₂单独成像的分辨率较低，尤其在膝下小动脉中可能高估狭窄程度和血管尺寸。

临床问题7：CO₂对EVAR术后肾功能的影响

血管内主动脉瘤修复（EVAR）术后对比剂相关急性肾损伤（CA-AKI）发生率可达7.5%。CO₂应用可减少ICM用量，潜在降低CA-AKI风险，并用于内漏检测（但结果与ICM不一致）。现有证据主要来自回顾性研究，一项单中心RCT（n=36）显示两组术后肾功能无差异，但CO₂组多数患者仍需ICM辅助成像。倾向评分匹配分析（n=68）也未见术后估算肾小球滤过率（eGFR）显著差异。总体而言，CO₂在EVAR中的肾保护作用尚不明确，需更多前瞻性研究验证。

临床问题8：CO₂对PAD术后肾功能的影响

两项荟萃分析表明，CO₂血管造影可降低外周动脉疾病（PAD）介入术后CA-AKI发生率。其中一项涵盖8项研究（677例患者）的荟萃分析显示，CO₂组AKI发生率为4.3%，显著低于ICM组的11.1%（OR 0.465）。在慢性肾病（CKD）患者亚组中，风险降低未达统计学意义（4.1% vs 10.0%），但样本量较小。另一项纳入1128例患者的荟萃分析显示，CO₂组CA-AKI发生率为8.6%，低于ICM组的15.2%（RR 0.59），在肾小球滤过率（GFR）<60 mL/min的CKD 3期患者中风险比为0.69。最新倾向评分匹配研究（n=8944）证实CO₂组CA-AKI发生率较低（3.9% vs 4.8%），且低ICM用量可进一步降低风险。

讨论

现有证据表明，CO₂血管造影是ICM的安全替代方案，尤其在PAD介入中可降低CA-AKI风险。但在EVAR中，其肾保护作用证据有限且结论不一致。值得注意的是，即使用CO₂，CA-AKI残余风险仍较高，提示其他因素（如高血压、心力衰竭、冠状动脉疾病、糖尿病或微栓塞事件）也可能贡献肾功能下降。未来需更多大规模多中心RCT探索CO₂的全面效益及其他风险因素。

总之，CO₂血管造影在严格遵守安全措施的前提下，可安全替代ICM并减少ICM用量。其在EVAR中降低CA-AKI风险的证据等级较低，在PAD中为中等。进一步研究需聚焦于大型临床试验和其他风险因素的交互作用。