動脈相・門脈相・平衡相の違い｜造影CTの時相の見分け方(研修医向け)

造影CTの時相とは、造影剤を入れてから撮影するまでの時間に応じて、血管や臓器の白さが変わることです。研修医のハジメくんと一緒に、動脈相・門脈相・平衡相の違いを、造影剤の流れと画像の見る場所から整理します。

目的から読む: 時相とは / ３つの相の違い・見分け方 / 肝臓と肝静脈 / 撮影の秒数 / 脾臓・腎臓・膵臓 / 判定の落とし穴 / 相の使い分け

造影CTの時相とは？ 造影剤の流れで考える

造影CTでは、同じ臓器でも撮る時間で白さが変わります。血液の流れに乗った造影剤が、場所を変えながら分布するためです。

造影剤の通り道は、腕の静脈→上大静脈→右心→肺→左心→大動脈→各臓器→静脈です。まず動脈、次に臓器や静脈という時間差を考えると、白くなる場所を追いやすくなります。腎臓で尿へ出る造影剤は、腎盂・尿管・膀胱へ進みます。

通常の水溶性ヨード造影剤は、血管内と、細胞の間のすき間である間質に分布します。正常な細胞内へ取り込まれて白くなるわけではありません。正常な血液脳関門が保たれた脳実質では、間質へ移りにくいという違いがあります。

大動脈の白さは早く高くなり、その後は下がります。門脈や肝臓の山は遅れて現れます。平衡相でも造影剤は残っており、造影前の単純CTとは違います。血管と間質の濃度差が小さくなった段階として理解します。

白さの読み方の前提となるCT値と表示条件は、CT値とウィンドウとは(#01)で確かめられます。

動脈相・門脈相・平衡相の違いと画像での見分け方

まず大動脈と門脈を比べ、肝実質と肝静脈を合わせて見ます。腎臓や脾臓の染まり方を補助にし、一つの所見だけで相を決めません。

肝臓の時相の定義では、後期動脈相は門脈が造影され、肝静脈は順行性にはまだ造影されない段階です。門脈相では肝静脈も順行性に染まり、肝実質は通常ピークに達します(ACR LI-RADS v2018)。ここでいう順行性とは、肝臓を通り抜けた血液が肝静脈へ出てくる向きです。

シリーズ名や画像の時計表示も参考になりますが、時計の時刻が注入開始からの経過秒数を表すとは限りません。撮影記録と画像所見を照らし合わせます。循環が変化した例では、肝静脈が白い理由も確認します。

肝臓が門脈相で白くなる理由と肝静脈の見方

肝臓は、肝動脈と門脈から血液を受けます。門脈から来る血液のほうが多いため、肝実質の強い造影は大動脈より遅れます。

肝血流は門脈が約４分の３、肝動脈が約４分の１です(Eipel 2010)。動脈相で肝実質がまだ薄いことだけで造影不良と判断せず、門脈と肝静脈までたどります。これらの割合は血流量であり、造影効果をそのまま同じ比率で足す計算ではありません。

多血性の肝腫瘤を評価するときは、大動脈が白いだけでなく、後期動脈相が適切に撮れているかが大切です。門脈が染まり始め、肝静脈はまだ順行性には染まっていない、という組み合わせを確認します(ACR LI-RADS v2018)。

造影CTは何秒後に撮る？ ボーラストラッキングとの違い

秒数は目安です。同じ秒数でも、心機能や注入条件によって造影剤が届く段階は変わります(Bae 2010)。注入開始からの時間と、大動脈への到着後の時間を混同しないことが大切です。

撮影時刻の代表的な目安は、動脈相が注入開始30〜40秒ほど、門脈相が70秒前後、平衡相が３分前後です。これは一律の撮影設定ではありません。肝実質を重視する相をより遅めに設定する施設もあり、検査目的と施設のプロトコルに従います。

ボーラストラッキングでは、大動脈などに置いた関心領域(ROI：濃度を測る小さな領域)を低線量で繰り返し観察します。設定したCT値を超えたあと、所定の待ち時間を経て本撮影します。開始の基準値も待ち時間も、撮りたい相によって異なります。

造影の強さは、量だけでなくヨード濃度、注入速度・持続時間、体格、管電圧にも左右されます。特定の注入量やCT値を、すべての患者さんに共通する基準にはできません(Bae 2010)。

脾臓・腎臓・膵臓は時相でどう変わる？

正常でも、脾臓は早期にまだら、腎臓は外側の皮質が先に白くなることがあります。膵臓も早い時期によく染まりますが、各臓器に適した相の呼び名は同じではありません。

動脈相の脾臓のまだら

脾臓の早期のしま模様・まだらは、臓器内の血流の違いで生じます。後の相で均一になるかを確認します(Glazer 1981)。動脈相だけの低吸収を、梗塞や損傷と決めないことが大切です。

後の相でも低吸収が残るなら、形や分布、外傷歴などを合わせて病変を検討します。正常像と梗塞・損傷の違いは、腹部CTの脾臓の読影ポイントで確かめられます。

腎臓は皮髄相・腎実質相・排泄相

腎臓は皮質→髄質を含む実質→腎盂・尿管という順に、目立つ場所が変わります。腎実質相では皮質と髄質の造影差が小さくなり、排泄相では尿中の造影剤が腎盂・尿管、さらに膀胱を白くします。

一般の腹部造影CTでは、腎臓が皮髄相の終わりから腎実質相への移行途中に見えることがあります。腎腫瘤の検出・評価では、目的に合う腎実質相などが重要です(Yuh 1999)。各相で何を見るかは、腎腫瘍の画像診断の進め方で読めます。

膵臓の「動脈相」は呼び名だけで判断しない

膵臓は早期によく造影されますが、大動脈を狙う早い動脈相と、膵実質が強く染まる相は一致しません。膵病変を評価するときは、検査目的に合わせた膵実質相が含まれるかを確認します。

時相判定の落とし穴：下大静脈のまだら・逆流・残存造影剤

白い静脈が一つあるだけで、遅い相とは決められません。血液の混ざり方、逆流、直前の造影検査が、通常の染まる順番を変えることがあります。

早い相では、腎臓から腎静脈を通って戻る造影血と、下半身から戻る造影の薄い血液が下大静脈で合流します。腎静脈合流部より頭側のまだらな濃度差は、混合による偽の血栓像のことがあります(Vogelzang 1985)。後の相で均一になるか、冠状断で流入部との関係はどうかを確かめます。

右心機能低下などで、造影剤が右心から下大静脈・肝静脈へ逆流することがあります。速い注入でも起こるため、逆流だけで心機能低下とは診断しません(Yeh 2004)。これは肝実質を通って肝静脈へ出る順行性の造影とは区別します。

鎖骨下静脈や腕頭静脈に高濃度の造影剤が残ると、すじ状のアーチファクトを作ります。頸部・胸郭入口部のCTAでは、左腕注入のほうが静脈逆流や周囲のアーチファクトが強い場合があります(Demirpolat 2011)。胸壁静脈などへの側副血行・逆流も含めて経路を確認し、注入側は撮影目的や静脈の状態に合わせます。

直前に造影検査を受けていれば、今回が単純CTでも、血管や尿路などに造影剤が残っている場合があります。頭部CTでも、直前の造影検査の影響で血管や静脈洞が白く残ることがあります(Mueller 2022)。高吸収を見たら、何が白いのかと検査歴を合わせて確かめます。腎盂が白いことだけで、今回の撮影を排泄相とは決めません。

動脈相・門脈相・平衡相はどう使い分ける？

血管を見るのか、臓器を見るのか、時間による変化を見るのかで必要な相を選びます。相を増やすと被ばくも増えるため、何を確かめたいかを依頼に書きます。

複数の相を撮る理由と通常の造影CTとの違いは、ダイナミックCTとは？普通の造影CTとの違いで整理できます。スライス厚や再構成を含めた全体像は、CT検査の基本まとめから確認できます。

前の#12 造影前の確認(腎機能・副作用歴・内服薬)、次の#14 造影される所・されない所を扱います。時相を確かめてから病変の染まり方を読む、という順番を次の回につなげます。

よくある勘違い

迷ったときは、秒数・一つの臓器・一つの血管に頼らず、染まり方の組み合わせへ戻ります。

Q. 動脈相で肝臓が白くないと造影の失敗？

それだけでは判断できません。肝臓は門脈血が十分に届いてからよく染まるため、大動脈が強く白い早い相では肝実質がまだ薄く見えます。

Q. 平衡相は造影剤が抜けて単純CTに戻った画像？

いいえ。平衡相にも造影剤は残っています。早い相に比べ、血管と臓器の濃度差が小さくなった画像です。

Q. 脾臓のまだらや腎臓の皮髄差は異常？

早い相の正常な染まり方のことがあります。後の相で均一になるか、同じ部分の低吸収が残るかを確認し、形や臨床情報を合わせます。

根拠(もう少し詳しく)

時相の定義と、注入条件・臓器ごとの生理を分けて理解すると、撮影の呼び名が施設で異なっても読みやすくなります。

撮影時刻は患者因子、造影剤の条件、CTの条件で変わります(Bae 2010)。肝血流の二重供給はEipel 2010、脾臓の早期不均一造影はGlazer 1981、腎腫瘤に対する相の選択はYuh 1999を参照してください。画像からの時相判定では、ACR LI-RADSの後期動脈相と門脈相の定義が役立ちます。

参考文献

1. Bae KT. Intravenous contrast medium administration and scan timing at CT: considerations and approaches. Radiology. 2010;256(1):32-61. PubMed
2. Eipel C, Abshagen K, Vollmar B. Regulation of hepatic blood flow: the hepatic arterial buffer response revisited. World J Gastroenterol. 2010;16(48):6046-6057. PubMed
3. Glazer GM, Axel L, Goldberg HI, Moss AA. Dynamic CT of the normal spleen. AJR Am J Roentgenol. 1981;137(2):343-346. PubMed
4. Yuh BI, Cohan RH. Different phases of renal enhancement: role in detecting and characterizing renal masses during helical CT. AJR Am J Roentgenol. 1999;173(3):747-755. PubMed
5. American College of Radiology. CT/MRI LI-RADS v2018 Core(後期動脈相・門脈相の定義). ACR LI-RADS
6. Vogelzang RL, Gore RM, Neiman HL, et al. Inferior vena cava CT pseudothrombus produced by rapid arm-vein contrast infusion. AJR Am J Roentgenol. 1985;144(4):843-846. PubMed
7. Yeh BM, Kurzman P, Foster E, et al. Clinical relevance of retrograde inferior vena cava or hepatic vein opacification during contrast-enhanced CT. AJR Am J Roentgenol. 2004;183(5):1227-1232. PubMed
8. Demirpolat G, Yüksel M, Kavukçu G, et al. Carotid CT angiography: comparison of image quality for left versus right arm injections. Diagn Interv Radiol. 2011;17(3):195-198. PubMed
9. Mueller F, Fabritius MP, Stueckelschweiger L, et al. CT after interhospital transfer in acute ischemic stroke: Imaging findings and impact of prior intravenous contrast administration. Front Neurol. 2022;13:1023147. PMC全文

症例画像は各図の引用元のとおりです。