劉明，閆淯淳，楊洋，郭紅偉，袁新宇

·兒科影像學(xué)·

通氣控制CT測量5歲以下兒童肺支氣管徑線

劉明，閆淯淳，楊洋，郭紅偉，袁新宇

目的：采用通氣控制CT測量5歲以下兒童吸氣末、呼氣末呼吸道徑線值，初步探討兒童氣管發(fā)育特點(diǎn)并為臨床氣管插管型號的選擇提供參考。方法：本研究采用前瞻性研究，選取2011年1月－2013年8月因胸壁軟組織病變來本院行胸部CT掃描的小于5歲的患兒共80例。隨機(jī)將其分為吸氣末掃描組與呼氣末掃描組進(jìn)行通氣控制CT掃描，獲得吸氣末、呼氣末圖像。掃描圖像由兩位高年影像醫(yī)師評估，將肺內(nèi)及縱隔內(nèi)無病變的患兒共63例納入本研究。徑線：氣管隆突上2cm處的水平氣管直徑（TD）；氣管隆突水平右主支氣管直徑（RBD）、左主支氣管直徑（LBD）；氣管隆突至右中下葉支氣管開口的距離作為右主支氣管長度（RBL）、氣管隆突至左下葉支氣管開口的距離作為左主支氣管長度（LBL）。角度：右主氣管長軸與矢狀面夾角（RA）、左主氣管長軸與矢狀面夾角（LA）、右上葉支氣管長軸與右中下葉支氣管長軸夾角（RA′）、左上葉支氣管長軸與左下葉支氣管長軸夾角（LA′）。分析性別、年齡、體重與徑線、角度之間的關(guān)系。結(jié)果：性別、年齡、體重、徑線都與角度之間不存在相關(guān)性（P＞0．05）。角度的平均值及范圍：RA：34．69°±5．29°（24．43°～42．05°），LA：45．27°±5．09°（24．43°～42．05°），RA′：66．27°±7．71°（51．73°～84．06°），LA′：52．12°±6．87°（37．62°～66．84°）。吸氣末和呼吸末的呼吸道徑線和角度間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0．05）。性別和徑線之間無相關(guān)性（P＞0．05）。年齡、體重和徑線間的存在相關(guān)性，并建立了相關(guān)的線性方程：TD＝4．52＋0．16×體重＋0．04×月齡、RBD＝3．17＋0．16×體重＋0．02×月齡、LBD＝3．11＋0．11×體重＋0．03×月齡、RBL＝7．07＋0．11×體重＋0．14×月齡、LBL＝15．33＋0．94×體重＋0．02×月齡。結(jié)論：年齡和體重是影響5歲以下兒童呼吸道徑線的重要因素，可以根據(jù)年齡、體重與徑線間的線性方程選擇合適的氣管插管。

體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；通氣控制；氣管；兒童

兒童的肺氣道處于生長發(fā)育期［1］，在解剖學(xué)、組織生理學(xué)、病理學(xué)等方面均與成人有很大差異，因此成人的肺氣道徑線值并不適合于兒童。以往有關(guān)兒童呼吸道徑線的研究多以尸體解剖為主［2］，有關(guān)兒童活體的研究很少，5歲以內(nèi)兒童的活體肺氣道徑線研究更少。5歲以下兒童無法控制呼吸，所以在靜息狀態(tài)下很難測得吸氣末和呼氣末清晰的CT圖像。因此，研究本年齡段兒童的肺氣道徑線值對探討其肺氣道發(fā)育特點(diǎn)具有重要意義。筆者采用通氣控制CT［3］（controlled ventilation CT，CVCT）雙相測量5歲以下兒童呼氣末、吸氣末的呼吸道徑線和角度，為初步探討兒童呼吸道徑線的發(fā)育特點(diǎn)和臨床選擇適合的氣管插管型號［4］提供參考。

材料與方法

本研究采用前瞻性研究方法，獲得本院倫理委員會的批準(zhǔn)，并獲得患兒監(jiān)護(hù)人的知情同意。選取2011年1月－2013年8月因胸壁軟組織病變（腫瘤除外肺轉(zhuǎn)移）等疾病來本院進(jìn)行胸部CT掃描的≤5歲的患兒。入組標(biāo)準(zhǔn)：患兒均無呼吸道癥狀和體征，無胸廓畸形，無慢性呼吸道病史?；純籂I養(yǎng)狀況良好，無營養(yǎng)不良或超重［5］。將患兒分為新生兒組（0～1月）、＜1歲組、＜2歲組、＜3歲組、＜4歲組、＜5歲組共6組。將各年齡組的患兒隨機(jī)分配到吸氣末掃描組與呼氣末掃描組進(jìn)行通氣控制CT掃描，分別獲得吸氣末、呼氣末圖像。

儀器設(shè)備：氧氣源，復(fù)蘇用面罩（嬰幼兒型），壓力測量表，通氣控制裝置（圖1）。采用GE Brightlight 16排螺旋CT掃描儀。柯達(dá)Carestream PACS系統(tǒng)。管電壓100kV，管電流60mA，旋轉(zhuǎn)時間0．5s，層厚7．5mm，層間距7．5mm螺旋掃描，螺距1．375。所得圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)重建，層厚0．625mm。

圖1 通氣控制操作圖。25～30cm H2O壓力安全閥（A）；拇指按壓口控制通氣頻率（B）；嬰幼兒型復(fù)蘇用面罩（C）；壓力計(jì)量表連接口（D）；氧氣連接口（E）。 圖2 肺氣道徑線及角度示意圖。a）氣管直徑（TD），右主支氣管長度（RBL），左主支氣管長度（LBL），右上葉支氣管長軸與右中下葉支氣管長軸夾角（RA′），左上葉支氣管長軸與左下葉支氣管長軸夾角（LA′）；b）右主氣管直徑（RBD），左主氣管直徑（LBD），氣右主氣管長軸與矢狀面夾角（RA）。

所有受檢患兒按50mg／kg（0．5mL／kg）口服水合氯醛鎮(zhèn)靜［6－7］。給患兒做好基本的防護(hù)措施。操作者站在檢查床一側(cè)，用右手拇指、食指及中指將可控制流量的氧氣面罩固定并完全覆蓋受檢兒口鼻，確保無氣體外溢，同時右手無名指或小指在通氣時按壓甲狀軟骨（Sellick手法），使甲狀軟骨向后按壓食管，防止正壓通氣時大量氣體進(jìn)入食管（圖1）。持續(xù)給予25cm水柱壓力的氧氣，每次施壓持續(xù)4s，暫停3s，通常連續(xù)5次可誘發(fā)生理性呼吸暫停。通過觀察受檢兒胸部、腹部隨通氣的起伏判斷生理性呼吸暫停是否誘發(fā)成功。保持25cm水柱壓力持續(xù)通氣時進(jìn)行CT掃描獲得吸氣末圖像；撤去25cm水柱壓力通氣，誘發(fā)生理性呼吸暫停時進(jìn)行CT掃描獲得呼氣末圖像［8－9］。所有患兒吸氣末或呼氣末掃描圖像都在平掃期完成，動脈期、靜脈期按疾病需要進(jìn)行選擇掃描。

兩位高年資影像醫(yī)師分別在柯達(dá)Carestream PACS工作站上，利用0．625mm重建圖像，在冠狀面最大密度投影（MIP），窗位－600HU，窗寬1000HU條件下，使用CT電子測量工具測量以下徑線和角度［10］，三次測量取平均值作為測量結(jié)果（圖2、3）。

徑線測量：氣管隆突上2cm處的水平氣管直徑（TD）；氣管隆突水平右主支氣管直徑（RBD）、左主支氣管直徑（LBD）；氣管隆突至右中下葉支氣管開口的距離作為右主支氣管長度（RBL）、氣管隆突至左下葉支氣管開口的距離作為左主支氣管長度（LBL）。

角度測量：右主氣管長軸與矢狀面夾角（RA）、左主氣管長軸與矢狀面夾角（LA）、右上葉支氣管長軸與右中下葉支氣管長軸夾角（RA′）、左上葉支氣管長軸與左下葉支氣管長軸夾角（LA′）。

采用SASS 9．2軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。吸氣末掃描組與呼氣末掃描組所得計(jì)量資料用±s表示。對兩組間的性別差異進(jìn)行卡方檢驗(yàn)，對兩組間的徑線差異進(jìn)行t檢驗(yàn)。同時分析性別、體重、年齡與徑線、角度間是否存在相關(guān)關(guān)系，并建立線性方程。以P＜0．05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

搜集80例患兒胸部CT圖像，由兩位高年資影像醫(yī)師進(jìn)行評估，將肺及縱隔內(nèi)無病變的患兒共63例入組本研究。吸氣末掃描組：33例（男20例，女13例），年齡3天～4歲9個月，平均（2．08±1．47）歲。呼氣相掃描組：30例（男18例，女12例），年齡17天～5歲，平均（2．01±1．58）歲。

角度的平均值及范圍：RA 34．69°±5．29°（24．43°～42．05°），LA 45．27°±5．09°（24．43°～42．05°），RA′66．27°±7．71°（51．73°～84．06°），LA′52．12°±6．87°（37．62°～66．84°）。性別、年齡、體重、徑線都與角度無相關(guān)性（P＞0．05）。

按年齡分組所得吸氣末和呼氣末的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1～2。對兩組徑線值進(jìn)行成組t檢驗(yàn)，TD、RBD、LBD、RBL、LBL的t值和P值分別為tTD＝1．23、 PTD＝0．22；tRBD＝1．24、PRBD＝0．22；tLBD＝1．50、PLBD＝0．14；tRBL＝1．26、PRBL＝0．21；tLBL＝1．16、PLBL＝0．25。吸氣末和呼氣末直徑和角度的差異均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，所以將兩組數(shù)據(jù)合并使用，吸氣末和呼氣末數(shù)據(jù)合并后的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

計(jì)算年齡、體重與徑線的相關(guān)關(guān)系：①年齡、體重與徑線間呈正相關(guān)（P＜0．05）；性別和徑線間無相關(guān)性（P＞0．05）。②徑線間相關(guān)關(guān)系：TD和RBD（r＝0．91，P＜0．001），TD和LBD（r＝0．89，P＜0．001）；RBD和LBD（r＝0．93，P＜0．001）；RBL和LBL（r＝0．87，P＜0．001）均呈正相關(guān)。

利用多元線性回歸的方法求出年齡、體重和徑線間的線性方程（體重：kg，年齡：月）：①TD＝4．52＋0．16×體重＋0．04×年齡。②RBD＝3．17＋0．16×體重＋0．02×年齡；LBD＝3．11＋0．11×體重＋0．03×年齡。③RBL＝7．07＋0．11×體重＋0．14×年齡；LBL＝15．33＋0．94×體重＋0．02×年齡。

表1 吸氣末呼吸道徑線平均值（mm）

表2 呼氣末呼吸道徑線平均值（mm）

表3 呼吸道徑線平均值（mm）

討 論

不同的呼吸狀態(tài)和程度可影響肺部CT的圖像表現(xiàn)，也可以造成呼吸道的徑線值變化，因此在評價(jià)肺部病變時，采集特定時相圖像的方法在成人中已廣泛應(yīng)用。但5歲以下的兒童自身難以配合檢查，人為不干預(yù)的呼吸控制掃描難以完成。不同呼吸時相末氣道徑線如何改變，尤其是在活體的嬰幼兒研究上，目前文獻(xiàn)罕有報(bào)道。上世紀(jì)末國外專家發(fā)明的通氣控制方法使研究5歲以下兒童呼氣末、吸氣末氣道徑線成為現(xiàn)實(shí)［9］。國外僅用通氣控制方法研究5歲以下兒童的肺間質(zhì)疾病，并沒有對氣道徑線做相關(guān)研究。

5歲以下難以配合CT檢查的兒童都需要服用水合氯醛鎮(zhèn)靜，本研究采用嬰幼兒型復(fù)蘇用面罩吸氧進(jìn)行吸氣末掃描，觸發(fā)呼吸暫停時進(jìn)行呼氣末掃描。復(fù)蘇用面罩沒有對患兒造成任何機(jī)械創(chuàng)傷，吸入氧氣對兒童也沒有任何損害，所以這種研究方法對兒童自身不會造成什么損害。通氣控制CT減少了患兒的呼吸運(yùn)動偽影，使圖像質(zhì)量更加清晰。本研究新生兒組和＜5歲組的患兒較少，分析原因可能是新生兒因?yàn)樾乇谲浗M織病變和腫瘤除外肺轉(zhuǎn)移就診率低。＜5歲組的患兒有的在清醒狀態(tài)下已經(jīng)可以配合醫(yī)生完成檢查，這種情況下不再需要鎮(zhèn)靜，所以入組的人數(shù)也少。

筆者在滿足倫理與研究條件的情況下，3年來運(yùn)用通氣控制方法收集到80例完整的吸氣末或呼氣末CT掃描病例，最終對符合條件的63例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，探討5歲以下兒童呼氣末、吸氣末肺氣道徑線值及其相關(guān)影響因素。吸氣末和呼氣末對肺角度的影響不大，其差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。RA為34．69°±5．29°（24．43°～42．05°），LA為45．27°±5．09°（24．43°～42．05°），這與傳統(tǒng)認(rèn)為的右主支氣管粗而短、左主支氣管細(xì)而長相符；與葉靖等［10］測量結(jié)果相似（RA 37．9°±7．1°、LA 50．0°±6．1°），可能與測量方法相似有關(guān)；但是和周顯光等［2］兒童尸體解剖的測量結(jié)果相比有較大的差別（RA 24．52°±2．10°、LA 54．30°± 1．90°），可能與測量方法和誤差有關(guān)。另一個原因是尸體解剖的肺組織在福爾馬林的浸泡中會發(fā)生萎縮，角度會發(fā)生相應(yīng)的縮小，而活體的肺組織因充氣角度可能略微偏大。通過觀察上葉支氣管與中下葉支氣管間的角度，RA′為66．27°±7．71°（51．73°～84．06°），LA′為52．12°±6．87°（37．62°～66．84°）可以發(fā)現(xiàn)，角度是符合正態(tài)分布的，但是不同的個體間仍存在一定的差異。

呼吸道徑線在吸氣末、呼氣末雙相掃描中，差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0．05）。因此任何呼吸狀態(tài)下的兒童CT圖像都可以用來測量呼吸道的徑線值，這對選擇適合個體的氣管插管型號提供了參考。新生兒組的呼吸道徑線與其他組之間具有明顯的差異，1歲以后徑線間差異明顯縮小，可能與兒童在1歲以前經(jīng)歷了一個快速的生長發(fā)育高峰有關(guān)。對5歲以下兒童來說，性別和徑線之間無相關(guān)性（P＞0．05），和歐陽榮珍等［11］的研究結(jié)果相同；年齡、體重和徑線之間存在相關(guān)性（P＜0．05），這與影響成人徑線的因素的報(bào)道［9，11］不同。對成人來說，身高和性別是影響徑線的重要因素。充分體現(xiàn)了兒童在解剖學(xué)、生理學(xué)等方面與成人的顯著差異，成人的規(guī)律并不完全適合兒童。因此，探討兒童呼吸道徑線的生長發(fā)育規(guī)律和影響因素具有重要意義。通過多元線性回歸的方法分析初步求得了年齡、體重和徑線間的線性方程，在已知年齡和體重的情況下就可以粗略的估計(jì)呼吸道的徑線值。不同徑線間還計(jì)算出相關(guān)系數(shù)，已知一個徑線值的情況下可以粗略的估計(jì)其他幾個徑線值。這為選擇適合兒童個體的氣管插管型號提供了便捷，也間接推動了兒童個性化、特色化醫(yī)療的建設(shè)和實(shí)施。

為了減少對兒童不必要的射線照射，F(xiàn)OV未能完全包含整個主氣道，所以主氣道的長度未進(jìn)行測量。本研究忽視了對身高的統(tǒng)計(jì)和分析，而且樣本的數(shù)量不夠大，這都是本研究的不足之處。未來研究中，增大樣本量，把身高納入影響因素來分析糾正線性方程，對兒童呼吸道徑線進(jìn)行更深入、更全面的研究，從而得出更準(zhǔn)確更有代表性的數(shù)據(jù)。

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Measurement of airway dimensions in children under 5y of age：a CT study with controlled ventilation

LIU Ming，YAN Yu－chun，YANG Yang，et al．Department of Radiology，Capital Institute of Pediatrics，Peking University，Peking 100020，P．R．China

Objective：To measure the airway in children under 5y of age with controlled ventilation（CVCT）．The dimensions of the airway at the end phase of inspiration and expiration were measured in order to find out the development characteristics of airway trees and provide reference for selecting the appropriate trachea cannula in mechanical ventilation．Methods：80patients，who underwent chest CT for chest wall soft tissue lesions in our institute from January 2010to August 2013，were enrolled to this prospective study．They were randomly divided into Group 1（end of inspiration）and Group 2（end of expiration）for CT scan．The images were evaluated by two senior radiologists．63patients presented no clinical respiratory symptoms and had no pulmonary and mediastinal lesions were enrolled in this study．The measurements included inner diameter of tracheal 2cm above carina（TD），inner diameters of right and left main bronchus（RBD，LBD）at carina level，lengths of right and left main bronchus（RBL，LBL）from carina of trachea to the opening of lower lobe bronchus，angles between long dimension of main bronchus and median sagittal plane（RA，LA），and angels between upper lobe bronchus and lower lobe bronchus（RA′，LA′）．The relationship between sex，age，body weight and airway dimensions，angles was analyzed．Results：There was no correlation between sex，age，body weight，airway dimensions and angles（P＞0．05）．The average value and range of angles of RA，LA，RA′and LA′was 34．69°±5．29°，45．27°±5．09°，66．27°±7．71°and 52．12°± 6．87°respectively．There was no statistical difference in diameter，lengths and angles of the airways at the end of inspiration and expiration（P＞0．05）．There was no correlation between sex and dimensions（P＞0．05）．Interestingly，there was strong correlation between age，body weight and dimensions of the airways．The formula of the airway dimensions associated with body weight and age was TD＝4．52＋0．16×weight＋0．04×age of month，RBD＝3．17＋0．16×body weight＋0．02×age of month，LBD＝3．11＋0．11×body weight＋0．03×age of month，RBL＝7．07＋0．11×body weight＋0．14×age of month，and LBL＝15．33＋0．94×body weight＋0．02×age of month．Conclusion：The dimensions of airway trees in children less than 5y of age were impacted mainly with their age and body weight and we can select the appropriate trachea cannula according to formula of the airway dimensions associated with body weight and age．

Tomography，X－ray computed；Controlled ventilation；Trachea；Children

R814．42；R816．4

A

1000－0313（2015）03－0275－04

10．13609／j．cnki．1000－0313．2015．03．015

2014－08－12

2014－10－15）

100020 北京，北京大學(xué)首都兒科研究所教學(xué)醫(yī)院放射科

劉明（1987－），男，山東日照人，碩士研究生，主要從事兒科影像學(xué)診斷工作。

袁新宇，E－mail：xinyu＿y＠sina．com