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Karen S. Lee, MD; Maryellen R. M. Sun, MD; Armin Ernst, MD, FCCP;David Feller-Kopman, MD, FCCP; Adnan Majid, MD; and Phillip M. Boiselle, MD, FCCP
目的 以支气管镜检查为诊断“金标准”， 据此来评估动态呼气相CT检出气道软化的精确性。
材料和方法 利用医院信息系统， 回顾性鉴别在本机构19 mo期间所有经支气管镜检查证实为气道软化并行CT气道成像检查的病人资料。 所有患者在支气管镜检查后1 wk内进行了CT检查。 对所有病人均按照标准方案进行扫描， 包括吸气末和动态呼气容积成像， 使用了8-探测器多层螺旋CT扫描装置。 对于CT和支气管镜检查结果， 气道软化定义为呼气时气道腔减小 ≥ 50%。 随后由放射科和支气管镜专家对两项检查结果的一致性进行回顾性分析。
结果 29例气道软化患者 (男性12例， 女性 17例； 平均年龄为60岁， 范围为36 ～ 79岁)纳入了本研究， CT扫描正确地诊断了其中的28例 (97%)。 最常见的症状是呼吸困难， 20例患者 (69%) 有此表现， 16例患者 (55%) 表现为严重或持续性咳嗽， 7例患者 (24%) 表现为复发性肺部感染。 本双相研究中应用的估测放射剂量 (以剂量－长度乘积表示) 为508 mGy-cm， 近似于常规胸部CT检查要求的剂量。
结论 动态呼气相CT是一种高度敏感的检出气道软化的方法， 可作为诊断这一疾病非侵入性的有效检查手段。
关键词 气道 (airway); 支气管软化症 (bronchomalacia); 体层摄影术， X线计算机 (CT); 软化(malacia); 气管支气管软化症 (tracheobronchomalacia); 气管软化症 (tracheomalacia)
缩略语 HU = Hounsfield unit; PACS = picture archiving and communication system
From the Center for Airway Imaging, Department of Radiology,and Division of Thoracic Surgery and Interventional Pulmonary,Beth Israel Deaconess Medical Center, Boston, MA.
Correspondence to: Armin Ernst, MD, FCCP, Division of Thoracic Surgery and Interventional Pulmonary, Beth Israel Deaconess Medical Center, 330 Brookline Ave, Boston, MA 02215;e-mail: aernst@bidmc.harvard.edu
获得性气管软化症， 定义为由于气道壁和 (或)气管支撑软骨无力导致的过度呼气相气管塌陷[1,2]，虽然相对常见但是往往因为慢性咳嗽和其他呼吸系统症状而被忽视[3]。 其与多种危险因素和伴发疾病有关， 最常见的为COPD[3～6]。
因为气管软化采用常规吸气末影像学检查如胸部X线摄影术和标准CT不能检出， 因此普遍认为这是一种易漏诊的疾病[7,8]。 重要的是， 如果不予治疗， 气管软化可以导致非致命性呼吸系统患病率显著增高[3]。 尽管应用支气管镜进行功能性检查能可靠检出气管软化症， 但在临床上对所有慢性咳嗽和其他非特异性呼吸系统症状的病人均施行这一检查是不可行的； 因此， 需要一种有效的无创性检查来提高气管软化症的检出率。
近期CT成像研究的进展表明， 动态呼气相CT扫描 (用力呼气时的成像) 为无创诊断气管软化症提供了机会； 但迄今为止， 只有小样本病例研究[9，10]发表。 因此， 本研究旨在大样本气道软化患者中比较动态呼气相CT扫描与支气管镜检查 (金标准) 的检出结果， 以明确动态呼气相CT检查可否作为一种有效的无创诊断这一疾病的方法。
材 料 和 方 法
研究对象
经本院机构审查委员会批准， 我们对放射学和临床资料进行了回顾。 因为是回顾性分析， 并未要求患者的知情同意， 但病人的隐私是受保护的。这一研究遵循健康保险流通和责任法案的规定。
利用医院信息系统， 回顾性鉴别在本机构19 mo期间 (2002年10月至2004年4月) 所有经支气管镜检查证实为气道软化并行CT气道成像检查的病人资料。 在本机构， 很多患者在予支气管镜检查前先常规进行气道CT检查。 最初我们确定了31例经支气管镜检查确诊为气道软化的患者， 这些病人均接受了CT和支气管镜的检查。 因为诊断气道软化需要在呼气相对气道进行评估， 因此需要行CT检查而不能在动态呼气相 (如下所述) 配合的患者予以剔除 (n = 2)。 这样， 最终研究对象为29例患者。
对于每例受试者， 回顾性分析其电子病历资料， 并摘录出现的临床症状和气道软化的危险因素。
成像技术
对于每例受试者， 在纤维支气管镜检查前先行CT扫描成像。 应用机架旋转时间为0.5 s的8层多探测器螺旋CT (LightSpeed； General Electric Medical Systems； Milwaukee， WI) 对所有患者进行扫描成像。 患者的扫描成像应用我们的标准CT中心气道方案， 这包括呼吸过程中两个不同阶段的成像： 吸气末 (在吸气末维持吸气状态时的成像) 和持续动态呼气相 (在用力呼气期间的成像)。 在进行螺旋CT扫描之前， 首先获得原始的地形图成像来决定覆盖的范围， 这一范围应该包括气管和中央支气管， 相当于大约10 ～ 12 cm的长度。 在吸气末和动态呼气相进行头足位螺旋扫描。 首先对所有病人进行吸气末扫描 (170 mA； 120 kV峰值； 2.5 mm层厚； 高速模式； 俯角1.5)， 然后病人接受进行动态呼气扫描的指导训练 (40 mA； 120 kV峰值； 2.5 mm 层厚；高速模式； 俯角1.5)。 为了进行这一检查， 患者被指导深吸气， 并在CT图像采集时呼出气体， 图像采集与用力呼气开始时一致。
为了尽量减少患者的辐射暴露， 在动态呼气扫描时应用了一种低剂量 (40 mA) 技术。 低剂量技术应用于中央气道的呼气相成像已被学者Zhang等[10]所验证。
影像分析
作为正在进行的多学科协议的一部分， 通过影像存档及通信系统 (PACS) (PathSpeed， General Electric Medical Systems)， 在患者行支气管镜检查之前， 由一名经验丰富的胸部放射科医师前瞻性地分析了患者的CT 影像。 PACS工作站上显示的CT窗位和窗宽参数的设置使用了标准的肺部参数 (窗位 650 HU， 窗宽1 500 HU) 和软组织参数 (窗位 50 HU，窗宽350 HU)。 对于每例患者均进行了吸气末和动态呼气相影像是否存在气道软化证据的评估。 首先，目测动态呼气CT影像上气道最大塌陷处。 应用一种现有的计算机化示踪描图工具 (作为PACS系统的一部分)， 通过气道在最大塌陷处的内壁手工绘图来计算气道横断面面积 (以mm2为单位) (图1)。 应用同样的手工描图方法来计算吸气末同一水平的气道内腔的横断面面积。 为了计算气道内腔的塌陷百分比， 吸气末横断面面积减去动态呼气相横断面面积后， 再除以吸气末横断面面积后乘100。 如果在动态呼气相气道内腔的塌陷百分比 ≥50%就认为存在气道软化[11]。 同时记录气道软化的分布情况， 意指气道软化是存在于气管、 支气管或者两者均有涉及。
在CT检查1 wk内， 由一名经验丰富的知道CT检查结果的介入肺病学家进行纤维支气管镜检查[13]。关于支气管镜检查， 存在气道软化定义为气道内腔面积呼气时减少 ＞50%[3,14]。 另外还记录了气道软化的分布情况。
当CT和支气管镜检查都完成后， 由放射学家和支气管镜检查专家共同分析了每例患者CT和支气管镜检查结果的差异。 用支气管镜检查作为诊断气道软化的“金标准”， 据此计算CT检查的诊断敏感性。
结 果
最后的研究队列纳入了29例患者 (女性17例和男性12例； 平均年龄为60岁， 范围为36 ～ 79岁)。在29例病人中有28例患者的CT检查与支气管镜检查在气道软化的存在和分布上是一致的 (97%) (图 2 ～4)。 在该28例患者中， CT与支气管镜在气道软化的分布方面是一致的： 气管支气管软化症23例 (82%)， 支气管软化症3例 (11%)， 气管软化症2例(7%) (表1)。
对于唯一的假阴性病例， CT呼气相气道塌陷程度达不到气管软化症的诊断标准 (动态呼气期间气道塌陷 ≥50%) (图5)。 在行支气管镜检查时， 发现这一患者的中下段气管存在中等程度的气管软化。
在我们的研究队列中最常见的症状是呼吸困难，29例患者中有20例 (69%) 表现为这一症状， 16例患者 (55%) 有严重或持续的咳嗽症状， 7例患者 (24%)有复发性感染。 29例患者中有20例 (69%) 存在可以确认的气道软化危险因素， 包括COPD患者11例(55%)， 复发性多软骨炎患者6例 (30%)， 曾行气管切开患者4例 (20%)， 曾行肺切除术和 (或) 放射治疗患者2例 (10%)。
对于这个改良的双相检查程序， 估测的剂量－长度乘积 (与70 kg病人的CT监视器显示屏上记录的一样) 是508 mGy-cm。 与此相比， 标准胸部CT扫描时的参考标准剂量是650 mGy-cm[8]。
讨 论
已逐渐认识到获得性气管软化症是相对常见但易忽视的造成慢性呼吸系统症状的病因[1,3,4,11,15]。 支气管镜下可见动态的气道塌陷是当前诊断的“金标准”， 但这是一种危险虽小的侵袭性检查技术。 肺功能检查虽然可以提供这一疾病的支持证据， 但不具有诊断性[3]。 由于气管软化是功能性异常故在常规吸气末CT成像时不能诊断， 在标准的胸部CT扫描时常常未能检出， 因此， 需要一种有效的非侵袭性的检查方法来提高这一疾病的诊断。
最近出现的动态呼气相CT成像可以作为一种潜在的有希望的非侵袭性方法来评估气道软化[11]。 然而， 迄今只有有限的文献直接比较了动态呼气相CT检查结果与作为参考标准的支气管镜检查结果的精确性。 Gilkeson等[9]报道了吸气相和动态呼气相CT成像及纤维支气管镜检查6例可疑气道软化患者的评估结果。 他们发现CT成像所见与支气管镜检查的结果在6例患者中有5例是一致的； 然而， 有1例患者的CT却低估了气道塌陷的程度。
在本项大样本队列研究中， 受试者由各年龄段患者组成， 我们比较了动态呼气相CT与支气管镜检查诊断气道软化的结果。 值得注意的是， 我们发现动态呼气相CT这一技术的诊断敏感性 (97%) 接近支气管镜检查的结果。 尽管我们的研究设计并不允许计算诊断特异性， 但我们可以预期CT具有较高的特异性， 因为诊断是依据对气道管径变化的精确计算。
非特异性慢性呼吸系统症状是气道软化病人的典型表现， 在我们的研究中包括呼吸困难、 咳嗽和反复肺部感染。 因此， 仅仅根据临床症状是不可能诊断气道软化的。 尽管支气管镜检可以确诊这一情况， 但对所有具有慢性呼吸系统症状的病人都进行这一检查在临床上是不可行的。
我们的研究结果表明， CT作为一种安全和高敏感性的非侵袭性检查方法， 对于其他疾病难以解释慢性呼吸系统症状的可疑患者， 可对气道软化这一潜在可治疗的疾病进行筛查。 更重要的是， 应用先前验证过的“减剂量”技术， 我们的方法和常规胸部CT检查时患者所接受的放射剂量差不多[16]。尽管这一研究关注于CT诊断气管软化的敏感性上，但应该注意到的是这一CT检查可以同时寻找其他引起慢性呼吸系统症状的病因如肺气肿和支气管扩张。因此， 对于没有气管软化证据的病人， CT提供了鉴别其他引起呼吸系统症状病因的可能性。
本研究中大多数患者完成了双相CT检查， 只有2例病人没能完成呼吸程序， 占研究期间所有经CT检查患者总数的6%。 根据我们的经验， 那些高龄病人和听力受损的患者往往在执行这些检查程序时有困难。 对于这些病人， 可替代采用其他功能性动作如咳嗽时的CT成像。 考虑到我们的研究中只有1例假阴性发现 (图5)， 我们预期CT与支气管镜检查之间的差异是因为与患者呼气有关的未达到最佳扫描时间抑或是由于未达到最大用力呼气。 因此， 尽管CT检查结果是阴性的， 也应该对临床上高度怀疑气道软化的患者进行支气管镜检查。
本研究因是回顾性设计而有所局限。 因为介入肺脏病学专家在行支气管镜检查时对先前的CT检查结果是知情的。 我们认识到根据CT检查结果获悉气道软化存在与否可能会对肺脏病学专家的判断产生偏倚。 将来的双盲设计研究或许有助于避免此类潜在的偏倚。 此外， 前瞻性多中心研究比较支气管镜与动态呼气相CT在非特异性慢性呼吸系统症状患者中的检查结果将有助于在多中心验证我们的发现。进行此项研究也将有助于了解有慢性呼吸系统症状表现患者中气道软化的患病情况， 也有助于评估CT诊断气管支气管软化症的特异性。
最后， 我们强调的是这一检查方案是应用现有的多排CT扫描器， 其在多种诊疗机构日益得到广泛应用。 再者， 这种技术只要求对CT技术专家进行最基本的训练， 使他们熟悉扫描时的呼吸指令和扫描参数就可以了。
总之， 我们的研究表明与当前的“金标准”支气管镜检查相比， 动态呼吸相CT是诊断气道软化的一种高度敏感方法。 因此， 动态呼气相CT在提高气道软化这一易忽视但可以治疗的引起慢性呼吸系统症状的常见疾病诊断方面起着重要的作用。
（周涛 译）
参 考 文 献
1 Johnson TH, et al. Radiology 1973;109:576-580
2 Jokinen K, et al. Ann Clin Res 1977;9:52-57
3 Carden KA, et al. Chest 2005;127:984-1005
4 Fraser RS, et al. Upper airway obstruction. In: Fraser RS, et al, eds. Fraser and Par閽s diagnosis of diseases of the chest. 4th ed. Philadelphia, PA: WB Saunders, 2001;2042-2046
5 Im JG, et al. J Comput Assist Tomogr 1988;12:792-793
6 Hansell DM. Diseases of the airways. In: Armstrong P, et al, eds. Imaging of diseases of the chest. 3rd ed. St. Louis, MO: Mosby-Year Book, 2000;900
7 Jokinen K, et al. J Otorhinolaryngol Relat Spec 1976;38:178-186
8 Hasegawa I, et al. AJR Am J Roentgenol 2003;181:1505-1509
9 Gilkeson RC, et al. AJR Am J Roentgenol 2001;176:205-210
10 Zhang J, et al. Acad Radiol 2003;10:719-724
11 Boiselle PM, et al. Radiol Clin North Am 2003;41:627-636
12 Lee KS, et al. Radiology 2006;240:565-573
13 Ernst A, et al. Chest 2003;123:1693-1717
14 Nuutinen J. Ann Clin Res 1977;9:359-364
15 Palombini BC, et al. Chest 1999;116:279-284
16 Mayo JR, et al. Radiology 2005;228:15-21
【英文原件请参阅 CHEST 2007;131:758-764】
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