摘要
反复发作哮鸣的婴儿有反复发作的气道阻塞;然而,在无症状时,对其肺结构和功能的了解相对较少。目前的作者评估了复发性哮鸣婴儿是否有更小的气道腔或气道壁增厚,以及气道功能下降。
高分辨率计算机断层扫描图像1毫米厚在三个解剖位置肺容积升高和功能残余容量。强迫呼气流量也被测量受试者的复发性喘息。
复发性喘息(n = 17)和正常对照组(n = 14)的气道腔、管壁面积和肺组织密度无显著差异;然而,复发性喘息受试者的强迫呼气流量低于预期。当研究对象根据暴露于烟草烟雾而分组时,也得到了类似的结果。
这些发现表明,在没有症状的情况下,患有复发性喘息以及接触烟草烟雾的婴儿的气道功能较低。较低的强迫呼气流量可能是由于某种程度的气道狭窄导致的,而这种狭窄程度无法用所采用的方法解决,或来自其他机制,如更可折叠的气道或肺弹性反冲减少。
复发性喘息是生命早期常见的呼吸系统问题。纵向研究将复发性喘息分为短暂性和持续性。在复发性喘息发作之前,短暂性喘息者的肺功能比从不喘息者低,而且更可能有吸烟暴露史(ETS)呈阳性。1比家庭哮喘/过敏的阳性。持久性蠕动具有类似于永不喘息的肺肺功能,并且更有可能对家庭哮喘/过敏和ETS具有阳性的历史。这些发现以及ETS与较低的气道功能相关的结果表明,不同的机制在婴儿和幼儿中促成了婴儿和幼儿的气道病理生物学有助于反复喘息2,3..
患有复发性哮鸣(RW)的婴幼儿反复发作严重到足以产生哮鸣的气道阻塞;然而,当他们没有症状时,在喘息发作之间,他们的肺结构和功能的了解相对较少。高分辨率计算机断层扫描(HRCT)成像的成人和年龄较大的儿童各种肺部疾病已成为评估肺结构的重要方式在活的有机体内4- - - - - -9.最近有报道说,婴幼儿患有囊肿性纤维化(CF)谁不敏锐地对症有无时HRCT成像技术评价气道增厚的墙壁和缩小气道管腔。此外,气道结构的定量措施,气道功能相关10.
在目前的研究中,我们假设,与RW科目会减少气道功能,以及更小的气道管腔和/或增厚气道壁,当他们没有急性呼吸道症状。另外,本作者假设,结构上的差异可能与ETS的历史。
方法
主题
总共有17名年龄在4个月至2.3岁之间、有至少3次喘息病史的婴幼儿被评估为临床稳定的门诊患者,且持续≥3周无呼吸症状。RW的受试者是从James Whitcomb Riley Hospital for Children(印第安纳波利斯,IN, USA)的肺部诊所招募的,由一名儿科肺科医生或肺部研究护士在查看临床图表确定婴儿足月出生后,没有先天性心肺异常,也没有因胃食管反流、误吸或CF而接受治疗。为了获得参与研究的受试者组,我们接触了大约60名患者。第一天进行婴儿肺功能检查;48-72小时后行HRCT检查。在17名受试者中,12名接受吸入皮质类固醇治疗,9名在非计划的基础上使用β-激动剂,11名在本研究之前至少因呼吸问题住院一次。此外,在同一医院放射科招募了14名对照组婴儿和学步儿童,这些婴儿和学步儿童来自因非呼吸疾病而接受CT扫描的患者;这些研究对象的结果之前已经公布过10.如果父母或任何兄弟姐妹受到影响,受试者的哮喘/过敏家族史为阳性。通过问卷调查评估ETS,并测量婴儿头发中的尼古丁和可替宁水平11.儿童詹姆斯怀特卡德里莱医院的机构审查委员会批准了研究和知情同意是从父母获得的。
HRCT
Sedated subjects (50–75 mg·kg−1水合氯醛)在仰卧位进行评价10.在诱导呼吸暂停时,以20 cmH的气道压力定义的肺容量2O (V20.)和被动功能剩余容量(passive functional residual capacity, FRC),分别在主动脉弓顶部、隆突水平和膈肌上方1cm处获得1 mm厚的图像(120 kVp, 40 mAs)。采用高空间频率重建算法、1,024×1,024矩阵和最小视场(15-25 cm)重建图像。六幅图像的总辐射照射估计为0.035毫西弗。图像由两名不知道受试者分组的不同操作员进行分析;对图像的分析不是随机的。从V20.,分析所有长/短内径比<2.2的气道。气道尺寸测量使用定制软件(emylxj;加拿大温哥华温哥华医院胸廓影像组)12.测量总气道区域,内腔区域(LA)和相邻动脉(AA)的区域,并计算气道壁区域(WA)10,13.从FRC获得的图像中,使用具有先前定位知识算法的修改的边界跟踪算法自动从胸壁和大型中央血管自动分段,使用CT值-1,000(空中)和-200 Hounsfield单元(胡)。肺密度(g·ml−1)的计算方法是在每个体素的HU上加1000转换为CT值10,14.
气道功能
在镇静(50-75 mg·kg)中测量气道功能−1水合氯醛)RW受试者使用容积快速胸压技术15.在基线测量后,在气溶胶后10分钟重复婴儿吸入雾化的白甲醇(2.5mg在2mL正常盐水中)和测量。强制生命能力(FVC)和强制呼气流量为50%和75%的过期体积(FEF50和FEF75以及25% ~ 75%呼气量之间的强迫呼气流量(FEF)25 - 75)最初的0.5 s中的强制呼气量(FEV0.5).使用来自James Whitcomb Riley儿童医院作者实验室的参考人群,最好的支气管扩张剂前后曲线的值用z分数表示15.
统计分析
RW组和对照组的人口统计资料采用单因素方差分析进行比较,分类变量采用Fisher精确检验进行比较。对于组间气道差异的分析,使用了混合模型方法的重复测量方差分析,以解释受试者内多个测量值的相关性。模型中包括了年龄、性别和身体尺寸的潜在混杂效应,但没有发现显著性。用单因素方差分析比较组织密度的平均值。双侧p值<0.05被认为对所有试验有统计学意义。
结果
人口统计学
RW和对照组的分组数据汇总在表1中⇓.问卷数据来自所有17名RW婴儿和14名对照组中的11名。两组在年龄、性别、体重或身高方面没有显著差异,在哮喘/过敏或ETS家族病史方面也没有显著差异。
气道测量
每条气道测量的总气道尺寸(LA + WA)如图1所示⇓.测量LA (p = 0.93)和WA (p = 0.92)的两名操作人员之间没有显著差异;观察者间相关系数为0.95。RW和对照组测量的气道数量没有显著差异(平均值(范围)7 (3-20)与9.3 (4-19);p = 0.15)。两组总气道大小也无显著差异(p = 0.76)。
对于每条呼吸道,计算和将La至Aa和Aa的比率进行计算,并将转换为分析,如先前由De Jong描述et al。13.图2A⇓图示了RW和控制主题的日志(LA / AA)的单个值。对于这两个组,LOG(LA / AA)随着年龄的增长而没有变化(P = 0.64)。RW和控制受试者的Log(La / AA)也没有显着差异(P = 0.53)。图2B.⇓说明了RW和对照组受试者的个别日志值(WA/AA)。在两组中,log (WA/AA)没有随年龄变化(p = 0.29), RW和对照组的log (WA/AA)没有显著差异(p = 0.38)。
联合所有受试者(RW和控制)ETS的在从HRCT图像气道测量的影响进行评价。通过问卷调查获得的吸烟暴露数据是可用于所有RW受试者和11的14名对照受试者,而头发样本尼古丁和可替宁均购自27出来的31个例。与历史正ETS的受试者有显著较高水平的头发尼古丁(17.2与0.39 ng·毫克−1头发;P <0.02)和可铁宁(0.97与0.07 ng·mg−1头发;p <0.001)。当使用毛发素内数据时,对伐木(La / Aa)的暴露和非缺乏受试者之间没有显着差异(p = 0.66)或log(wa / aa)(p = 0.88;图3⇓).使用头发尼古丁或问卷数据也得到了类似的结果。
肺密度
从HRCT图像中测量的组织密度的累积分布V20.如图4所示⇓两组。使用平均组织密度,分析评估组间的差异和相互作用,包括同一受试者的三个HRCT切片的水平。RW和对照组之间没有显著差异(表2)⇓).此外,在FRC评估图像时,RW和对照组之间没有发现显著差异。
当受试者按ETS分组时,当以头发可替宁水平评估暴露时,两组间的肺密度无显著差异(表2)⇑)以及尼古丁水平或问卷数据。
肺功能
在17名RW受试者获得的测量结果。该组的平均z分数为FEF75为-0.77,显著低于0 (p<0.003)。吸入支气管扩张剂后,组内任何肺功能参数(FEF)的平均z值与基线相比无显著变化75-0.77与-0.70 (p = 0.83);FEV0.5-0.89与-1.2 (p = 0.57);FEF50-0.89与-0.97 (p = 0.84);FEF25 - 75-1.05与-0.11 (p = 0.88); and FVC -0.8与-1.0 (p = 0.70)。在RW受试者中,HRCT图像中的气道大小与气道功能无关。
讨论
目前的作者评估了有RW病史的婴儿在无呼吸道症状时是否有较小的气道口径、气道壁增厚和气道功能下降。我们发现,通过有限数量的HRCT肺切片在肺容量升高时评估的气道直径在RW和对照组之间没有差异。RW患儿无症状时,经HRCT评估气道直径正常;然而,他们确实有较低的强迫呼气流量,在吸入支气管扩张剂后没有增加。当被试被分为ETS而不是RW时,也得到了类似的结果。目前的研究结果表明,RW或ETS患儿在无呼吸道症状时,气道功能下降。较低的强迫呼气流量可能是由于某种程度的气道壁增厚造成的,而这种增厚的气道壁无法用所采用的方法解决,或者是由于气道更可折叠或肺弹性反冲减少等其他机制造成的。
使用有限数量的HRCT切片,假设所有受试者的气道都具有可对比性。RW组和对照组的气道取样数量没有显著差异。此外,两组间在肺容量升高时测量的气道总体大小没有显著差异,V20..这些发现表明所有受试者的气道分布具有可比性;然而,本研究的一个重要局限性是仅使用少量HRCT切片进行定量测量。以前的一项关于大的CF患儿的研究报告称,将HRCT片数从容积扫描减少到<10片,降低了通过总体影像学评分检测扫描异常的能力16.另一项针对CF儿童的研究也没有发现CT评分和气道定量测量之间的相关性17.使用更多的肺切片,但使用相同或较低的辐射剂量,将增加评估的气道数量;然而,每片较低的辐射剂量可能会降低气道测量的分辨率。
这是以前发现的无症状婴儿CF有气道增厚的墙壁,小的气道管腔和FRC下肺密度10当采用与本研究相同的方法进行评估时。通过肺功能检测,CF组患儿的气道阻塞比RW组患儿更严重,HRCT图像显示受限的患儿存在气道阻塞,而RW组患儿没有这种情况。因此,负HRCT发现在RW婴儿少严重呼吸道梗阻可能反映了RW婴幼儿气管内膜增厚,不能检测到由于有限的权力从学科评估的数量和航空公司评估数量从每个主题只有几个肺片。
从当前混合模型的结果来看,RW的对数(LA/AA)的差异与对照为0.0061,校正年龄后的log (WA/AA)差值为0.010。在双侧显著性水平0.05下,分别有3%和5%的幂来检测当前研究中观察到的微小差异。这是德容的研究et al。13报告CF患儿气道LA/AA和WA/AA分别比对照组高1.92倍和1.45倍。目前的作者并没有期望在当前的RW婴儿研究中看到如此大的差异,而观察到的差异对应的LA/AA和WA/AA值在RW婴儿中比对照组高1.01和1.02倍,这是不显著的。然而,检测de Jong报告的CF组和对照组的log (LA/AA)和log (WA/AA)的一半差异et al。13(分别为0.14和0.081),本研究的有效性分别为62%和59%。RW组LA/AA和WA/AA的对数差分别为0.14和0.081,分别是对照组的1.38和1.21倍。来检测德容研究报告中三分之二的差异et al。13,本研究将不得不为86%和83%的功率,用于分别LA / AA和WA / AA,和这将对应于LA / AA和WA / AA是所述RW组高与对照组相比1.55和1.28倍组。
目前作者不了解有关RW的婴儿的气道尺寸或壁厚的病理数据,特别是当受试者无症状时获得标本的情况下。来自婴儿和幼儿的支气管活组织检查表明,在这个非常年轻的时期,网状基底膜(RBM)在这个非常年轻的时期不会加厚,尽管在几岁的时候可能存在增厚18,19.在成人中,RBM厚度已被发现与HRCT成像评估的气道壁厚度相关;然而,在儿童中没有发现相关性9.从婴儿猝死综合征婴儿死亡的有限尸检数据表明,母亲吸烟过多会导致气道平滑肌内部气道壁较厚,但不会导致整个气道壁区域增厚20..In addition, this finding was not present for all airways but limited to the largest airways evaluated: those airways with estimated luminal diameters between 0.6 and 1.2 mm, or estimated luminal areas between 0.28 and 1.1 mm2.类似于光微观结果,本HRCT测量包括类似尺寸的气道,并且还没有表现出总壁面积的任何差异。不同于固定的组织的光学显微镜测量,HRCT在活的有机体内测量不能细分整体壁厚的组成部分,也不能评估气道平滑肌内部的面积。然而,对尸检肺部气道的评估可能会被混淆验尸支气管收缩和气道水肿,以及在该气道是固定的肺容积。
该RW基,以及,具有较低的用力呼气的组与ETS婴儿流动比以前评估基于健康对照的预测值15.这些发现与之前报道的对RW和ETS患儿使用强迫呼气流量和/或阻力的研究一致2,15,21,22.除了气道壁厚度增加导致气道腔变窄外,气道功能下降的潜在机制还包括气道张力增加、气道更可折叠以及肺弹性反冲压力降低。
吸入支气管扩张剂后强制呼气流动的缺乏显着改善表明,下流量未缩放到增加的支气管调。在吸入的支气管扩张剂后10分钟评估了支气管扩张剂气道功能,这可能潜在低估了支气管扩张剂反应。然而,目前在该主题年龄组中的甲素(MCH)挑战的当前作者的经验表明,在10分钟内完全逆转急性MCH诱导的支气管细胞。因此,错过了这些婴儿中的显着支气管扩张剂反应。
由于每个肺体积的切片包含的气道解剖结构不同,因此无法从HRCT图像中评估两个不同肺体积处的气道壁的扩张程度。有限的RW婴儿的生理数据表明,这些婴儿可能在气道壁的机械特性不同23;然而,在这些学科中还没有获得气道力学的直接测量。RW或ETS患儿的下肺弹性反冲也有助于降低强迫呼气流量。在目前的研究中,在肺容量升高时测量组织密度。通过光学显微镜评估,猴子产前暴露于尼古丁导致肺泡平均线性截距增加和肺泡空气体积密度增加24,这可以通过HRCT扫描实质密度的测量得到,就像在肺气肿的成年人中观察到的那样7,25.在肺部升高的体积(肺部)中没有发现组织密度的差异(V20.)对RW或ETS婴儿与健康对照组和无ETS婴儿进行比较;这一发现与RW组和ETS组婴儿评估的实质组织性质没有差异是一致的。此前有报道称ETS与呼吸系统的被动弹性特性的改变无关26;然而,目前的作者不了解任何公布的研究,即直接评估这些受试者的肺弹性反冲。
总之,使用高分辨率计算机断层扫描图像,没有证据发现有复发性喘息史的婴儿在没有呼吸道症状时气道缩小、气道壁增厚或空气潴留。然而,在吸入支气管扩张剂后,这些受试者的强迫呼气流量确实减少,而没有增加。同样,有吸烟史的婴儿在功能残留能力时没有显示出更小的气道或更低的组织密度,而这组受试者也有减少的强迫呼气流量。较低的强迫呼气流量可能是由于某种程度的气道狭窄导致的,而这种狭窄程度无法用所采用的方法解决,或来自其他机制,如更可折叠的气道或肺弹性反冲减少。
支持声明
这项研究是由美国国立卫生研究院(贝塞斯达,MD,USA)的研究经费54062的支持。
感兴趣的语句
对于H.O.感兴趣的说明Coxson可以在这里找到www.www.qdcxjkg.com/misc/statements.shtml
- 收到2007年8月14日。
- 接受2008年8月4日。
- ©ers Journals Ltd