強功率霧化機在肺全氣道霧化中的應用

梅昕，劉毅，卓越，王俊興，田素生，李白艷，郭輝

1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)六師醫(yī)院 放射科，新疆 五家渠 831300；2.新疆醫(yī)學院，新疆 烏魯木齊 830000

強功率霧化機在肺全氣道霧化中的應用

梅昕1，劉毅1，卓越1，王俊興1，田素生1，李白艷2，郭輝2

1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)六師醫(yī)院 放射科，新疆 五家渠 831300；2.新疆醫(yī)學院，新疆 烏魯木齊 830000

目的探討強功率霧化機霧化造影劑的功效，尋求呼吸性疾病的早期診斷方法。方法采用強功率霧化機，將X線造影劑霧化為氣霧造影劑，分別對人及豬肺標本進行霧化造影成像，具體方法如下：受試者主動將氣霧造影劑吸入氣道內(nèi)，經(jīng)反復緩慢深吸氣后進行胸部造影成像；將氣霧造影劑持續(xù)噴入豬肺標本氣道口后進行造影成像。結(jié)果人肺圖像可較為清晰地顯示出部分近端氣道，且人體無任何刺激感；豬肺標本圖像可清晰顯示出氣管、支氣管、細支氣管以及肺泡。結(jié)論豬肺標本各段支氣管圖像均達到診斷要求；人肺部分氣道圖像較為清晰，但未達到診斷要求，可通過提高霧化量的方法，使圖像更為清晰，以達到診斷要求。

強功率霧化機；氣霧造影劑；全氣道霧化成像；呼吸性疾病

0 前言

呼吸性疾病多數(shù)來自于氣道內(nèi)，然而許多高端成像儀無法顯示氣道內(nèi)最早期的疾病征象[1]。本文采用強功率霧化機霧化造影劑，并進行肺全氣道的形態(tài)與功能成像，探索通過該方式從氣道內(nèi)發(fā)現(xiàn)最早期病理征象的可行性，以達到最早期診斷呼吸性疾病的目的。

1 材料與方法

1.1 材料

采用振蕩頻率為1.7 MHz的強功率霧化機，其電路驅(qū)動為120個高密度陣列的壓電陶瓷霧化片，其霧化室容積為5000 mL。將霧化室常規(guī)消毒后，加入4500 mL碘水類X線造影劑，開啟霧化機，霧化出霧粒直徑為0.5～10 μm的氣霧造影劑，霧化量和噴射速率為100 L/min可調(diào)。強功率霧化機實物圖，見圖1。

圖1 強功率霧化機實物圖

1.2 方法

人肺霧化造影方法：霧化2 min后由本文作者經(jīng)口慢而深的吸氣后憋氣5 s再呼氣，如此反復持續(xù)20 min。豬肺標本霧化造影方法：將氣霧造影劑噴入新鮮豬肺標本的氣管口，持續(xù)噴射50 min，將豬肺前后左右變動，使造影劑在氣道內(nèi)均勻涂抹。

2 結(jié)果

豬肺標本的氣管、支氣管、細支氣管均充盈造影劑，顯影清晰，部分肺泡也可見（圖2）。本文作者在主動吸入霧化的氣霧造影劑時，無任何刺激感，氣管、主支氣管到7級細支氣管部分顯影，霧化造影像見圖3。

圖2 豬肺標本霧化造影片

圖3 人肺氣道霧化造影片

3 討論

除呼吸系統(tǒng)疾病外，一些遠處器官疾病的早期病狀也常在氣道內(nèi)顯示，主要為氣道管腔形態(tài)和呼吸功能的改變。在傳統(tǒng)氣管插管支氣管造影的胸片中，支氣管樹影像的分辨率遠高于CT、MRI[2]，且與CT、MRI的大量離散圖像相比，其整體觀察性強且高效，但因其安全性低、增加患者痛苦的缺點，現(xiàn)已很少使用。氣道內(nèi)部作為許多疾病的發(fā)源地，有與外界直通、管徑粗大、操作路徑直而淺、無高壓血流沖擊等特點，因此，氣道介入比血管介入更為安全。如果將傳統(tǒng)氣管插管注入造影劑造影改良為霧化吸入造影劑造影，既可保留早期診斷的優(yōu)勢，同時又可避免刺激及窒息感。

本研究中，豬肺標本霧化造影的各級支氣管的清晰影像已達到了診斷要求，說明當霧化功率增加到一定強度，即人肺吸入氣霧造影劑的含量達到噴入豬肺標本顯影量的一半時，即可達到診斷要求的顯影量，即全氣道半透明造影像。但要想達到該效果，還需結(jié)合活體人肺部的霧化吸收和呼吸參數(shù)設(shè)計才有望實現(xiàn)。

3.1 肺部霧化吸收藥物的特點

人肺適應的吸氣量為15～60 L/min，藥物進入氣道沉降部位與霧粒的直徑、密度、吸濕效應及運動速度等因素有關(guān)，且霧粒直徑的大小是影響沉降和分布的主要原因。直徑大于10～15 μm的霧粒幾乎100%沉降于咽喉部；5～10 μm的霧粒大部分沉降于氣管支氣管；1～5 μm的霧粒分布在下呼吸道；0.5～1.0 μm的霧粒沉積于呼吸性細支氣管至肺泡壁。霧粒的密度增加，其沉降率也隨之增加，這是本文設(shè)計強功率霧化的依據(jù)。沉降率與呼吸量成正比，與呼吸的頻率成反比，例如，深而慢的呼吸和深吸氣后屏氣將顯著增加霧粒在下氣道和肺泡的沉降率。霧粒直徑小于1 μm時大部分霧粒隨呼吸氣流排出體外，肺的吸氣與呼氣功能的改變直接決定氣道顯影的好壞，是本文設(shè)計肺功能成像的主要依據(jù)。

3.2 氣道霧化造影的早期價值與特點

呼吸系統(tǒng)疾病多先做平片檢查，早期多為肺紋理增多。CT、MIR或纖支鏡等檢查質(zhì)量高，但多為進一步的檢查，確診時病情多為晚期，對肺外周氣道或小病灶檢查假陽性率普遍較高[3-5]，其測量管腔病變范圍過長。這些方式的檢查程序復雜，檢查費用高。纖維支氣管鏡有插管痛苦的缺點，且并發(fā)癥較多。本文中，豬肺標本的全氣道霧化造影可直接清晰顯示氣道管腔至肺泡腔的形態(tài)結(jié)構(gòu)，影像讀片簡便直觀、綜合閱片能力強、病變支氣管的測量客觀準確，但不能反映肺的呼吸功能。

3.3 氣道霧化功能成像的價值與特點

靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖像再清晰也無法反映肺的高級生理功能。肺部80%為含氣結(jié)構(gòu)，這為霧化功能造影提供了先決條件。生理病理的改變在肺的呼吸功能上有較明顯顯示，功能成像可能在結(jié)構(gòu)改變前就顯示肺的病理異常[6-7]。霧化成小于1 μm霧粒的氣霧劑，可完全隨呼吸與空氣同步吸入成像或呼出殘留成像。大多數(shù)病變易產(chǎn)生氣道阻塞，其早期病變均可引起呼吸改變、甚至呼吸困難[8-9]。哮喘病的影像結(jié)構(gòu)多無異常，僅有肺容量增大、透亮度和小支氣管徑顯著增加等特點，但通過哮喘病呼吸困難的特點，可得出吸入與呼出的氣霧造影劑不同的對比顯示。同時，可配置肺定量自動分析軟件，計算全肺體積、容積差及變化比等問題，其特點為氣道顯影的程度始終與呼吸參數(shù)直接相關(guān)。

3.4 氣道聲門氣霧造影劑的流量

由于通過狹窄彎曲敏感的咽喉聲門部的氣霧劑量太少，如吸氣量為60 L/min時，吸入肺部藥量僅達20%，吸入時間過長，無法短時間造影。為解決上述問題，需強功率霧化機霧化噴出比治療霧化機更高濃度和流量的氣霧造影劑，在深吸氣時吸入，有望大幅提高進入量，達到顯影效果。

3.5 強功率霧化機

治療霧化機的霧化量太小，無法用于氣道造影。而工農(nóng)業(yè)霧化機霧化量很大，但裝液量太多。所以用于氣道霧化造影的霧化機，需大功率、高濃度、高流量霧化、小裝液量。本文采用120霧化片高密度集成組裝，將霧化量和噴射速率增加到100 L/min并可調(diào)，而裝液量僅為4000 mL。故對豬肺的霧化造影由原來的160 min縮短到50 min。本文作者吸入時無任何刺激感，僅部分氣道顯影，說明肺的含氣總?cè)萘亢艽螅s3～9 L），需研究功率更強、裝液量更小、霧化出更高濃度的氣霧造影劑的霧化機。高濃度大流量的氣霧造影劑中混入大量空氣，吸入時不會有窒息感。

4 總結(jié)

本文在藥劑學的肺部霧化治療參數(shù)的基礎(chǔ)上，采用強功率霧化機對造影劑進行霧化，并大幅提高了霧化濃度和流量，不但能進行形態(tài)結(jié)構(gòu)顯影，還可進行功能成像。通過對本文作者吸入感受的了解，及對豬肺標本的圖片分析，可知有望實現(xiàn)安全的DR、CT氣道成像。霧化機在約10 min隨吸氣噴入30 mL的氣霧造影劑，即可氣道內(nèi)成像。該成像方法可顯示呼吸性病變最早期的病理征象，簡單、直觀、低費用、治療微創(chuàng)、易于推廣。但該方法無法顯示支氣管壁及管腔外的改變，管腔完全堵塞也無法顯示。

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Application of High-Power Atomizer in Producing Total Aerosol Contrast Agent in Lungs and Full Airways

MEI Xin1, LIU Yi1, ZHUO Yue1, WANG Jun-xing1, TIAN Su-sheng1, LI Bai-yan2, GUO Hui2
1.Department of Radiation, the Sixth Agricultural Division Hospital, Xinjiang Production and Construction Corps, Wujiaqu Xinjiang 831300, China; 2.Xinjiang Medical College, Urumqi Xinjiang 830000, China

ObjectiveTo investigate the function and effectiveness of the high-power atomizer in producing aerosol contrast agent so as to find the method for the diagnosis of respiratory diseases in early stages.MethodsThe high-power atomizer was adopted to atomize the X-ray contrast agent into aerosol contrast agent. Then aerosol contrast imaging was produced in human lungs and pig lungs. The specific methods are listed as the following steps: the subject actively inhaled the aerosol contrast agent into airways through oropharynx; a chest film was after the subject breathed in deeply, slowly, and repeatedly; the spraying aerosol contrast agent was continuously and directly shot into the airways of pig lung specimens; then imaging was produced.ResultsThe human chest films clearly show parts of proximal airway images without causing any irritation to the airway, whereas the film of pig lung specimens show clear images from trachea, bronchus and bronchioles, to pulmonary alveoli.ConclusionEach section of the bronchus images of the passively-sprayed pig lung specimens can meet the diagnostic demands and provide accurate location of lesion for clinical treatment. Although part of the pulmonary airway forms images produced after patient inhales aerosol contrast agent, but it cannot meet the diagnostic demands. By increasing the aerosol amount, the imaging can be clearer to meet the diagnostic standards.

R197.39

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.02.032

1674-1633(2016)02-0118-03

2015-07-09

2015-09-05

作者郵箱：1521616076@qq.com

Abstract:: high-power atomizer; aerosol contrast agent; full airway atomizing imaging; respiratory diseases