Article Info

1.新疆生产建设兵团农六师医院放射科，新疆五家渠 831300；2.新疆医学院，新疆乌鲁木齐 830000

[摘要]目的探讨强功率雾化机雾化造影剂的功效，寻求呼吸性疾病的早期诊断方法。方法采用强功率雾化机，将X线造影剂雾化为气雾造影剂，分别对人及猪肺标本进行雾化造影成像，具体方法如下：受试者主动将气雾造影剂吸入气道内，经反复缓慢深吸气后进行胸部造影成像；将气雾造影剂持续喷入猪肺标本气道口后进行造影成像。结果人肺图像可较为清晰地显示出部分近端气道，且人体无任何刺激感；猪肺标本图像可清晰显示出气管、支气管、细支气管以及肺泡。结论猪肺标本各段支气管图像均达到诊断要求；人肺部分气道图像较为清晰，但未达到诊断要求，可通过提高雾化量的方法，使图像更为清晰，以达到诊断要求。

[关键词]强功率雾化机；气雾造影剂；全气道雾化成像；呼吸性疾病

0 前言

呼吸性疾病多数来自于气道内，然而许多高端成像仪无法显示气道内最早期的疾病征象[1]。本文采用强功率雾化机雾化造影剂，并进行肺全气道的形态与功能成像，探索通过该方式从气道内发现最早期病理征象的可行性，以达到最早期诊断呼吸性疾病的目的。

1 材料与方法

采用振荡频率为1.7 MHz的强功率雾化机，其电路驱动为120个高密度阵列的压电陶瓷雾化片，其雾化室容积为5000 mL。将雾化室常规消毒后，加入4500 mL碘水类X线造影剂，开启雾化机，雾化出雾粒直径为0.5～10 μm的气雾造影剂，雾化量和喷射速率为100 L/min可调。强功率雾化机实物图，见图1。

人肺雾化造影方法：雾化2 min后由本文作者经口慢而深的吸气后憋气5 s再呼气，如此反复持续20 min。猪肺标本雾化造影方法：将气雾造影剂喷入新鲜猪肺标本的气管口，持续喷射50 min，将猪肺前后左右变动，使造影剂在气道内均匀涂抹。

2 结果

猪肺标本的气管、支气管、细支气管均充盈造影剂，显影清晰，部分肺泡也可见（图2）。本文作者在主动吸入雾化的气雾造影剂时，无任何刺激感，气管、主支气管到7级细支气管部分显影，雾化造影像见图3。

图2 猪肺标本雾化造影片

注：雾化的气雾造影剂直接喷入猪肺标本的气管口，显示了全气道影，如果某段支气管腔有微小改变即可显示其形态，如充盈、缺损、狭窄、扩张等。因该标本为被动喷入，无呼吸因素，故仅仅显示形态结构成像。

图3 人肺气道雾化造影片

注：a.肺气道街景片，显示了气管、支气管到7级细支气管壁，两肺下野内带的小支气管显像较好；b.局部放大造影片，显示左肺门处的支气管和其下方细支气管均有显影。上图均通过吸气显影，证明强功率雾化机雾化气雾造影剂具有成像功能。

3 讨论

除呼吸系统疾病外，一些远处器官疾病的早期病状也常在气道内显示，主要为气道管腔形态和呼吸功能的改变。在传统气管插管支气管造影的胸片中，支气管树影像的分辨率远高于CT、MRI[2]，且与CT、MRI的大量离散图像相比，其整体观察性强且高效，但因其安全性低、增加患者痛苦的缺点，现已很少使用。气道内部作为许多疾病的发源地，有与外界直通、管径粗大、操作路径直而浅、无高压血流冲击等特点，因此，气道介入比血管介入更为安全。如果将传统气管插管注入造影剂造影改良为雾化吸入造影剂造影，既可保留早期诊断的优势，同时又可避免刺激及窒息感。

本研究中，猪肺标本雾化造影的各级支气管的清晰影像已达到了诊断要求，说明当雾化功率增加到一定强度，即人肺吸入气雾造影剂的含量达到喷入猪肺标本显影量的一半时，即可达到诊断要求的显影量，即全气道半透明造影像。但要想达到该效果，还需结合活体人肺部的雾化吸收和呼吸参数设计才有望实现。

人肺适应的吸气量为15～60 L/min，药物进入气道沉降部位与雾粒的直径、密度、吸湿效应及运动速度等因素有关，且雾粒直径的大小是影响沉降和分布的主要原因。直径大于10～15 μm的雾粒几乎100%沉降于咽喉部；5～10 μm的雾粒大部分沉降于气管支气管；1～5 μm的雾粒分布在下呼吸道；0.5～1.0 μm的雾粒沉积于呼吸性细支气管至肺泡壁。雾粒的密度增加，其沉降率也随之增加，这是本文设计强功率雾化的依据。沉降率与呼吸量成正比，与呼吸的频率成反比，例如，深而慢的呼吸和深吸气后屏气将显著增加雾粒在下气道和肺泡的沉降率。雾粒直径小于1 μm时大部分雾粒随呼吸气流排出体外，肺的吸气与呼气功能的改变直接决定气道显影的好坏，是本文设计肺功能成像的主要依据。

呼吸系统疾病多先做平片检查，早期多为肺纹理增多。CT、MIR或纤支镜等检查质量高，但多为进一步的检查，确诊时病情多为晚期，对肺外周气道或小病灶检查假阳性率普遍较高[3-5]，其测量管腔病变范围过长。这些方式的检查程序复杂，检查费用高。纤维支气管镜有插管痛苦的缺点，且并发症较多。本文中，猪肺标本的全气道雾化造影可直接清晰显示气道管腔至肺泡腔的形态结构，影像读片简便直观、综合阅片能力强、病变支气管的测量客观准确，但不能反映肺的呼吸功能。

静态结构图像再清晰也无法反映肺的高级生理功能。肺部80%为含气结构，这为雾化功能造影提供了先决条件。生理病理的改变在肺的呼吸功能上有较明显显示，功能成像可能在结构改变前就显示肺的病理异常[6-7]。雾化成小于1 μm雾粒的气雾剂，可完全随呼吸与空气同步吸入成像或呼出残留成像。大多数病变易产生气道阻塞，其早期病变均可引起呼吸改变、甚至呼吸困难[8-9]。哮喘病的影像结构多无异常，仅有肺容量增大、透亮度和小支气管径显著增加等特点，但通过哮喘病呼吸困难的特点，可得出吸入与呼出的气雾造影剂不同的对比显示。同时，可配置肺定量自动分析软件，计算全肺体积、容积差及变化比等问题，其特点为气道显影的程度始终与呼吸参数直接相关。

由于通过狭窄弯曲敏感的咽喉声门部的气雾剂量太少，如吸气量为60 L/min时，吸入肺部药量仅达20%，吸入时间过长，无法短时间造影。为解决上述问题，需强功率雾化机雾化喷出比治疗雾化机更高浓度和流量的气雾造影剂，在深吸气时吸入，有望大幅提高进入量，达到显影效果。

治疗雾化机的雾化量太小，无法用于气道造影。而工农业雾化机雾化量很大，但装液量太多。所以用于气道雾化造影的雾化机，需大功率、高浓度、高流量雾化、小装液量。本文采用120雾化片高密度集成组装，将雾化量和喷射速率增加到100 L/min并可调，而装液量仅为4000 mL。故对猪肺的雾化造影由原来的160 min缩短到50 min。本文作者吸入时无任何刺激感，仅部分气道显影，说明肺的含气总容量很大（约3～9 L），需研究功率更强、装液量更小、雾化出更高浓度的气雾造影剂的雾化机。高浓度大流量的气雾造影剂中混入大量空气，吸入时不会有窒息感。

4 总结

本文在药剂学的肺部雾化治疗参数的基础上，采用强功率雾化机对造影剂进行雾化，并大幅提高了雾化浓度和流量，不但能进行形态结构显影，还可进行功能成像。通过对本文作者吸入感受的了解，及对猪肺标本的图片分析，可知有望实现安全的DR、CT气道成像。雾化机在约10 min随吸气喷入30 mL的气雾造影剂，即可气道内成像。该成像方法可显示呼吸性病变最早期的病理征象，简单、直观、低费用、治疗微创、易于推广。但该方法无法显示支气管壁及管腔外的改变，管腔完全堵塞也无法显示。

[1] 向阳,赵先贵,张裕茹,等.碘水剂超声雾化吸入支气管造影方法研究及临床应用[J].湖北民族学院学报:医学版,1993,10(2):7-10.

[2] 池田茂人,俞安乐.选择性支气管造影与肺泡支气管造影[J].临床放射学杂志,1982,(2):92-93.

[3] 颜吉平,李俊峰,刘一江.双源CT容积灌注成像技术在诊断孤立性肺结节中的应用价值[J].中国医疗设备,2014,29(10):156-158.

[4] 谢晟,王仁贵,王仪生,等.肺HRCT的吸气相和呼气相的定量研究及其与肺功能关系的初步研究[J].实用放射学杂志, 2002,18(3):1119-1212.

[5] 韩英,马大庆.多层螺旋CT仿真支气管镜对气管支气管病变的诊断价值[J].中华放射学杂志,2006,40(9):929-931.

[6] Naidich DP,Webb WR,王振光,等.气道影像学功能成像与影像评价[M].北京:人民军医出版社,2009:95-96,136-141,157-161.

[7] 崔福德,龙晓英.药剂学[M].7版.北京:人民卫生出版社,2011: 307-322.

[8] 陈平,周锐,陈燕.呼吸疾病诊疗新技术[M].北京:人民卫生出版社,2012:304-313.

[9] 盛会雪,张龙江,张宗军,等.氙气增强的双能量CT肺通气成像及临床应用[J].中华放射学杂志,2012,46(8):764-766.

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

Abstract：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.

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

强功率雾化机在肺全气道雾化中的应用

0 前言

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 总结