短头犬鼻内结构特征的CT影像分析

蔡晓琳,谢富强

(中国农业大学动物医院,北京 海淀 100193)

犬短头综合征(Brachycephalic Airway Syndrome,BAS)是侵害许多短头犬的进行性疾病,会导致早发性、终身性、不断恶化的健康问题[1]。BAS的临床症状通常包括打鼾、吸气性呼吸困难、运动不耐受、喘鸣、紫绀,甚至更严重的情况下会发生晕厥,这些症状在应激、运动或高温的情况下通常会恶化[2]。长久以来,鼻孔狭窄和软腭过长被认为是呼吸道阻塞的主要原因[3],近几年,随着内窥镜及计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)技术的应用,人们发现导致短头犬呼吸道阻塞的原因是多方面的。本试验利用CT扫描成像技术对短头犬的鼻内解剖结构进行影像分析,旨在探讨解剖结构异常对犬呼吸状况的影像,为临床诊治犬短头综合征提供支持。

1 材料与方法

1.1 实验动物 试验共21只犬,其中9只成年短头犬,12只成年比格犬。试验犬经过体格检查无与鼻腔疾病相关临床症状,饲喂一周后进行试验。

1.2 主要仪器设备及药品

(1)CT机,飞利浦医疗(苏州)有限公司产品,仪器型号MX 16-slice,电压3 N～380 V 50 Hz,功率65 kVA。

(2)飞利浦CT工作站,联想微型计算机,机器型号扬天T4900-c00。

(3)舒泰50,规格5 mL：250 mg,法国维克制药集团产品,批号：6C93。

(4)速眠新 II注射液,规格1.5 mL：0.03 g,吉林省华牧动物保健品有限公司产品,批号：170316。

1.3 试验方法 将舒泰50与速眠新II注射液按1∶3混合后,以0.1 mL/kg·bw,给犬肌肉注射。连接心电监护仪及多普勒血压仪进行心电及血压监护。动物采取俯卧姿势,使用软垫将下颌垫高与扫面床平行,保持头部端正,定位十字线从头正中间穿过,双前肢放置在头部两侧且尽量远离头部。扫描参数为：电压(120 kVp),电流(120 mAs),旋转时间(0.6 s),层厚(1 mm),建像间隔(0.5 mm),重建算法(骨算法)。扫描后图像做如下分析与记录：

(1)鼻黏膜接触点(Nasal mucosal contact points)：本试验引用M.Auger等人提出的方法[4],对以下数个特定解剖位置进行鼻黏膜接触点的评估：腹侧鼻甲(Concha nasalis ventralis,CNV)与腹侧鼻甲之间;CNV与鼻中隔(Septum)之间;CNV与鼻腔外侧壁(Lateral wall)之间;CNV与鼻腔底壁(Nasal floor)之间;CNV与直褶(Plica recta)之间;CNV与鼻翼褶(Plica alaris)之间;CNV与基褶(Plica basalis)之间;直褶与鼻中隔之间;直褶与鼻翼褶之间;鼻翼褶与鼻中隔之间;基褶与鼻中隔腹侧突(Ventral septal swell body)之间。在每只试验犬左右两侧鼻腔相对应的位置进行鼻黏膜接触点的确定,评估从鼻翼褶开始至上颌骨水平部的最前侧(腭裂的后侧)结束。相关解剖结构见图1。

(2)鼻中隔偏曲角度(Septal deviations)：本试验引用M.Auger等人提出的方法[4],自鼻翼褶至筛板,评估鼻中隔偏曲程度。从腹侧犁骨或切齿骨腭突至背侧鼻骨中线作一条垂直线,从这条线的背侧顶点作一条线通过鼻中隔偏曲的顶点,两条线之间的夹角为鼻中隔偏曲角度。如果鼻中隔偏曲存在于整个鼻腔,那么取最大角度进行试验犬之间的对比[18]。

图1 犬鼻腔CT横断面,左图为鼻前庭水平,右图为腭裂后缘水平(WL：300/WW：1 500)

(3)后侧鼻甲异常生长(Caudal aberrant turbinates)：对试验犬的左右两侧鼻腔进行后侧鼻甲骨异常生长的评估(有或无)。评估从腹侧鼻道开始至鼻咽部结束,根据后侧鼻甲异常生长所在的解剖位点进行评级。如果左右两侧鼻腔级数不同,则取最高级作为试验犬的最终结果。本试验引用Vilaplana Grosso[5]等人提出的方法对犬的后侧鼻甲异常生长进行评估,见表1。

表1 短头犬与非短头犬后侧鼻甲异常生长评级系统

(4)犬气道三维重建：通过飞利浦CT工作站组织提取功能,将试验犬的气道进行三维重建,可直观地观察到短头犬与非短头犬气道形态的差异。

1.4 数据处理 使用IBM SPSS Statistics 19对试验数据进行分析,以P值小于0.05作为差异显著标准。

2 结果

短头犬组(n=9)由4只京巴犬、3只巴哥犬以及2只法国斗牛犬组成,平均年龄为3.5±4.4岁(0.3～15.0岁),平均体重为7.6±1.7 kg(5.0 kg～10.2 kg),4只为未绝育公犬(44%),4只为未绝育母犬(44%)以及1只为绝育母犬(12%)。非短头犬组(n=12)由比格犬组成,平均年龄为3.6±2.3岁(1.0～7.5岁),平均体重为8.5±1.8 kg(6.0 kg～11.0 kg),其中6只为绝育母犬(50%),6只为未绝育公犬(50%)。

2.1 鼻黏膜接触点 短头犬组中,9只犬(100%)鼻腔内均可发现鼻黏膜接触点的存在并且双侧鼻腔均受影响。单只犬鼻黏膜接触点总数最少为3个,最多为17个,平均每只犬为7.67±4.50个。非短头犬组中,鼻黏膜接触点只存在于单侧鼻腔的犬有5只(42%),存在于双侧鼻腔的犬有1只(8%),剩余6只犬(50%)双侧鼻腔内均没有发现鼻黏膜接触点。单只犬鼻黏膜接触点总数最少为0个,最多为3个,平均每只犬为0.67±0.89个。短头犬与非短头犬鼻前庭对比见图2-1A、B。

相较于非短头犬,短头犬的鼻黏膜接触点显著增多(短头犬7.67±4.50;非短头犬0.67±0.89;P=0.001)。不同性别(P=0.8)、年龄(P=0.58)与体重(P=0.39)之间的鼻黏膜接触点数没有统计学上的差异。

2.2 鼻中隔偏曲角度 短头犬与非短头犬鼻中隔偏曲发生率之间无显著性差异,短头犬中有8只(88.9%)表现鼻中隔偏曲,非短头犬中亦是8只(66.7%)表现鼻中隔偏曲(P=0.338)。两组试验犬的鼻中隔偏曲角度见表2,短头犬组的平均鼻中隔偏曲角度为 21.9°±13.0°(0.0°～36.7°),非短头犬组为5.7°±4.9°(0.0°～11.8°),短头犬与非短头犬鼻中隔偏曲角度之间有显著差异(短头犬21.9°±13.0°;非短头犬5.7°±4.9°;P=0.003)。

表2 两组试验犬鼻中隔偏曲角度

2.3 后侧鼻甲异常生长 短头犬后侧鼻甲异常生长发生率与非短头犬之间无显著差异(短头犬33.3%;非短头犬8.3%;P=0.063)。其中,短头犬组出现后侧鼻甲异常生长的3只犬均表现为1级即极轻微的异常,而非短头犬组唯一1只出现后侧鼻甲异常生长的犬表现为2级即轻度异常,见图2C、D。

图2 犬鼻部CT横断面

2.4 犬气道三维重建 气道三维重建结果显示,短头犬鼻腔内气道部分明显短于非短头犬,此外,与非短头犬相比,短头犬额窦显著减小。非短头犬从上颌鼻甲部分气道至筛鼻甲部分有较为平缓的过渡,而短头犬这两部分气道的过渡几乎呈垂直角度(见中插彩版图3),这可能会引起气道阻力的上升。

图3 犬气道三维重建侧面观

3 讨论

3.1 犬鼻甲发育及组织学研究 在健康动物中,出生后鼻甲的生长是一个正常的生理过程,直至整个鼻腔被占满,正常的生长会在相邻的鼻甲互相接触之前停止。而这个正常的生理机制在短头犬中可能存在缺陷,导致短头犬鼻腔内鼻甲结构畸形并超出其正常解剖的限制,称之为鼻甲异常生长。通过对短头犬和非短头犬的鼻甲组织学对比可知,短头犬鼻甲的骨组织、覆盖在骨组织上的黏膜均比非短头犬厚,血管也更粗。在短头品种犬鼻腔中更常见鼻黏膜接触点,这些接触点可能会使气道阻力增加。据国外学者研究,短头犬的后侧鼻甲异常生长发生率要显著高于非短头犬,总体发生率为43% ～67%[6]。虽然本试验显示,短头犬(33.3%)后侧鼻甲异常生长发生率与非短头犬(8.3%)之间无显著统计学差异,但笔者认为,应该在进一步的研究中扩大样本量才能下定论。

3.2 犬鼻黏膜接触点与鼻内阻塞的关系 本试验结果显示,相较于非短头犬,短头犬的鼻黏膜接触点显著增多。但由于样本量较小,无法分析不同短头品种之间的差异。有国外学者研究发现,不同短头品种之间鼻黏膜接触点发生率亦存在差异：巴哥犬为30%,法国斗牛犬则为79%。CNV与CNV之间的接触对气道阻力的影响最大,由于CNV占据的鼻腔空间最多,接触点越多,鼻道的空间就越小。法国斗牛犬的鼻黏膜接触点发生率高,这也许可以解释为什么相较于巴哥犬,鼻甲切除术对于它们来说更具有保障性。巴哥犬虽然鼻子比法国斗牛犬短,但鼻黏膜接触点更少。法国斗牛犬也有比巴哥犬具有更严重软腭肥厚的趋势。大多数巴哥犬有明显的直褶增大,通常会与鼻中隔和鼻翼褶接触,这导致巴哥犬在鼻前庭已经存在阻塞,但鼻腔内的阻塞比法国斗牛犬少。在只有直褶肥厚的犬中,移除这些肥厚组织也许可以有效改善鼻内阻塞的情况[6]。

3.3 犬鼻中隔偏曲的临床意义 本试验结果显示,短头犬与非短头犬鼻中隔偏曲发生率之间无显著性差异,但偏曲角度之间存在显著性差异。有学者认为,导致短头犬鼻黏膜接触点增多的原因除了鼻甲异常生长和肥厚外,还有鼻中隔偏曲导致的代偿性肥厚。为了减少气湍流,在鼻中隔偏曲的凹面形成的鼻甲肥厚被认为是代偿性的生理反应[6]。亦有人认为,犬鼻中隔偏曲的意义目前尚不明确[4]。

3.4 待研方向 对于短头犬气道阻力及短头综合征的临床症状严重程度,我们尚没有可用于临床的客观指标进行评估,以致我们对短头犬所有解剖变异的研究都无法与临床症状严重程度相联系。国外学者在这方面已做了相关研究,Eric T.Hostnik等人以CT(128排)断层扫面图为基础,利用专业软件通过组织提取、三维重建、模拟仿真等技术,开创了一种非侵入性量化气道阻力的新方法,并且可以用于客观评价外科手术干预犬短头综合征的效果。他们发现鼻气道阻力的变化是不均匀的,在19/21只英国牛头犬的上气道的头侧三分之一内发生气道阻力的最大提升,提示我们将手术集中在鼻孔和鼻腔,不干预软腭是可取的,因为它可以减少麻醉时间和手术时间,并且不必在已经狭窄的鼻咽/咽喉区域管理术后的炎症[7]。Nai-Chieh Liu等人提出全身气压体积描记法(Whole-Body Barometric Plethysmography,WBBP)可为法国斗牛犬短头综合征的诊断提供客观依据[8]。Liisa Lilja-Maula等人利用亚极量运动试验来客观描述法国斗牛犬的短头综合征严重性及对比手术前后的数据评估手术效果[9]。未来,寻求可用于临床的短头犬气道阻力及短头综合征的临床症状严重程度客观评估指标并将其与短头犬鼻内解剖变异相联系是主要研究方向。