剑鞘气管与COPD临床关系分析

瞿香坤 夏静 唐超 田图磊 曹利芳

剑鞘气管(saber-sheath trachea)是指胸腔内气管横径缩短，其前后径变长，气管的冠状径与矢状径的比值(即气管指数)≤2/3[1-3]。一般采用Greene的方法，在主动脉弓以上10mm进行测量[1-3]。Simmods于1905在解剖尸体发现胸内气管畸形如剑鞘样改变，由此命名[3]。随着影像技术的快速发展，1975年Greene用X-ray摄片详细阐述剑鞘气管[1]。目前国内外关于剑鞘气管已经阐述明确，各种新的进展研究有不少报道，但是关于用胸部CT计算剑鞘气管的比值在COPD患者的肺功能评估及1年内平均加重次数方面较少，本研究回顾分析我科120例具有剑鞘气管COPD患者的临床资料，分析COPD患者剑鞘气管的气管指数与肺功能相关指标及1年内平均加重次数的关系。

资料与方法

一、研究对象

选自2017年1月～2018年12月亳州市人民医院呼吸科120例COPD具有剑鞘气管的患者，均符合慢性阻塞性肺疾病诊治指南(实践版·2018)诊断标准[4]。120例COPD患者均符合剑鞘气管评定标准及排除标准(符合Greene标准)[1-2]，其中男80例，女40例，年龄53～85岁，平均69.78±12.70岁；在现病史里记录1年内COPD平均加重次数。

二、检查方法

1 胸部CT扫描 入选患者均行连续1mm胸部CT扫描，扫描范围：从胸腔入口至肋隔角[3]。在肺窗及纵隔窗观察气管连续性的形态变化；纵隔窗上，在主动脉弓上方10mm的断层面上，测量气管的内冠状径和内矢状径，算出气管指数值[1-3]。

2 肺功能检查 采用我科耶格MS-PFT肺功能仪，检测120例COPD患者肺功能，常规肺功能检测在患者病情稳定后检查。检测指标：一秒钟用力呼气容积(FEV1)、用力肺活量(FVC)、一秒率(FEV1/FVC%)、功能残气量(FRC)、残气量(RV)、肺总量(TLC)、残气量/肺总量比值(RV/TLC)。

三、统计学处理方法

结 果

一、胸部CT测量结果

入选120例COPD患者在主动脉弓上方10mm断层面测量气管内径。剑鞘气管内冠状径的长度范围是5.5～16.5mm，平均值11.19±2.02mm；内矢状径的长度范围是13.32～36.21mm,其平均值为21.89±5.75mm；气管指数范围：0.29～0.66，平均值：0.52±0.16(见图1)；120例COPD患者各级肺功能例数、气管指数、年发病次数(见表1)。

表1 120例COPD患者的各级肺功能例数、气管指数、年发病次数等相关指标

二、120例COPD患者的气管指数与年内平均加重次数的相关性

120例COPD每个患者1年内来均有不同程度急性加重，并分析120例个气管指数与1年内平均加重次数进行相关性分析，两者呈明显负相关(r=-0.938，P<0.05)( 见图2)。

图1 A.胸腔外气管形态正常 B.气管程剑鞘样改变伴有肺大疱 C.剑鞘气管伴肺气肿

图2 120例COPD患者的气管指数与1年内平均加重次数呈负相关

三、120例COPD患者的平均气管指数与肺功能各项指标相关性

120例COPD患者的平均气管指数与一秒钟用力呼气容积(FEV1)呈正相关(r=0.781,P<0.05)，与一秒率(FEV1/FVC%)呈正相关(r=0.812,P<0.05)，与用力肺活量(FVC)、功能残气量(FRC)、残气量(RV)、肺总量(TLC)、残气量/肺总量比值(RV/TLC)等无相关性(见表2)；120例COPD患者的气管指数与FEV1%pred呈正相关(r=0.935,P<0.05)(见图3)。

表2 120例COPD患者平均气管指数与肺功能相关指标的相关性

图3 120例COPD患者的气管指数与FEV1%pred呈正相关

图4 慢性的气道炎症反复刺激，引起气道的弹性软骨塌陷，并且肺气肿引起肺体积的增大，使气管两侧壁向正中线移动，气管逐步由圆形向剑鞘样改变

讨 论

剑鞘气管是由Simmond首次提出，Greene、刘勇彬等国内外学者逐渐完善相关理论，其具体形成机制目前不明确，一般多见于50岁以上的人群，未见有关于青少年及以下的报道[1-3，5-8];大部分学者的报道，剑鞘气管是在成年以后发病多见。Greene在1975年报道了60例剑鞘气管其中有57例是COPD患者，随后国内外报道也证实了这一点，本研究，在年龄上均大于50岁以上，其气管指数平均值在0.52±0.16，与之相符[5-7，8-9]。

COPD患者的剑鞘气管的形成机制，可能是由于反复慢性咳嗽、咳痰及气道慢性炎症，因刺激导致气管软骨损害、重塑、退变、气管环发生骨性钙化及部分气管弹性纤维的断裂使气管进一步失去弹性支撑[8-10]。另外随着COPD患者病情进展，肺功能的进一步恶化，肺弹性回缩力下降，发生肺气肿，引起肺的体积增大，压迫胸腔内的气管使其冠状径变短[11-12]，由于COPD的临床特点是反复的咳嗽，咳嗽引起胸腔压力进一步增加，气管从而受到两侧壁的挤压力，也是形成剑鞘气管的另一个原因[11,13-14]。剑鞘气管既有气管结构破坏、重塑，也胸腔内压力作用的结果(见图4)[15-16]。

本研究也证实了，随着COPD患者病情发展，肺气肿进一步加重，剑鞘气管越明显，随着COPD反复加重，肺功能进一步下降显著，肺功能分级度数上升，其气管指数值越小；气管指数与FEV1、FEV1/FVC%、FEV1%pred呈正相关(r=0.781,P<0.05、r=0.812,P<0.05、r=0.935,P<0.05)，气管指数值越大，反映COPD患者的肺功能较好；临床工作中我们可以利用气管指数值来间接评估COPD患者的肺功能严重程度。本研究显示，120例COPD患者的气管指数与1年内的平均加重次数呈负相关(r=-0.938，P<0.05)，其机理可能是以下原因：首先，COPD患者肺气肿其肺的弹性减低，肺残气量增加，引起肺的体积增大，从两侧向气管压迫使气管变窄，随着肺气肿的加重，肺的结构改变，细菌定植，导致感染几率增加，引起每年病情平均加重次增多[16-19]，其次剑鞘气管的COPD患者一般平均年龄在70岁左右，机体抵抗力及免疫力都下降，在受凉后，容易引起急性加重[4，19]。

剑鞘气管是COPD在影像学方面诊断的特征之一，本研究分析，关于剑鞘气管作为评估COPD患者1年内平均加重次数和肺功能严重程度的相关性，可为临床医生在COPD的诊断、治疗、评价肺功能的辅助参考指标之一。