三维CT分析下颌发育不全儿童的发育特征和预测气道风险 三维CT分析下颌发育不全儿童的发育特征和预测气道风险三维CT分析下颌发育不全儿童的发育特征和预测气道风险

三维CT分析下颌发育不全儿童的发育特征和预测气道风险

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对于颅面发育畸形的患者,如下颌发育不全,气道管理对患者安全至关重要并有挑战性。

由于各种并发疾病,这些患者通常在

CU或手术室遇到。在麻醉或

监护实践中

不能预测困难气道会

造成很高

率。因此,在

前使用可靠的工具来精确诊断和预测困难气道是很重要的。然而,

人群的

详细的解剖结构评估

数据很少。

充分的术前气道规划,包括与患者匹配的技术和设备,可降低困难气道管理的相关风险。

手术或I

CU的患者中,对评估气道通畅和预测插管困难的有效工具有相当大的需求。使用个体气道试验和困难气道危险因素进行多因素评估有助于术前气道规划和困难气道预测。然而,最近一项大型数据库研究使用多变量评估不能改善困难气道预测。尽管影像学评估,如头

测量,可以提供有价值的上气道骨骼信息,但它只能提供三维结构的二维表征,不能提供体积数据或评估软组织结构。三维数字化定量测量解剖结构可以克服传统

测量的局限性,

为气道管理提供有用的信息,相关结果以

Developmentalfeatures

andpredictingairwayfailure

riskincriticallyillchildren

withmandibularhypoplasiausing

3Dcomputationaltomographic

analysis

为标题发表在

SCIREP

杂志上。

通过下颌发育不全儿童与正常对照组对比,旨在定量分析下颌骨、舌和气道的结构变化及发育迟缓的模式。

目的是为了更好地了解下颌发育不全的早期自然病史,并找到

上用来

预测困难气道的危险因素。

病人选择:

本研究方案已获得首尔峨山医院机构审查委员会批准

(批准号2018-0967)。

本研究纳入了

1990年1月至2018年6月下颌发育不全

并且有

或头颅C

的患者,包括Pierre-Robin

综合征

(Pierre-Robinsequence

PRS)、Treacher-Collins综合征(Treacher-Collinssyndrome

TCS)、Goldenhar综合征(Goldenhar

ssyndrome

GS)和半面

小症(hemifacialmicrosomia

HM)

。排除了临床和人口统计资料不完整的患者。为了确保符合所有的图像质量标准,我们排除了以下情况的患者

(1)CT扫描存在伪影;(2)CT扫描未包含

三维重建

和测量上气道

的参考点

健康对照组从我们机构存档C

数据中选取

。健康对照组的年龄、性别、身高和体重与

病例组

相匹配。下颌骨的形态生长模式与牙列发育阶段密切相关

因此,根据牙列

发育阶段分为两个亚组:

≤5岁组和>5岁组。

测量和数据采集:

我们使用

Mimics和3-matic(Materialise,Leuven,Belgium)软件

来分析C

。首先,每次扫描都要重新切片,以调整头部位置,明确头骨的位置。根据三维多平面

(3Dmulti-planarreformatting

3DMPR)对下颌发育不全患者的上呼吸道进行分析。

我们以四个点确定平均

法兰克福水平面(averageFrankforthorizontalplane

AFH_p):

左眶下缘、右眶下缘

左外耳道上缘、右外耳道上缘

四个点形成一个平均平面,需要以下过程;(1)

确定这

;(2)

逐个用其中

三个点

生成一个平面,共生成

四个平面;(3)

3-matic

软件中从这

四个平面生成一个

平均平面

AFH_p。

DMPR

重建使用

两个平面:

通过鼻根

后点垂直于F

平面的正中矢状面

冠状位通过犁骨后部并与

AFH_p

以及正中矢状面垂直的犁骨冠状面

。3DMPR

重建中需要测量的软硬组织标志点的

在补充表S

。头颅测量分析

测量上呼吸道共包括30个

标志点

。两位专家

独立测量了84个CT扫描数据

中的这3

个标志点

。根据补充表S1和S2中规定的定义,测量下颌发育不

全儿童和健康对照组标志点之间的表面积、体积、距离和角度

(图1)。

资料统计包括年龄、体重、

CT扫描时的身高、性别和患者的诊断。从电子病历中检索围术期变量,

手术史、气管

切开史

、困难气道

和气道维持装置类型。

实践指南,“困难气道”定义为有经验的麻醉

医师(

10年)遇到面罩通气困难或气管插管困难的临床情况。面罩通气困难

定义为不管使用或不使用肌松药情况下

面罩通气不足、不稳定,或需要两名

者。气管插管困难

定义为

无论是否存在气管

异常情况下需要多次尝试

气管插管。

统计分析:

采用R软件3.5版进行统计分析。数据以均数

(M)

±标准差(SD)或中位数[四分位范围(IQR)]表示。

组间比较使用

Student-t检验或Mann-WhitneyU检验。使用MedCalc软件(Mariakerke,Belgium)分析两名观察员的评分间可靠性。为了确定上气道测量值和年龄之间的关系,我们对每个下颌发育不全患者和每个健康对照组进行了线性回归和对数转换。然后计算两组间各参数的logistic回归方程。根据得到的健康对照者logistic回归方程,确定回归方程估计值与各参数测量

值的差值

(Δ)。为探讨困难气道的危险因素,生成Δ参数的受试者工作特征曲线下面积(ROC)。由于年龄和性别在下颌骨发育中起着重要的作用,我们使用了年龄和性别校正的logistic回归来评估上气道测量和困难气道状态之间的关系。P<0.05为差异有统计学意义。

为了确定观察者之间的差异,我们测量了

40个CT扫描数据中30个标志

中的18个。使用总计720个

标志点

,使用Bland-Altman分析每个

标记点

的距离、

相同标记点两个观察者之间的距离差、均值和S

伦理批准:

这项研究是根据《赫尔辛基宣言》进行的。目前的研究方案已获得韩国首尔峨山

机构审查委员会的批准(批准号:2018-0967)。由于研究的回顾性性质,

研究不签署

知情同意。

本研究共纳入了

70例下颌发育不全患者。排除了21例临床资料不完整的患者和7例没有

定量CT

扫描的患者。42例先天性下颌发育不全患者纳入最终分析。

有面部或头部CT扫描

的健康对照组队列中(n=518),

与病例组按

人口统计学上

匹配,共选择4

例对照组

。年龄、性别、身高、体重

分别为0.0067、

0.0905、

0.01291、0.1425

下颌发育不全患者中,

PRS

11.9%)

TCS

10例

23.8%)

(35.7%)

12例(28.6%)。在整个研究队列中,有10名患者在回顾电子病历后发现

。这些患者包括4名PRS患者,2名TCS患者,2名HM患者和2名GS患者

≤5岁

7例,>5岁

3例。1例

出现面罩通气困难(2.4%),8例

出现喉镜

或插管困难(19.0%)

1例患者

两者皆

有(2.4%)。39例患者在全身麻醉下进行了

41次手术。在诱导过程中气道维持方面,35例(85.4%)

使用直接喉镜,

2例(4.9%)

使用声门上通气工具

,2例(4.9%)

使用了可视喉镜

,1例(2.4%)

使用了

支气管镜,1例(2.4%)气管切开。8例(19.0%)患者

围术期进行了气管切开,

其中4例患者在全身麻醉下在手术室

气管切开,

存在气道困难

1例患者面罩通气困难

插管失败,3例患者插管困难。4例患者术前在

内镇静局麻下做了气管切开

患者出生后

因为长时间机械通气而进行了气管切开

没有出现困难气道。

2例患者

内因通气困难

插管失败后,

进行了

紧急气管切开术。因此,6例接

受气管切开术的患者被纳入困难气道组。

下颌发育不全患者与健康对照组的舌-前鼻棘和舌-上颚距离有统计学差异

(10.8±4.2mmvs.8.3±4.1mm,

=0.007;3.1(1.4

6.1)mmvs.5.2(3.5

7.3)mm,

=0.017;

下颌发育不全患者舌骨前

(HAD)和

舌骨后间距(

HPD)较健康对照组短

,分别为

31.6(25.1-35.4)mmvs.37.4(31.3-43.3)mm,

<0.001;21.8±4.2mmvs.24.2±3.9mm,

=0.009。在三维CT

测量中,下颌骨发育不全患者的下颌骨体长、体宽和下颌升支宽度较小,下颌角和下颏角

(IPA)较大

,差异有统计学意义

。其他参数在两组之间没有

统计学

差异。两组

下颌升支

宽度、

下颌体宽

、HAD

HPD总长度、

下颌角间

距离均与年龄经对数变换

呈显著的

线性回归(图2)。

仅在≤

5岁组,下颌骨发育不全患者的口咽部面积、体积、下颌支高度和HPD

显著小于对照组

(表2)。舌相对于前鼻棘的位置、HAD、

下颌支宽

和体宽、体长、

下颌角、下颚角

在不同年龄组间有显著差异。

有困难气道患者

(n=10)与无困难气道患者(n=74)的HAD、HPD、

体长、体宽、IPA有显著性差异。使用这些参数进行回归分析后,HAD、HPD和IPA与气道困难

[HAD:比值比0.83,95%CI

0.71-0.96,

=0.01;HPD:0.7895%CI

0.62-0.98,

=0.04;IPA:1.11

95%CI

1.01-1.22,

=0.02;表3)。年龄和性别

后,HAD和IPA仍有显著性差异[0.79(0.64-0.97),

=0.03和1.10(1.01-1.21),

=0.04]。从ROC曲线分析(图3)可以看出,ΔIPA的曲线下面积(AUC)是单参数中最大的(0.847,95%CI:0.725-0.968),ΔIPA的

utoff点为

7.1°(敏感性80.0%,特异性77.0%;图3G)。ΔIPA中加入ΔHAD提高了AUC、敏感性和特异性(AUC:0.865,95%CI:0.751-0.980,敏感性:90.0%,特异性:85.1%,图3H)。

观察者间的可靠性通过

CT扫描

结果的标志点误差衡量,并

使用Bland-Altman

评估(图4)。观察者1和观察者2

观察的标志点误差M

±SD分别为2.19±2.50mm和1.81±1.18mm。

这项研究有三个主要发现。第一

,与健康对照组相比,下颌发育不全患者上呼吸道解剖结构表现出不同的生长模式。我们发现两组之间在

相对位置、舌骨距离和下颌骨测量上有显著差异,但在舌大小或气道体积上没有差异。

,我们将解剖发育迟缓相关的

测量参数及其结果联系起来,这涉及到下颌发育不全儿童的气道管理策略。第三,我们认为IPA和HAD

作为预测

下颌发育不全儿童

气道建立失败

的危险因素具有临床意义。在临床上,这些措施可

预测困难插管,因为HAD可以很容易地通过测量

甲颏距

来估计。

据我们所知,这是第一个、也是最大的队列研究,为该疾病的

84个3DCT扫描数据集的30个解剖标志

提供数字化定量测量。我们的结果显示,大多数测量

呈现出了显著的

组间和年龄相关差异,但一些特征没有。下颌发育不全患者舌相对远离前鼻棘,相对靠近上

。表明在这些

患者中舌位置更高更靠后

舌后坠

诊断一致。

舌后坠

是PRS患者的临床三联征之一,与口咽梗阻有关。虽然在下颌骨发育不全患者队列中,PRS患者相对较少(11.9%),但舌尖下垂是下颌骨发育不全的显著形态学特征之一。由于下颌骨越小,前突越

少,因此舌头可能越会向后移位。

HAD和HPD描述了影响口腔和咽软组织形状的外部(下颌骨)和内部(舌骨)骨

关系。在这项研究中,

下颌发育不全患者

中明显缩短

。提示舌骨位置受压,容易使

顺畅的

气道变窄。由于下颌

支较短,下颌平面与舌骨之间的距离较长,传统上被认为是气道困难的危险因素。然而,在我们的研究中,我们没有发现这一因素在组间的显著差异。这种不一致可能

由年龄

较大的儿童

下颌升支没有

来解释

颌骨发育不全组的大多数下颌骨三维

CT测量值(支宽、体长、体宽)显著低于健康对照组。这

提示了小颌畸形

。目前对小颌畸形的诊断主观

客观参数。不同年龄、性别和种族的下颌正常尺寸也需要参考指南进行临床应用。本研究

亚洲儿童根据年龄正常的下颌尺寸

小颌畸形的客观参数

提供了诊断参考

。小颌畸形会导致舌后部后退和舌颏间隙变小,可能导致下咽塌陷。还可能导致下颌

间隙狭窄,这可能因为舌头

难以移位,在喉镜检查时

阻碍声门

,产生困难气道。在下颌发育不全的

患者中,气道阻塞会在不同位置发生,从舌后坠和舌骨压迫引起的口咽阻塞到小下颌引起的下咽阻塞。

此外,围术期

气道在该队列中也很常见。

在小儿气道管理中,根据年龄和性别和测量体表标志点是确定鼻插或口插气管导管合适型号的方式。

对于理解儿童气道的正常发育模式和相关结构关系非常重要。作为对这些问题的一系列研究,目前的研究

确定了下颌发育不全儿童与健康对照组

上气道结构生长模式

的不同

。两组间上气道结构的测量值与年龄有很好的相关性。有趣的是,我们观察到

两组间随着孩子生长而增大的下颌升

、体宽和

下颌角

的差异,但

下颌升

度的差异没有增加

。一种解释可能是

下颌升支高度有

生长模式。

下颌升支高度在三岁后增长显著加快

,在五六岁时达到顶峰。这种加速生长模式似乎尤其存在于下颌发育不全

的儿童

5岁)。因此,在年龄较大的儿童中,

下颌升支

是相似的,尽管在

其他参数

测量中有显著的组间差异。

在下颌发育不全的患者中,

8例(19.0%)在围手术期行气管

。这与之前的研究报道

一致:

18-23%的PRS和TCS患者接受气管切开术。为维持气道通畅,10例(25.6%)困难气道患者中有4例(10.3%)行气管

。在以前的报道中,5.8-6.0%的病例存在困难气道,

择期手术中

大多数健康患者得到有效管理。面罩通气困难合并

困难插管

发生率为0.4%。因此,我们的结果表明,下颌骨发育不全与困难气道显著相关,与健康对照组相比,这些患者的气道管理具有挑战性。

年龄和性别校正后,

IPA和HAD与气道困难显著相关。IPA定义为下颌角

至颏突至

下颌角形成的角度

对应于下颌水平面的三角形区域。有困难气道的患者与无困难气道的患者相比,这个角度明显更宽。然而,

下颌角之间距离,即该

三角区域底部长度

两组之间没有差异,这表明有困难气道的患者下颌骨水平尺寸明显较小。这可能会导致下颌下间隙变窄。如上所述,较短的HAD可能导致气道狭窄。因此,下颌骨发育不全患者IPA较宽,HAD较短,可导致下颌骨间隙明显狭窄,导致气道困难。有趣的是,这些参数也与PRS患者的气管切开相关

,这与我们的结果一致。

我们还根据年龄估计

各参数的正常值

和测量值的差值。利用差异进行ROC曲线分析后,ΔIPA和ΔHAD可以筛选出下颌发育不全患者的困难气道。根据我们的研究结果,我们认为IPA和HAD可能是下颌发育不全患者困难气道的危险因素。特别是,HAD的评估似乎与舌颏距离的评估相似,舌颏距离是预测困难气道的重要替代指标。因此,如果数字化定量测量在个别临床环境中不可用,术前舌颏距离可能有助于筛查下颌发育不全患者的困难气道。

CT、

RI、

线和超声的

学评估能很好地显示上呼吸道的解剖特征,推荐用于评估困难气道。三维CT图像可以提供包括骨和软组织在内的上气道结构的详细

,量化舌位置和下颌形态,从而识别下颌发育不全患者。许多

患者都考虑过手术治疗,几乎需要面部CT图像。因此,利用三维分析对气道进行评价并制定气道管理方案是可行的。

我们的研究在方法上有一定的局限性。

首先,由于我们的数据收集过程是回顾性的,所以我们没有包括与气道评估相关的额外信息,如Cormack-Lehane

,它是临床困难的气道预测指标。其次,小样本量限制了我们结论的

性。然而,相对于已发表的文献,我们的研究包括了最大

数量的

由客观气道形态学数据支持的下颌发育不全患者。此外,这是第一个将儿童气道和面部骨骼形态与健康对照组进行比较的研究。虽然还需要前瞻性的验证,但我们相信,这项研究代表了为下颌骨发育不全患者开发基于客观参数的气道管理决策工具的

第一步。

在我们之前的研究中,我们使用3D打印技术开发了针对患者的超真实

,用于困难插管模拟。为了丰富我们对特定参数与下颌发育不全儿童困难气道之间关系的理解,我们计划通过人体气道模拟模型来检验这种关系的有效性。

本研究试图了解下颌发育不全儿童舌、气道和下颌骨的生长动力学。上呼吸道结构的数字化定量测量显示,下颌骨发育不全儿童与健康对照组在舌相对位置、舌骨距离和下颌骨测量方面存在显著的年龄相关差异。下颌发育不全明显与气道困难有关,这些患者需要细心的气道管理。IPA和HAD可能是预测下颌发育不全患者气道困难的具有临床有意义的危险因素。这些信息可以帮助我们理解下颌发育不全儿童的气道,并允许我们在临床实践中建立适当的气道管理方案。

头头是道的点评

困难气道是临床麻醉中永远无法规避的问题。困难气道,特别是未预料的困难气道,与围术期不良事件密切相关。头颈部先天性发育畸形、肿瘤、外伤等患者都是困难气道的高危人群。对于下颌发育不全的患儿,困难气道潜在风险大,但同时儿童的配合度与耐受性较成人差,插管刺激容易诱发儿童发生喉水肿、喉痉挛、支气管痉挛等,容易发生缺氧。因此,插管前困难气道的筛查显得尤为重要。基本的体格检查如张口度、颞下颌关节活动度、麦氏分级、舌活动度、甲颏间距、颈椎活动度可以初步筛选出潜在的困难气道,但无法很好的评估咽腔、喉、气道的发育情况。随着影像学技术的发展,研究显示

CT、

RI、

线和超声的

学评估能很好地显示上呼吸道的解剖特征,推荐用于评估困难气道。

三维CT分析不但能测量相应的头颈下颌骨的相关解剖标志,还可通过三维重建模拟患者的气道情况,并可模拟插管,直观反映插管困难程度,这都是其优势所在。但目前尚缺乏前瞻性的RCT临床试验来进一步的证实三维CT对困难气道的预测作用。另外,三位CT检查需要患儿的配合、三维CT测量的工作量及专业性、增加额外的医疗负担、相较其他方法的优势如何等问题也需要注意。对于临床麻醉来讲,简单、实用、易操作、费用低、效能好的困难气道预测方法仍是追求的终极目标。

编译:陈聿同

审校、点评:蒋珏

原始文献:

KimDH,GwonE,OckJ,ChoiJW,LeeJH,KimSH,KimN.Developmentalfeaturesandpredictingairwayfailureriskincriticallyillchildrenwithmandibularhypoplasiausing3Dcomputationaltomographicanalysis.SciRep.2021May10;11(1):9881.

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