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犬隻支氣管軟化症：動脈血氣分析的重要性與臨床應用

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25
12 月

本翻譯僅作學術交流用，無商業意圖，請勿轉載，如有疑議問請來信

本研究探討了支氣管軟化症（CBM）對犬隻呼吸功能的影響，並強調血氣分析在診斷中的應用。結果顯示，CBM會引起輕度低氧血症並增加肺泡-動脈氧差（A-aDO2），反映出氧合功能的受損。儘管犬隻大多數保持常規二氧化碳濃度（PaCO2），但所有犬隻的A-aDO2值均顯示異常，表明CBM可能導致肺部功能障礙。這些結果強調了血氣分析在診斷和監測CBM中氧合問題的價值。

Arterial blood gas analysis in dogs with bronchomalacia

犬隻支氣管軟化症的動脈血液氣體分析

Hara Y, Teshima K, Yamaya Y. Arterial blood gas analysis in dogs with bronchomalacia. PLoS One. 2019;14(12):e0227194. Published 2019 Dec 31. doi:10.1371/journal.pone.0227194

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31891639/

Abstract

Canine bronchomalacia (CBM) is a structural airway disease leading to chronic cough and intermittent respiratory distress, primarily affecting elderly dogs of small breeds. Results of blood gas analysis have been reported in dogs with several diseases, but not yet in those with CBM. Eleven dogs with CBM were recruited in this study. Most dogs presented with mild hypoxemia and normocapnia, and all with increased alveolar-arterial difference for O2 (A-aDO2). In computed tomography, abnormal lung patterns, such as atelectasis and parenchymal band, were detected in all dogs, consistent with the regions affected by CBM. We conclude that CBM causes abnormal lung patterns and results in impaired oxygenation. Blood gas analysis is a useful tool for detecting mild pulmonary lesions and concurrent CBM.

摘要

犬隻支氣管軟化症（Canine Bronchomalacia, CBM）是一種結構性呼吸道疾病，導致慢性咳嗽和間歇性呼吸窘迫，主要影響年長的小型犬種。儘管已有針對多種疾病犬隻的血液氣體分析結果，但目前尚未有關於 CBM 犬隻的相關報告。本研究招募了 11 隻患有 CBM 的犬隻。大多數犬隻表現出輕度低血氧症和正常二氧化碳血症，且所有犬隻均顯示肺泡-動脈血氧分壓差（A-aDO2）增加。電腦斷層掃描顯示所有犬隻均存在異常的肺部病變，如肺不張和實質帶，這些病變與 CBM 受影響的區域一致。我們的結論是，CBM 會引起異常的肺部病變，導致氧合功能受損。血液氣體分析是檢測輕微肺部病變及併發 CBM 的有用工具。

引言

氣管支氣管軟化症（Tracheobronchomalacia, TBM）是由於氣管與支氣管軟骨壁弱化導致呼吸道塌陷的疾病。人類的 TBM 可分為先天性與後天性兩種類型。先天性 TBM 常見於嬰幼兒，成因是軟骨發育不全或軟骨缺乏[1]。後天性 TBM 則由呼吸道感染、慢性呼吸道發炎、氣管內插管或外部壓迫所引起[2]。先天性與後天性 TBM 的臨床症狀皆包括咳嗽、呼吸困難及反覆性肺炎，這是由於無法有效清除呼吸道分泌物所致[3, 4]。在獸醫領域中，TBM 也有所觀察，但通常被歸類為傳統氣管塌陷與主支氣管軟化症（Bronchomalacia, BM）的複合性疾病[5]。

犬隻支氣管軟化症（Canine Bronchomalacia, CBM）常見於貴賓犬、約克夏㹴及短吻犬，臨床症狀包括乾咳、發紺及呼吸窘迫[6, 7]。該疾病主要影響年長犬隻，並與肥胖和心臟擴大有關。因此，CBM 的病因可能與人類後天性 TBM 不同。有關發炎與 CBM 之間的關聯性仍存在爭議[7]。此外，CBM 根據支氣管腔徑的變化，可分為靜態型或動態型[5]，分別指腔徑縮小為恆定狀態或在呼吸過程中有所變化[5]。儘管已有一些關於 X 光肺部異常的報告[5, 6, 7, 8]，但目前文獻尚未對通氣及氧合等肺功能進行全面分析。

血液氣體分析是評估呼吸通氣、氧合及酸鹼平衡的重要工具，能夠有效解析患者的生理狀態[9]。在犬隻中，血液氣體分析已被證實可用於評估肺炎、肺纖維化及短吻犬症候群等肺部疾病的嚴重程度[10, 11]。然而，目前尚不清楚 CBM 如何影響犬隻的血液氣體分析結果。因此，本研究旨在評估 CBM 犬隻肺部氣體交換異常的程度。

材料與方法

動物

回顧性分析 2017 年 2 月至 2018 年 2 月期間，在日本大學動物醫療中心透過動態電腦斷層掃描（Dynamic Computed Tomography, CT）診斷為犬隻支氣管軟化症（CBM）的病例[12]。

倫理聲明

所有檢查均在犬隻飼主提供書面知情同意後進行，並遵循日本大學生物資源科學部《實驗動物照護與使用指南》。此外，樣本的採集均由受過專業訓練且經驗豐富的獸醫師在日本大學動物醫療中心進行，所有犬隻均在該中心接受診斷與治療，並獲得高標準的醫療照護與福利。本研究亦依循日本大學生物資源科學部《動物實驗指導原則》執行，並獲得倫理審查豁免資格。

動脈血液氣體分析

在保持犬隻盡量平靜的狀態下，使用 25G 針頭與專用血氣注射器（PICO70®，Radiometer）從股動脈採集 1 毫升動脈血液樣本，採樣時間均在 1 分鐘內完成。動脈血液樣本隨即使用血氣分析儀（RAPIDPoint 500®，Siemens Healthcare）進行分析，並根據直腸溫度進行結果校正。PaO₂ 值分類標準如下：正常氧合（PaO₂ ≥ 80 mmHg）、輕度低血氧症（60 ≤ PaO₂ < 80 mmHg）、中度低血氧症（45 ≤ PaO₂ < 60 mmHg）、重度低血氧症（PaO₂ < 45 mmHg）。PaCO₂ 值分類標準為：正常碳酸血症（32 < PaCO₂ < 43 mmHg）、低碳酸血症（PaCO₂ ≤ 32 mmHg）、高碳酸血症（PaCO₂ ≥ 43 mmHg）。肺泡-動脈血氧分壓差（A-aDO₂）大於 21 mmHg 被視為異常升高。

動態電腦斷層掃描

使用鎮靜劑美托咪定（Dorbene®，共立製藥株式會社）2.5 μg/kg 及布托啡諾（Vetorphal®，明治製藥株式會社）0.4 mg/kg 進行肌肉注射鎮靜[13]。注射 20 分鐘後，使用 320 切電腦斷層掃描儀（Aquilion One®，Canon Medical）進行動態 CT 掃描，並在吸氣與呼氣階段獲取影像。犬隻採俯臥姿勢，使用固定裝置保持身體伸直，掃描範圍集中於氣管分叉處，掃描參數為：120 V、14 mAs、掃描時間 3 秒、旋轉時間 0.275 秒、覆蓋範圍 16 公分。此外，透過 CT 影像檢視器測量吸氣與呼氣階段的支氣管直徑，特別是相鄰於肺葉分支處的支氣管短軸與長軸直徑。為避免傾斜切面造成的失真，影像透過多平面重建（Multi-Planar Reconstruction, MPR）進行調整，以垂直於支氣管軸進行測量[12]。當肺葉支氣管的高寬比大於 2 時，診斷為 CBM。

根據 Roels 等人及 Scrivani 等人的標準[14, 15]，肺部病變樣式分為：肺不張（密度增加且肺容積減少）、實變（密度增加但肺容積未減少）、毛玻璃樣陰影（模糊的密度增加）、鑲嵌樣陰影（肺部密度不均，包含密度增加區域與密度減少區域）、肺氣腫（低密度區域）、實質條紋（無漸細的線狀或網狀陰影）。

結果與討論

動物

本研究共納入 11 隻犬隻。品種包括巴哥犬（3 隻）、法國鬥牛犬（2 隻）、吉娃娃、貴賓犬、博美犬、馬爾濟斯犬、迷你品犬及混種犬各 1 隻。犬隻的中位年齡為 11 歲（範圍 7–15 歲），其中包括 6 隻已絕育的公犬、4 隻已絕育的母犬及 1 隻未絕育的公犬。中位體重為 5.4 公斤（範圍 2.6–10.3 公斤）。主要臨床症狀為咳嗽（9 隻），其他症狀包括持續性呼吸困難（5 隻）、間歇性呼吸困難、作嘔及反胃。犬隻的中位直腸溫度為 38.5°C（範圍 37.9–38.9°C），中位心率為 120 次/分鐘（範圍 92–180 次/分鐘），中位呼吸速率為 38 次/分鐘（範圍 20–60 次/分鐘，3 隻犬隻因喘息未納入計算）。

此外，3 隻犬隻具有軟顎過長的情況。2 隻犬隻患有黏液樣變性二尖瓣疾病，其中 1 隻伴隨心因性肺水腫。另有 2 隻犬隻疑似患有間質性肺炎。詳細數據請參見 S1 表格。

動脈血液氣體分析

所有犬隻均進行了動脈血液氣體採樣，相關結果詳見表 1。

8 隻犬（73%）被分類為正常碳酸血症（Normocapnia），2 隻（18%）為低碳酸血症（Hypocapnia），1 隻（9%）為高碳酸血症（Hypercapnia）。
2 隻犬（18%）為正常氧合（Normoxemia），6 隻（55%）為輕度低血氧症（Mild Hypoxemia），2 隻（18%）為中度低血氧症（Moderate Hypoxemia），1 隻（9%）為重度低血氧症（Severe Hypoxemia）。
計算得到的肺泡-動脈血氧分壓差（A-aDO₂）在所有犬隻中均顯著升高。

表 1. 犬隻支氣管軟化症（CBM, n = 11）之動脈血液氣體測量結果

電腦斷層掃描結果

在受檢犬隻中，共觀察到 9 個支氣管 顯示為靜態型 CBM，30 個支氣管 顯示為動態型 CBM。最常受 CBM 影響的支氣管 為左顱葉支氣管，其次為右顱葉支氣管。最常見的異常肺部病變樣式 為實質條紋（Parenchymal Band），其次為肺不張（Atelectasis）（見圖 1 和圖 2）。所有出現肺不張的肺葉，其相應支氣管均受到 CBM 的影響。肺部功能與影像結果 的綜合數據請參見 表 2。

圖 1. 第 7 例犬隻在吸氣階段的電腦斷層掃描影像 圖 2. 第 3 例犬隻於吸氣（左）與呼氣（右）階段的電腦斷層掃描影像 表 2. 肺功能與動態電腦斷層掃描（CT）結果

討論

先前的流行病學研究指出，短吻犬種及小型犬種（特別是貴賓犬與約克夏㹴）是最易罹患犬隻支氣管軟化症（CBM）的犬種[5, 6, 7]。本研究結果亦顯示，巴哥犬與法國鬥牛犬等短吻犬種最常受到影響，其次為其他小型犬種。犬隻的體重分布反映了小型犬種較高的罹病率。本研究中有 5 隻犬隻提供了體態評分 (Body Condition Score, BCS)，其中位數為 4/5。有研究指出，肥胖會增加犬隻的呼吸道阻力，並降低功能殘氣量[16]。我們推測本研究中的大多數犬隻可能存在肥胖問題。

支氣管鏡檢查被認為是診斷 CBM 的金標準，但其需要使用鎮靜劑或麻醉，且在小支氣管或存在整體狹窄的肺部區域時受到限制[17]。因此，需要新的檢查方法來同時評估整體肺部及小支氣管的狀態。近期，動態呼氣電腦斷層掃描 (Dynamic Expiratory Computed Tomography) 被提出用於診斷 CBM，可同時檢測整體肺部異常[18]。在獸醫領域中，傳統 CT 雖可檢測到支氣管塌陷，但在自主呼吸下無法精確控制呼吸相位[12]。與標準放射學相比，透視檢查 (Fluoroscopy) 是一種動態影像技術，在檢測呼吸道塌陷方面更具優勢[19]。因此，連續影像對診斷 CBM 至關重要。動態 CT 透過連續掃描區分呼吸相位，可檢測到靜態型與動態型 CBM。在人類兒童中，動態 CT 在檢測 TBM 方面具有極高的靈敏度和特異性[18]。

在本研究中，9 隻犬隻中有 6 隻的動態型 CBM 伴隨氣管分叉處的氣管塌陷。先前的研究指出，動態型 CBM 與氣管塌陷有關聯性[6]。其他研究也顯示，左顱葉支氣管最容易受到 CBM 的影響[5, 7, 8]，這與我們的結果一致。

本研究採用的 CBM 診斷標準（支氣管的高寬比 >2）源自 Stadler 等人的研究[12]，並在鎮靜狀態下進行 CT 掃描。然而，先前的研究指出，在健康犬隻中，支氣管在強迫呼氣階段的截面積塌陷率可達 50%，顯著高於呼氣末期[20, 21]。因此，未來需要基於更多細緻數據建立更嚴謹的診斷標準。

低血氧症 (Hypoxemia) 的成因可能包括通氣/血流比例失調 (V/Q Mismatch)、右向左分流、擴散功能障礙、通氣不足及低吸入氧分壓等。我們推測，由於 CBM 導致的氣道阻力增加可能是造成低血氧症的原因之一。在本研究中，11 隻犬隻中有 9 隻出現低血氧症，其中6 隻輕度，3 隻中度至重度。在輕度低血氧症的犬隻中，有 6 隻出現顱葉肺部病變。而中度至重度低血氧症的 3 隻犬隻則伴隨嚴重二尖瓣逆流引起的心因性肺水腫、吸入性肺炎及疑似間質性肺炎，顯示中度至重度低血氧症不僅由 CBM 引起，也與肺實質病變有關[22, 23]。

動脈二氧化碳分壓 (PaCO₂) 在 11 隻犬隻中有 7 隻為正常。這可能是因為氣道塌陷僅影響部分支氣管，未顯著干擾通氣功能。高碳酸血症通常與短吻犬症候群相關。本研究中有 1 隻犬隻出現高碳酸血症，可能與短吻犬解剖特徵有關[11]。而出現低碳酸血症的 2 隻犬隻，均伴隨較低的 pH 值（7.297 和 7.382）與較低的 碳酸氫鹽濃度 (HCO₃⁻)（11.4 和 16.9 mmol/L），可能與代謝性酸中毒的補償機制有關。

肺泡-動脈血氧分壓差 (A-aDO₂) 反映肺泡毛細血管膜的狀態及氣體交換效率，不受通氣影響[24]。在人類中，隨著年齡增長，A-aDO₂ 會因 V/Q 失調而逐漸升高[25]。先前研究指出，高齡犬（平均年齡 12.3 歲）比年輕犬隻具有更高的 A-aDO₂，但通常仍低於 21 mmHg[26]。本研究中所有犬隻的 A-aDO₂ 均異常升高，並伴隨異常肺部病變。

實質條紋 (Parenchymal Band) 是本研究中最常見的異常肺部病變，顯示為延伸至臟層胸膜的線性陰影，通常與纖維化、肺不張及肺結構扭曲相關[27, 28]。此外，先前有研究指出短吻犬的顱葉支氣管較易發生塌陷[8]，與本研究結果一致。

研究限制：

未將動態 CT 與支氣管鏡及透視檢查進行比較。
缺乏病理組織學分析，無法直接比較 CT 與病理結果。
樣本數量有限，未來需進行更大規模的研究以驗證結果。
綜上所述，動態 CT 提供了非侵入性且全面的診斷工具，對於評估 CBM 及相關肺部病變極具價值。

結論

本研究顯示，犬隻支氣管軟化症（CBM）主要透過氧合功能受損引起肺功能障礙，而通氣功能則較少受到影響。

動脈血液氣體分析，特別是肺泡-動脈血氧分壓差 (A-aDO₂) 的評估，可有效指示患有 CBM 的犬隻是否存在肺功能障礙。然而，肺功能下降的具體原因仍需進一步深入探討。

結論

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