張子奇, 王舒澤, 張 斌, 張 霞, 白曉峰

(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院/中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院, 1. 遼寧省口腔疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,2. 口腔頜面外科學(xué)教研室, 3. 舒適化口腔治療中心, 遼寧 沈陽(yáng), 110002)

作為顱頜面的解剖結(jié)構(gòu)，上氣道是以肌肉為主的軟性管道，呈不規(guī)則的管腔狀結(jié)構(gòu)，與軟腭、舌及舌骨等組織相連，影響著面部形態(tài)和咬合的發(fā)育[1-2]。上氣道解剖形態(tài)與阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)密切相關(guān)，睡眠期間上氣道部分或完全阻塞，減少或中斷了空氣流動(dòng)，導(dǎo)致氧飽和度下降[3]。OSA表現(xiàn)為嗜睡、打鼾、因喘息或窒息而導(dǎo)致的呼吸中斷或覺(jué)醒，每小時(shí)睡眠中發(fā)生5次以上的阻塞性呼吸事件[4]。成年男性群體中OSA的患病率為3%～7%, 成年女性為2%～5%[5]。研究[6]表明，與健康人群相比, OSA患者患高血壓病、糖尿病甚至死亡的風(fēng)險(xiǎn)更高，需及早積極治療。OSA病因中，較為常見(jiàn)的是上氣道解剖性狹窄，即上氣道周圍骨骼結(jié)構(gòu)異常(下頜后縮、小頜畸形)或軟組織(舌頭、軟腭、扁桃體或咽側(cè)壁)堆積引起的咽腔狹窄[7-8]。上氣道形態(tài)與阻塞性睡眠呼吸暫停密切相關(guān)，本文從上氣道的解剖學(xué)分區(qū)、評(píng)估工具與方法、測(cè)量與評(píng)估內(nèi)容、上氣道形態(tài)影響因素等4個(gè)方面對(duì)二者關(guān)系展開(kāi)綜述。

1 上氣道解剖學(xué)分區(qū)

上氣道是自顱底至環(huán)狀軟骨，由硬組織與軟組織圍成的空腔結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)中有關(guān)上氣道形態(tài)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，最顯著差異是解剖學(xué)邊界的制定和對(duì)上氣道的分區(qū)。這些研究[9-11]中制定的上界多為硬腭、軟腭、咽上端、后鼻棘和第一頸椎，下界多為舌骨、會(huì)厭、第三和第四頸椎、胸骨、聲帶和喉部。這些邊界或通過(guò)某一點(diǎn)平行于眶耳平面，或?yàn)槟硟牲c(diǎn)連線。上氣道分區(qū)的名稱、數(shù)量和邊界也各不相同。PARK S B等[12]將上氣道分為鼻咽、口咽和喉咽三段，但是區(qū)域劃分分別為第一頸椎平面和后鼻棘點(diǎn)-梨骨翼平面之間、第一頸椎平面和第二頸椎平面之間、第二頸椎平面和第四頸椎平面之間。目前，上氣道體積還沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)范，這可能是因?yàn)樯蠚獾荔w積變化大，取決于頭部姿勢(shì)、骨骼模式、呼吸階段和所使用的體積區(qū)域。

此外，在軟件中重建上氣道的閾值也并未統(tǒng)一。PANOU E等[13]研究中采用的閾值范圍是-1 024～-526, 而YANG H J等[14]的研究采用的范圍是-1 024～-600。若將以上提到的評(píng)估內(nèi)容制定一個(gè)國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)，就可以橫向比較每個(gè)人的上氣道形態(tài)。比較不同地區(qū)，不同國(guó)家，甚至不同人種的上氣道形態(tài)將變得更加容易。

2 評(píng)估工具與方法

2.1 X線頭影測(cè)量

X線頭影測(cè)量技術(shù)是一種簡(jiǎn)單、低成本、無(wú)創(chuàng)的方法，輻射劑量低，廣泛應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)各專業(yè)形態(tài)學(xué)測(cè)量[15]。該方法通過(guò)顯示顱頜面部軟硬組織的影像來(lái)評(píng)估顱面和咽部解剖結(jié)構(gòu)，并已被證明是可重復(fù)并且可靠的[16]。雖然現(xiàn)有的頭影測(cè)量技術(shù)較清晰，但其拍攝結(jié)果為二維圖像，僅能顯示側(cè)面影像，而且有影像重疊等不利因素干擾測(cè)量，進(jìn)一步的診斷需要與三維圖像分析結(jié)果結(jié)合討論[17]。FROHBERG U 等[18]用此方法對(duì)比了骨性Ⅲ類錯(cuò)頜畸形患者正頜手術(shù)前后的上氣道形態(tài)，發(fā)現(xiàn)了術(shù)后上氣道小于術(shù)前，甚至可能導(dǎo)致OSA。

2.2 計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)與錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描(CBCT)

CT 對(duì)軟組織及空腔成像清晰并進(jìn)行三維重建，測(cè)量任意截面的距離、橫截面積及體積。但CT存在輻射大、掃描時(shí)間長(zhǎng)、會(huì)產(chǎn)生金屬偽影等局限性，不適合在口腔科大規(guī)模使用。有學(xué)者[19]證明螺旋CT測(cè)量與游標(biāo)卡尺測(cè)量結(jié)果之間無(wú)顯著差異。CT技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于檢測(cè)OSA患者清醒時(shí)的咽部狹窄。不僅如此, CT還與便攜式多導(dǎo)睡眠圖(PSG)結(jié)合使用。CHOUSANGSUNTORN K等[20]研究表明，在呼吸暫停發(fā)作時(shí)使用CT(結(jié)合便攜式PSG)掃描OSA患者的上氣道，相較清醒狀態(tài)下能得到更好的與病理相關(guān)的解剖和OSA圖像。

CBCT被認(rèn)為是目前最有效、快速、低輻射劑量的方法，這種攝影技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)在二維圖像中很難看到的狹窄區(qū)域[21]。CBCT空間分辨率高，軟組織與空腔對(duì)比充分，與CT相比輻射劑量較低，在相同質(zhì)量要求下, CBCT的輻射劑量?jī)H為CT的五分之一。KUMAR V等[22]通過(guò)對(duì)比X線與CBCT的測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn), CBCT對(duì)角度(除下頜平面角外)的測(cè)量和對(duì)距離的測(cè)量均與X線結(jié)果無(wú)顯著差異，可見(jiàn)CBCT可以替代X線頭影測(cè)量進(jìn)行輔助檢查。

2.3 磁共振成像(MRI)

MRI是利用磁共振現(xiàn)象獲得的電磁信號(hào)來(lái)重建人體信息的一種技術(shù)。MRI已被用于評(píng)估患者在清醒和睡眠時(shí)的咽部組織異常。雖然MRI可以提供高分辨率的氣道軟組織圖像，但速度慢且成本高，骨組織成像較差[20]。MRI可以用于分析體積指標(biāo), OSA的解剖特征，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示上氣道塌陷，評(píng)估治療效果[23]。GAMALELDIN O等[24]通過(guò)MRI觀測(cè)了15例OSA患者的上氣道，觀測(cè)到塌陷14例(93.33%), 其中7例發(fā)生在舌后，另外7例合并腭后和舌后塌陷。

2.4 內(nèi)窺鏡檢查法

內(nèi)窺鏡檢查可以觀察人體某個(gè)體腔內(nèi)的組織或器官，直觀地看到上氣道內(nèi)壁的大小和氣道組織的變化，區(qū)分正常組織和異常組織，但不能測(cè)量和分析觀察到的組織且刺激上氣道[25]。OHATA K等[26]對(duì)4 980例計(jì)劃接受上氣道內(nèi)窺鏡檢查的受試者進(jìn)行上氣道內(nèi)鏡檢查, 289例被發(fā)現(xiàn)有喉咽部塌陷。

2.5 鼻腔測(cè)壓法與聲反射法

鼻腔測(cè)壓法常用于評(píng)價(jià)鼻通氣功能，通過(guò)測(cè)量鼻腔內(nèi)氣體壓力和流速，計(jì)算鼻阻力。該方法可直接觀察氣道情況，干擾小，操作簡(jiǎn)單，但不能測(cè)量上氣道間隙和組織厚度，并且對(duì)受試者上氣道刺激顯著[27]。

聲反射法可用于測(cè)量鼻腔的形態(tài)、橫截面積和體積，具有簡(jiǎn)單、安全、無(wú)創(chuàng)、疼痛少等優(yōu)點(diǎn)，但易受呼吸和體位的影響[28]。

2.6 計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)(CFD)技術(shù)

CFD技術(shù)通過(guò)模擬流體或空氣流經(jīng)特定的管道的方式，分析上氣道的氣流場(chǎng)特征。CFD不僅可以模擬OSA患者上氣道的氣流，還可以顯示氣流特性，如空氣速度、壓力和壁面剪切應(yīng)力，直觀地定性氣流如何通過(guò)上氣道[29]。有研究[30]利用有限元分析法對(duì)鼻腔的呼吸過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)當(dāng)實(shí)際的吸氣速度< 25 m/s 時(shí)，計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)的計(jì)算結(jié)果與實(shí)體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同。

3 測(cè)量和評(píng)估內(nèi)容

3.1 上氣道體積

通過(guò)對(duì)上氣道的三維重建可以更直觀、準(zhǔn)確地還原上氣道形態(tài)。MONTGOMERY W M等[31]首次應(yīng)用CT 對(duì)上氣道進(jìn)行研究，三維重建可以在任意一個(gè)截面進(jìn)行面積測(cè)量。DULTRA F K A A等[32]和BUTTERFIELD K J等[33]等研究顯示，與對(duì)照組相比, OSA患者的上氣道體積更小。此外，對(duì)上氣道體積的研究還體現(xiàn)在正畸或正頜治療后上氣道體積的變化方面。

3.2 氣道最窄處

目前多數(shù)文獻(xiàn)對(duì)上氣道形態(tài)的評(píng)估都是基于對(duì)氣道最窄處的測(cè)量，包括氣道最小橫截面積(Min-CSA)以及其矢狀徑(Min-CSA-AP)和水平徑 (Min-CSA-TV)。有研究[34]認(rèn)為Min-CSA在咽部氣道研究中比體積分析更重要，收縮程度是氣流阻力的最重要因素。根據(jù)SCHENDEL S A等[35]的研究, Min-CSA與OSA的發(fā)生有關(guān)聯(lián)，因?yàn)樽钚∶娣e越小，呼吸暫停的可能性越大。另有研究[36]通過(guò)對(duì)比OSA組與非OSA組的Min-CSA, 發(fā)現(xiàn)OSA組氣道Min-CSA顯著小于非OSA組。

3.3 舌骨位置

舌骨作為舌肌的中心固定點(diǎn)，決定了舌體位置。舌骨較低可能是反映了咽部組織所承受的較高壓力。另一方面，舌骨的位置可能影響氣道通暢，即把舌背和軟腭從咽后壁拉出來(lái)，以減輕阻塞狀況。MOUHANNA-FATTAL C等[37]研究發(fā)現(xiàn), OSA組與非OSA組的舌骨距離下頜平面有顯著差異。TSAI H H等[38]指出，與軟腭和舌背相比，舌骨可能成為區(qū)分OSA和對(duì)照組的更好指標(biāo)，因?yàn)樵赬片上硬組織更容易被識(shí)別，軟腭和舌背有時(shí)無(wú)法清楚顯示。

除以上3個(gè)方面外，對(duì)上氣道測(cè)量的內(nèi)容還有很多，如上氣道的空間長(zhǎng)度、軟組織厚度等。在DULTRA F K A A等[32]的研究中，上氣道的空間長(zhǎng)度無(wú)顯著差異。FINKELSTEIN Y等[39]利用頭測(cè)成像技術(shù)分析了OSA患者與正常人的腭咽解剖結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)OSA患者由于咽后壁和咽部黏膜較厚，咽腔變窄，長(zhǎng)度增加，寬度減小。

4 上氣道形態(tài)影響因素

4.1 年齡

SCHENDEL S A等[35]統(tǒng)計(jì)并評(píng)估了1 300例影像資料，發(fā)現(xiàn)上氣道的大小和長(zhǎng)度從6～20歲持續(xù)增加，40歲后迅速減少，可見(jiàn)上氣道形態(tài)與年齡存在一定相關(guān)性。因而在進(jìn)行上氣道的相關(guān)研究時(shí)，為減小年齡帶來(lái)的誤差，應(yīng)選擇 20～40 歲上氣道形態(tài)相對(duì)穩(wěn)定期。

4.2 性別

上氣道形態(tài)與性別的關(guān)系存在爭(zhēng)議，但目前大部分研究認(rèn)為上氣道形態(tài)存在性別差異。上氣道的性別差異主要體現(xiàn)在咽氣道間隙、舌體大小、軟腭大小、舌骨大小及位置等方面。舌骨相對(duì)于下頜骨和第三椎骨的位置，男性大于女性(在前方或下方)。盡管與對(duì)照組相比, OSA組女性和男性的舌骨位置均較低，但當(dāng)OSA嚴(yán)重時(shí)，舌骨位置的變化在男性和女性之間也存在差異。隨著OSA病情的加重，男性患者的舌骨位置變得更低，而女性患者舌骨的位置變得更靠前[40]。

雖然研究普遍認(rèn)為男性在氣道清除率方面比女性高，但男性O(shè)SA的發(fā)生率也比女性高，可能是因?yàn)槟行灶i部特別是在氣道周圍的脂肪沉積更多，且氣道周圍肌肉的代償能力更差，導(dǎo)致男性睡眠時(shí)氣道更容易塌陷[41]。研究[42]發(fā)現(xiàn)，患有OSA的女性比男性更容易出現(xiàn)疲勞和精力不足的癥狀，這可能是因?yàn)槟行詫?duì)生理嗜睡的感知不太準(zhǔn)確。

4.3 種族

對(duì)于相同年齡、性別和體質(zhì)量指數(shù)(BMI), 亞洲人的OSA疾病嚴(yán)重程度高于歐洲人，目前考慮的原因是亞洲人和歐洲人顱面特征的差異[43]。XU L Y等[44]研究了相同年齡、性別和OSA嚴(yán)重程度上，亞洲中國(guó)OSA患者與歐洲冰島OSA患者上氣道解剖的差異，發(fā)現(xiàn)中國(guó)患者的腭部氣道和周圍軟組織體積較小，但軟腭體積較大。

4.4 肥胖和頸圍

研究[45]認(rèn)為，肥胖可能導(dǎo)致上氣道軟組織過(guò)多，是OSA最危險(xiǎn)因素。有研究[46]認(rèn)為肥胖患者的OSA患病率是不肥胖患者的6倍。較大的BMI和頸圍，尤其是男性，是與OSA嚴(yán)重程度相關(guān)的危險(xiǎn)因素[40]。

4.5 軟組織因素

影響上氣道的軟組織因素包括腺樣體、扁桃體、軟腭等，軟組織的生理或病理性改變都可能影響上氣道形態(tài)。研究[47]表明, OSA患者上氣道尺寸的變化與腭后間隙的縮小有關(guān)，此研究中腭后間隙定義為從軟腭到咽后壁的距離，說(shuō)明上氣道尺寸與軟腭的尺寸有密切關(guān)系。SPRENGER R等[48]實(shí)驗(yàn)印證了此結(jié)論，認(rèn)為患者上氣道尺寸的最大改變發(fā)生在口咽處。

4.6 骨性結(jié)構(gòu)

上氣道包括很多骨性結(jié)構(gòu)，這些硬組織的差異性形成不同的顱面部形態(tài)。上頜骨和下頜骨發(fā)育不全是導(dǎo)致OSA嚴(yán)重性的一個(gè)因素。這些解剖學(xué)上的差異使整個(gè)面部綜合體更靠近頸椎，從而導(dǎo)致OSA受試者的氣道空間減小。骨性結(jié)構(gòu)的微小差異也會(huì)導(dǎo)致上氣道形態(tài)的不同, OSA患者的后鼻棘和第二頸椎之間的距離也更長(zhǎng)。MUTO T等[49]研究發(fā)現(xiàn)，下頜隆突能通過(guò)影響舌體位置影響上氣道大小。在非肥胖人群中，有下頜隆突的患者較沒(méi)有下頜隆突的患者OSA更嚴(yán)重。另一項(xiàng)研究[50]發(fā)現(xiàn)，下頜隆突組患者低通氣指數(shù)和呼吸紊亂指數(shù)平均值顯著高于對(duì)照組。

4.7 頭位體位

研究認(rèn)為上氣道形態(tài)會(huì)跟隨頭位的變化而變化。MUTO T等[49]研究了頭位與上氣道大小的關(guān)系，得出矯正頭位對(duì)上氣道影響的方法。但有研究分析了OSA患者上氣道尺寸和頭位的差異，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)頭位和上氣道體積之間的關(guān)聯(lián)[51]。

體位不同，上氣道形態(tài)也不同。在仰臥位和直立位之間，上氣道的形態(tài)和舌骨等骨結(jié)構(gòu)位置存在差異，可能會(huì)影響氣道空間[52]。有研究表明上氣道Min-CSA隨著體位的改變而改變，側(cè)臥位舌后間隙的Min-CSA大于仰臥位，但仰臥位和側(cè)臥位的腭后間隙無(wú)顯著差異[36]。睡眠時(shí)從仰臥位到側(cè)臥位的體位轉(zhuǎn)換可減輕呼吸。這可能由于解剖學(xué)上仰臥位時(shí)舌和下頜骨被重力拉向后方，使上氣道管腔減小，而在側(cè)位時(shí)重力的作用減弱[53]。

4.8 骨面型

Ⅱ類1級(jí)錯(cuò)頜畸形可能與阻塞和口呼吸有關(guān)，有研究對(duì)不同骨面型對(duì)象的上氣道空間進(jìn)行評(píng)估，研究骨面型與上氣道空間的關(guān)系。LOPATIENK等[54]發(fā)現(xiàn)，下頜骨位置越后縮，上氣道空間就越小。IWASAKI T等[55]通過(guò)比較45例兒童上氣道形態(tài)，指出骨性Ⅲ類患者的下咽寬度顯著大于骨性Ⅰ類。

綜上所述，口頜面軟硬組織作為統(tǒng)一的整體，硬組織改變會(huì)不同程度影響上氣道形態(tài)。正畸醫(yī)生及口腔頜面外科醫(yī)生制訂治療計(jì)劃時(shí)，要充分考慮治療方案對(duì)患者功能可能造成的障礙或隱患。未來(lái)研究應(yīng)重視制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)手段，建立上氣道形態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用人工智能分析氣道形態(tài)[56]。