阻塞性睡眠呼吸暫?；颊呱蠚獾绖?dòng)態(tài)MRI研究

馮曉瑜,蔣軍廣,劉菊敏,楊貝貝

阻塞性睡眠呼吸暫停(obstructive sleep apnea,OSA)的常見癥狀包括打鼾、夜尿多和白天嗜睡等,對(duì)血糖、血脂和血壓、肝腎功能、心臟結(jié)構(gòu)和功能、腸道菌群、認(rèn)知功能以及性功能等均可產(chǎn)生一定的影響,嚴(yán)重危害患者的身心健康[1-3]。上氣道解剖結(jié)構(gòu)異常是OSA的重要發(fā)病機(jī)制[4-5],也是手術(shù)治療的關(guān)鍵靶點(diǎn),影像學(xué)檢查可以客觀、有效地評(píng)價(jià)狹窄部位及其狹窄程度[6],其中動(dòng)態(tài)MRI不僅對(duì)軟組織顯影良好,而且具有良好的時(shí)間分辨率,可以更直觀地顯示氣道形態(tài)在呼吸周期中的實(shí)時(shí)變化[7]。本研究基于此項(xiàng)技術(shù)探討上氣道相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)定量參數(shù)的變化與病情嚴(yán)重程度的相關(guān)性,旨在更深入地分析OSA的阻塞原因,為患者的個(gè)體化治療提供更多依據(jù)。

材料與方法

1.臨床資料

回顧性將2019年9月-2021年1月因打鼾或失眠等睡眠障礙至我院就診且符合研究要求的45例患者納入本研究。所有患者符合OSA診斷標(biāo)準(zhǔn)且無排除標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)情況[8]。排除標(biāo)準(zhǔn):①患有幽閉恐懼癥、體內(nèi)植入金屬物品等MRI檢查禁忌證;②患有中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病如顱內(nèi)腫瘤、癲癇等;③明顯顱面畸形、鼻中隔偏曲、鼻腔腫物等上氣道阻塞性疾病;④既往確診OSA并經(jīng)過治療。

根據(jù)呼吸暫停低通氣指數(shù)(apnea and hypopnea index,AHI),將患者分為輕中度組(n=12,5≤AHI≤30次/h)和重度組(n=33,AHI>30次/h)。詳細(xì)記錄患者的基本臨床資料,主要包括性別、年齡、既往史、頸圍和體質(zhì)指數(shù)(body mass index,BMI)。

所有患者接受多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(polysomnography,PSG)。監(jiān)測當(dāng)日日間避免睡眠,避免使用茶、酒、咖啡及鎮(zhèn)靜催眠藥等,記錄至少7 h的睡眠數(shù)據(jù),包括及氧飽和度相關(guān)指標(biāo)[包括最低血氧飽和度the lowest arterial oxygen saturation,LSaO2)、平均血氧飽和度(the mean arterial oxygen saturation,MSaO2)、血氧飽和度小于90%的時(shí)長占總睡眠時(shí)長的百分比(the percentage of time spent with arterial oxygen saturation below 90% during the total sleep time,Ts90%)、AHI和最長呼吸暫停時(shí)間(the longest time of apnea,LAT)等]。

2.動(dòng)態(tài)MRI檢查方法

使用Siemens Skyra 3.0T磁共振掃描儀。受試者在清醒狀態(tài)下去枕平臥,囑其經(jīng)鼻平靜呼吸,檢查過程中避免吞咽、發(fā)音及咀嚼。參考既往研究中的分區(qū)方法,將硬腭上緣至?xí)捀康倪@一段氣道,以懸雍垂下緣和會(huì)厭上游離緣作為分界,劃分為3段,分別為軟腭后區(qū)、舌后區(qū)和會(huì)厭后區(qū)[9]。在正中矢狀面圖像上(圖1a),分別選取懸雍垂尖端上方5 mm、會(huì)厭游離緣上方10 mm和會(huì)厭游離緣下方5 mm三個(gè)層面掃描三個(gè)分區(qū)的橫軸面圖像(圖1b～d),每個(gè)層面掃描2分15秒,各獲得200幀連續(xù)動(dòng)態(tài)圖像。掃描參數(shù):TR 2.58 ms,TE 48.60 ms,層厚6.0 mm。在正中矢狀面圖像上測量軟腭的長度、厚度和面積;在橫軸面動(dòng)態(tài)MRI圖像上分別測量3個(gè)分區(qū)內(nèi)氣道的最大和最小橫截面積(Smax、Smin),并在最小橫截面積的圖像上測量氣道的左右徑和前后徑以及側(cè)咽壁和后咽壁的厚度。每個(gè)參數(shù)由同一醫(yī)師測量2次取平均值。按照公式(1)計(jì)算氣道塌陷率:

圖1 上氣道掃描層面示意圖。a)正中矢狀面T1WI,將硬腭上緣至?xí)捀康倪@一段氣道,以懸雍垂下緣和會(huì)厭上游離緣作為分界,劃分為3段,分別稱為軟腭后區(qū)、舌后區(qū)和會(huì)厭后區(qū);b)軟腭后區(qū)橫軸面圖像,其中橫向紅色線條為側(cè)咽壁厚度(垂直于正中矢狀線,氣道外側(cè)緣與咽旁脂肪墊內(nèi)側(cè)緣之間的距離),豎向綠色線條為后咽壁厚度(正中矢狀線上,氣道后緣與椎骨前緣之間的距離);c)舌后區(qū)橫軸面圖像;d)會(huì)厭后區(qū)橫軸面圖像,圖中紅色線條分別為氣道的左右徑和前后徑。

(1)

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),偏態(tài)分布的數(shù)據(jù)以中位數(shù)(上、下四分位數(shù))進(jìn)行描述,正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行描述,兩組間比較分別采用曼-惠特尼U檢驗(yàn)和兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),多組間比較選擇克魯斯卡爾-沃利斯檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以率(百分比)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

結(jié) 果

1.臨床資料的比較

輕中度OSA組年齡為(45.75±11.80)歲,其中9例(75.00%)為男性;重度OSA組年齡為(47.70±13.61)歲,其中27例(81.81%)為男性,兩組之間年齡和性別構(gòu)成的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。兩組患者其它臨床資料及PSG結(jié)果的比較見表1。輕-中度組的頸圍、AHI、LAT、LSaO2和Ts90%均小于重度組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 兩組OSA患者基本臨床特征及PSG結(jié)果的比較

2.動(dòng)態(tài)MRI測量參數(shù)值的比較

三個(gè)分區(qū)內(nèi)氣道的解剖學(xué)參數(shù)動(dòng)態(tài)MRI測量值的比較結(jié)果見表2。三個(gè)分區(qū)之間氣道的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)MRI測量參數(shù)值的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。進(jìn)一步組間兩兩比較結(jié)果顯示:與舌后區(qū)和會(huì)厭后區(qū)相比,軟腭后區(qū)的Smax、Smin、左右徑和前后徑較小,氣道塌陷率較大,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表2 三個(gè)分區(qū)內(nèi)氣道相關(guān)解剖學(xué)參數(shù)動(dòng)態(tài)MRI測量值的比較

輕中度組和重度組各分區(qū)解剖學(xué)參數(shù)測量值的比較結(jié)果見表3。重度組中3個(gè)分區(qū)內(nèi)軟腭的長度、厚度和矢狀面積均大于輕中度組,重度組三個(gè)分區(qū)內(nèi)氣道的最小橫截面積及相應(yīng)的左右徑、前后徑和均小于輕中度組,側(cè)咽壁厚度和塌陷率大于輕-中度組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表3 兩組中各分區(qū)解剖學(xué)參數(shù)的動(dòng)態(tài)MRI測量值的比較

3.相關(guān)性分析

上氣道解剖學(xué)參數(shù)和頸圍與Ts90%、AHI的相關(guān)性分析結(jié)果見表4。頸圍、軟腭長度和矢狀面積、軟腭后區(qū)的側(cè)咽壁和后咽壁厚度、舌后區(qū)的側(cè)咽壁厚度和塌陷率、以及會(huì)厭后區(qū)的塌陷率均與Ts90%和AHI呈正相關(guān)(P<0.05);軟腭后區(qū)和舌后區(qū)的Smin及左右徑、會(huì)厭后區(qū)的前后徑均與Ts90%和AHI呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。

表4 上氣道解剖學(xué)參數(shù)和頸圍與Ts90%、AHI的相關(guān)性

4.多元逐步回歸分析

分別以Ts90%和AHI為因變量,以上述相關(guān)性分析結(jié)果中與因變量有顯著相關(guān)性(即P<0.05)的參數(shù)為自變量,進(jìn)行多元逐步回歸分析,結(jié)果詳見表5。

表5 Ts90%、AHI與動(dòng)態(tài)MRI測量參數(shù)的多元逐步回歸分析

軟腭后區(qū)側(cè)咽壁厚度是Ts90%的獨(dú)立影響因素(P<0.05),頸圍和軟腭后區(qū)氣道的左右徑是AHI的獨(dú)立影響因素(P<0.05)。

討 論

OSA的發(fā)病機(jī)制主要涉及解剖因素和非解剖因素,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為上氣道解剖學(xué)狹窄和睡眠時(shí)軟組織塌陷度增加是最主要的因素。手術(shù)是OSA的重要治療手段,術(shù)前需要明確氣道的狹窄平面。動(dòng)態(tài)MRI對(duì)軟組織顯影最佳且具有良好的時(shí)間分辨率,在OSA的研究方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢[10-11]。Sittitavornwong等[12]的研究證實(shí)動(dòng)態(tài)MRI可以觀察氣道狹窄情況,且與經(jīng)鼻纖維內(nèi)窺鏡檢查結(jié)果具有顯著相關(guān)性,表明動(dòng)態(tài)MRI在觀察OSA患者氣道情況方面具有較高的可信度。本研究中利用動(dòng)態(tài)MRI技術(shù)對(duì)OSA患者的上氣道相關(guān)解剖學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測量,結(jié)果顯示氣道的徑線長度及周圍軟組織的厚度在重度組與輕中度組之間有顯著差異,在氣道的不同節(jié)段(3個(gè)分區(qū))之間亦有顯著差異,而且部分解剖學(xué)參數(shù)與AHI具有相關(guān)性,其中軟腭后區(qū)氣道的左右徑是AHI的獨(dú)立預(yù)測因素。本研究結(jié)果表明通過動(dòng)態(tài)MRI檢查和解剖學(xué)參數(shù)的測量,可以在一定程度上反映OSA的嚴(yán)重程度,在某些無法完成PSG的情況下可以協(xié)助疾病的診斷。

軟腭后區(qū)是咽腔最狹窄的部分,是OSA患者氣道阻塞和塌陷的主要發(fā)生部位[13-14]。本研究結(jié)果也顯示軟腭后區(qū)氣道的最大和最小橫截面積均小于舌后區(qū)和會(huì)厭后區(qū),而氣道塌陷率則在3個(gè)分區(qū)中最大;回歸分析結(jié)果顯示軟腭后區(qū)側(cè)咽壁厚度顯著正向預(yù)測Ts90%,軟腭后區(qū)的氣道左右徑可負(fù)向預(yù)測AHI。上述結(jié)果表明軟腭后區(qū)的解剖結(jié)構(gòu)顯著影響OSA的嚴(yán)重程度和患者夜間睡眠時(shí)機(jī)體的氧合狀態(tài)?？赡艿陌l(fā)生機(jī)制有以下幾點(diǎn):①軟腭后區(qū)缺乏骨性結(jié)構(gòu)附著,容易發(fā)生腭垂后墜和咽側(cè)壁軟組織向內(nèi)塌陷,從而引起氣道塌陷;②腭咽擴(kuò)張肌是軟腭水平調(diào)劑氣道口徑的重要肌肉,在OSA患者中容易被誘發(fā)不協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),從而易于疲勞,繼而難以維持氣道擴(kuò)張[15-16];③OSA患者腭咽肌表現(xiàn)出不同程度的肌纖維萎縮、明帶增寬、線粒體增多和固縮等病理改變[17];④OSA患者腭咽組織中脂質(zhì)浸潤可能是導(dǎo)致睡眠時(shí)咽部塌陷的重要原因[18]。然而氣道最狹窄的部分不一定隨著呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生較大變化,在OSA的發(fā)生中可能并不是發(fā)揮主要作用的,因此我們還應(yīng)該考慮氣道的順應(yīng)性。

以往有研究采用咽腔順應(yīng)性[(平靜呼吸時(shí)橫截面積-Muller動(dòng)作時(shí)橫截面積)/平靜呼吸時(shí)橫截面積]這一指標(biāo)來評(píng)價(jià)氣道塌陷程度[19-20],但在測量氣道橫截面積時(shí)隨機(jī)選擇某一個(gè)呼吸周期,誤差較大且可重復(fù)性較低。本研究利用動(dòng)態(tài)磁共振時(shí)間分辨率高的特點(diǎn),在長達(dá)135秒的呼吸運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)態(tài)測量某一層面氣道的橫截面積,取其中的最大值和最小值計(jì)算得到氣道的塌陷率,這是一個(gè)反映氣道狹窄程度和順應(yīng)性的新指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示軟腭后區(qū)、舌后區(qū)和會(huì)厭后區(qū)的氣道塌陷率均與AHI顯著相關(guān),表明塌陷率可以作為反映氣道狹窄程度及評(píng)估OSA嚴(yán)重程度的參考指標(biāo)。

Schwab等[21]的研究結(jié)果顯示側(cè)咽壁厚度是OSA的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,本研究結(jié)果顯示軟腭后區(qū)和舌后區(qū)的側(cè)咽壁厚度與Ts90%和AHI均呈顯著正相關(guān),且軟腭后區(qū)側(cè)咽壁厚度是Ts90%的主要預(yù)測因素,表明側(cè)咽壁厚度不僅與OSA嚴(yán)重程度相關(guān),還能夠影響患者夜間氧合狀態(tài)。因此臨床中某些難以耐受多導(dǎo)睡眠監(jiān)測、或因?yàn)檎顾弑O(jiān)測耗時(shí)太多的患者,可以通過影像學(xué)檢查測量該指標(biāo)來初步評(píng)估患者在夜間的氧合狀態(tài)。

本研究存在一定的局限性:首先,樣本量較少且為單中心的研究;其次,本研究中動(dòng)態(tài)MRI檢查是在患者清醒狀態(tài)下進(jìn)行的,但由于意識(shí)狀態(tài)、神經(jīng)-體液因素等引起的肌肉緊張度改變,睡眠過程中發(fā)生呼吸暫停與清醒狀態(tài)下比較,各阻塞平面的截面積是存在差異的[22]。利用動(dòng)態(tài)MRI探索睡眠狀態(tài)下呼吸暫停時(shí)氣道的影像特點(diǎn)及其與清醒狀態(tài)的差異,將是我們今后的研究方向之一。

綜上所述,動(dòng)態(tài)MRI測量的上氣道解剖學(xué)數(shù)據(jù)與OSA嚴(yán)重程度密切相關(guān),在臨床診斷和治療方案選擇中應(yīng)重視上氣道尤其是軟腭后區(qū)的解剖特征。氣道塌陷率是一個(gè)反映氣道狹窄程度和順應(yīng)性的新概念,在未來的臨床研究和診療中可能有較高的應(yīng)用價(jià)值。