4.2 研究OSAHS患者上气道形态结构功能的技术方法
对上气道形态结构功能的检查评价是研究OSAHS的关键步骤。研究OSAHS患者上气道形态结构功能的技术方法有很多[55]，包括：（1）上气道内镜检查，属有创检查，清醒和睡眠状态均可进行结构和功能评价。（2）声波反射技术。（3）上气道压力测定。（4）影像学检查，包括X线头影测量分析、CT、MRI，其中MRI还可进行功能评价。X线头影测量分析主要进行静态测量，CT和MRI既可采集静态图像，也可进行动态观察；上气道内镜主要进行腔内动态观察。
（1）上气道内镜检查主要是指由耳鼻喉科或呼吸科医师进行的纤维或电子鼻咽镜检查，可动态观察患者上气道内腔立体结构的形态及表面特征。上气道内镜结合Müller检查法（FNMM）可进行气道塌陷性检查，还可利用计算机辅助图像分析技术进行定量研究。内镜检查的缺陷是需要侵入体内，其对气道可能有扩张作用，增加上气道的阻力；另外，检查前的局麻可能对上气道的特性产生影响，更重要的是无法整夜观察气道周围的组织结构。
（2）声波反射技术的原理是利用声波在咽部传导过程中通过不同几何截面通道时，反射波的振幅和时程不同的特性，测算出咽喉部不同部位的截面积大小，从而可以反映出咽喉部各个断面的通气状况，具有操作简便、快速、无辐射（有能力同时评估整个气道）等优点。但是声波反射技术不能留下客观的可供手术参考的图像资料，故对需要手术的患者，其检查价值有一定的局限性。
（3）上气道压力测定法是根据放置于上气道的测压导管在每次呼吸暂停时测量不同部位压力的变化，判断阻塞部位。压力测定法的最大优点是能进行整夜检查，对患者睡眠干扰小，并可与多导睡眠监测同步进行。但其也有缺陷：首先，上气道测压虽然可测知阻塞平面，但无法获知阻塞平面的形态；其次，测压系统所显示的阻塞平面只是最低平面，无从知道阻塞平面上方是否确实存在阻塞。
（4）现代影像技术可获得OSAHS患者上气道及其周围软组织结构和功能相关的高分辨解剖学信息，正在逐渐成为一种有力的研究工具。目前学者们对OSAHS患者上气道的研究多采用影像学方法，主要包括二维影像技术和三维影像技术。人们从影像学上获得了对该病的大量认识，基本观点就是上气道形态异常是OSAHS的发病基础，再遇上功能障碍则发生阻塞。
二维影像技术主要是指X线头影测量法，其作为一种传统的形态学研究方法较早地应用于OSAHS的研究中，具有简便、定位准确、可重复的优点，且已形成一整套标志和测量体系，利于研究比较。但是X线头影测量法多局限在X线侧位片检查，对OSAHS患者上气道两侧方向不同的区别难以表现出来，观测指标有限，且因影像放大、重叠等因素导致测量数据存在较明显误差，难以准确反映OSAHS的病理生理状态，对其病因诊断存在较大局限性[56-57]。
三维影像技术对上气道及其周围结构显示较好，磁共振（magnetic resonance imaging，MRI）与CT均为三维水平的形态学工具，是较早用于认识OSAHS的手段之一，可以较准确地反映真实的上气道[58]。CT是目前国内外广泛应用的检查设备，其操作方便，功能完善，采用卧位检查，接近睡眠时的体位，能够较真实地反映睡眠中上气道的情况和潜在的阻塞部位。对OSAHS的研究采用CT检查方法相对简单易行，无创无痛，可反映OSAHS患者上气道生理及病理状态下的阻塞情况，检测结果对OSAHS患者治疗方案选择、手术疗效预估具有重要意义。近年来随着科学技术的发展，螺旋CT及其智能化的工作站为图像处理及数据传输提供了极为方便的手段，使得CT在OSAHS研究中显示了其独特优势。MRI技术避免了放射线照射，软组织分辨率高，有多层面、多方位成像的优势，在上气道检查中的应用也日趋广泛，但是MRI扫描需要时间较长，扫描过程中可能受到的干扰因素较多，不易观察到每个呼吸周期上气道的动态变化，且费用昂贵等[59]，这些因素使得它的应用不及CT普遍。作为一种研究手段，由于MRI对软组织的显影具有其他影像学检查所不具备的优势，相信在今后的研究中可以与CT相结合发挥更大的作用。
OSAHS理想的定位诊断研究技术应具有操作方便、非侵入性或患者耐受良好、准确且可重复性好、可以在睡眠中进行动态观察、没有X线暴露、价格低廉等特点。目前上述各种定位诊断研究技术尚不能完全满足这些要求，因此还需要不断改善现有的检查方法及发展新技术，以便更好地了解OSAHS的病理生理，为不同的患者选择个性化的治疗方案。
三维有限元法是目前口腔生物力学研究中最先进有效的一种生物力学分析方法，而建立高真实度和精确度的三维有限元模型是有限元分析的前提。近年来，三维有限元分析方法广泛应用于医学各学科许多疾病的研究，但应用于OSAHS的研究目前报道并不多见。基于此，本研究根据OSAHS患者上气道的CT临床资料，对患者的上气道结构进行三维重建，并在此基础上建立三维有限元数值模型，以期深入了解其发病机理以及为口腔矫治器治疗OSAHS的优化设计等提供理论依据，并探索一种研究OSAHS的新的方法和途径，借此寻找更为方便、经济、高效的研究手段，为促进对OSAHS患者上气道的生物力学分析打下基础。
三维有限元建模大多采用CT图像处理法。确定建模范围后，设置一定参数对被测对象进行CT扫描，将一系列连续组织断层图像输入微机，经图像处理与造型处理后，利用反求工程技术快速地建立三维几何模型（可以在二维屏幕上显示出组织的三维结构，能更加真实、形象地再现各组织的空间结构），将建立的三维几何模型转入有限元软件进行网格划分并确立加载边界条件，建立三维有限元模型，为口腔医学的科研提供有效的信息。其基本过程如图9所示。
图9 模型重建流程