4.2　加载下颌前伸对OSAHS患者上气道腭咽部的影响

口腔矫治器治疗OSAHS原理主要是使下颌前移、上气道扩张，从而解除堵塞。因此，对下颌前伸上气道形态变化的研究成为探究口腔矫治器治疗OSAHS机理的重要方面。目前对下颌前伸状态上气道形态变化的研究主要集中在对矢状径、横径及截面的测量，也有少量关于容积改变方面的报道。

对上气道改变部位研究显示，下颌前移口腔矫治器能增加患者上气道的宽度，其中OSAS患者口咽中的腭咽部气道增大最显著[42-43]。因此，本研究选取上气道腭咽部为主要对象，参照北京大学赵雪岩等[64]方法，在模型上气道表面选取软腭末端横截面的横径及矢状径变化作为观测指标。

正常人上气道呈矢状径小于横径的椭圆形，其中腭咽段比值最小[35-36]。而Rodenstein等[37]研究认为，OSAHS患者上气道是以前后径为长轴的椭圆形，这种形状差异可能是由OSAHS患者上气道横径减小所致。本研究结果显示，在OSAHS患者上气道腭咽部，气道呈矢状径大于横径的扁椭圆形，同Rodenstein等的研究结果相符；同样，OSAHS患者腭咽部的形态不同于正常人，其横径更小，与以往研究结果相同。

Tsuiki等[43]对10例OSAHS患者清醒状态下仰卧位下颌分别处于正常位置、前伸33%、67%位置和最大前伸位时的头颅定位侧位片进行研究，发现下颌前伸至67%或最大前伸位时，口腔矫治器可使腭咽部上气道的矢状径显著增大，与本项研究的结果相同。本研究对腭咽部的观察结果显示，随着下颌骨逐步前伸，上气道腭咽部软腭末端横截面处横径逐渐缩小、矢状径逐渐增大，但增大的趋势大于缩小。总体来说，随着下颌逐步前伸，上气道腭咽段呈逐步增大趋势，下颌骨移动最大时增大最大。赵晓光等[45]通过MRI观察14例非OSAHS年轻志愿者下颌处于不同矢状位和垂直位置时上气道的形态学变化，发现垂直向打开为0时，下颌最大前伸与前伸50%和75%相比，气道的最小截面积显著增加；75%和最大前伸下颌位置的效果不同，最大前伸是下颌最有效的治疗位置。而Gao X M等[44]对OSAHS患者上气道MRI图片的研究指出，随着下颌逐步前伸，OSAHS患者上气道大小始终在增大状态，但从75%位置点开始，增长趋于平缓，这一研究结果与本研究略有不同，可能与本研究所选取的观测平面有关，但结果并不矛盾。(https://www.daowen.com)

以往对上气道几何形状的研究认为[46]，下颌前伸时腭咽最小矢状径和平均值均变化不大，而上气道几何形状的变化主要集中在腭咽，腭咽矢状径与横径之比平均值的减小有显著性差异；正中颌位时，腭咽矢状径与横径之比平均值小于1，说明腭咽在水平面上呈长轴位于水平方向的椭圆形，但是下颌前伸后腭咽的椭圆形状有更加扁平的趋势。也有研究认为[47]腭咽对下颌前伸的反应是积极而敏感的，矢向径、横向径都呈增加趋势。本研究结果显示，腭咽部随下颌逐步前伸发生变化，矢状径呈逐渐增大趋势，横径呈缩小趋势，形状更趋于以矢状径为长轴的椭圆形，但由于本研究只针对腭咽部变化进行了研究，并没有涉及上气道其他各段面积变化的研究，故尚不能认为腭咽部形态的变化对下颌前伸是敏感的。

本研究结果显示，随着下颌逐步前伸，上气道腭咽部软腭后区平均应力未发生明显变化，而S1应力即拉应力呈逐渐增加的趋势，说明软腭后区变化以拉应力逐渐增加为特点。同时本研究也观察了整体模型的应力变化，结果显示整体模型位移最大处主要集中在软腭顶端与口腔相连接的气道处，这可能是因为气道空腔结构刚度小，且该处没有肌肉及组织牵拉；整体模型应力最大处位于前牙的加载区，是由于对该处牙齿直接进行位移加载。对下颌骨的应力分析显示，随着位移加载的增加，应力分布区域发生变化，喙突后侧沿乙状切迹至髁突颈部的应力明显增加，而下颌骨体部至下颌角的应力明显降低，提示在设计口腔矫治器时要考虑到颞下颌关节的受力，确定适当的前伸量；同时下颌骨的应力逐渐增加，当前伸量超过6 mm以上时应力值较大，提示在设计口腔矫治器时应避免前伸量过大对下颌骨产生过大的压力。对下颌骨位移分析结果显示，随着加载量不同，位移分布左右对称且区域变化不明显，说明下颌骨各部的位移是水平前移并逐渐递增，其中最大位移发生在前牙区，提示在口腔矫治器的制作过程中以前牙区位移为下颌前移量的参考。

综上所述，三维有限元模型可以还原真实的OSAHS患者上气道及其周围组织的结构及形态，有限元法是研究上气道及其周围组织形态受力后发生变化的有效生物力学方法。本实验对所建立的三维有限元模型进行载荷分析，所得出的数据真实、有效，为下颌前伸状态下OSAHS患者上气道形态改变的研究提供了一种新方法。当然，上气道形态变化不仅仅由下颌前伸的机械牵拉造成，还有神经调节以及其他尚未知晓的因素的共同作用[4]。形态变化只是构成口腔矫治器治疗OSAHS的形态学基础。