上气道的观察与测量
1983年,CT首次用于OSAHS的上气道研究。此前通过X线片、透视、B超等手段的研究都存在不足,或是二维影像手段对物体反映不够全面,或是不能留下资料与其他研究者探讨,或是辨别程度低。CT较好地弥补了上述不足。但同期,有一项X线透视研究为后续CT、MRI研究奠定了良好研究基础。Suratt PM等在降低辐射量的条件下,在OSAHS患者睡眠中发生呼吸暂停时,开启X线透视,对上气道阻塞可以动态观察到上气道狭窄处。这样使用CT、MRI得到的对日间阻塞点的观察可以用于推测夜间的情况。
为研究方便,研究者将上气道根据一定解剖点划分区段,比较常见的有鼻咽(从鼻咽穹隆顶至平面)、腭咽(从腭平面至软腭尖)、舌咽(从软腭尖至会厌尖)、喉咽(从会厌尖至会厌底)四段划分法。由于CT、MRI扫描区域有限,为集中观察上气道重点部位,一些研究放弃较为次要的部位(如鼻咽)出现口咽上部、口咽下部等划分法。所以在比较各研究之间的结论时,需要关注其上气道区段划分的方式。
(一)上气道阻塞点
阻塞点是OSAHS患者特有的一种上气道表现,上气道某段瓶颈小到一定程度,足以使通过的气流不能完成有效的气体交换,把这些特别狭小的区段或气流完全中断之处称之为阻塞点。上气道虽然不是均匀等宽的,但是宽窄之间保持一定比例;虽然每个个体的上气道并非完全一样,但上气道保持一定形状特点。而绝大多数OSAHS患者的上气道表现为有不协调的特别狭窄之处,甚至有日间就可观察到的阻塞之处。阻塞点是仅存在于呼吸障碍者而不存在于无睡眠呼吸障碍者。OSAHS患者上气道的大小的绝对数值不如这些阻塞点重要,他们不一定必有狭窄点,在睡眠时也可能发生上气道塌陷。
夜间睡眠中的动态X线透视发现:OSAHS患者的上气道阻塞从最狭窄处开始,可以上下延伸或复通;阻塞可以只是一个部位,也可以从上气道的不同部位同时开始。由于有动态X线研究基础,虽然绝大多数研究实际观察的是OSAHS患者上气道清醒时的不协调的特别狭窄之处,但可以认为就是夜间阻塞点。
关于OSAHS患者上气道阻塞点的看法,大量的国内外研究比较一致:多数存在于腭咽(比例数可高达50%~75%),其次为舌咽,有个别研究发现喉咽,甚至鼻咽都被观察到存在阻塞点。上气道阻塞单发比较常见,占被观察者70%以上,多发也可见到,常见的组合是腭咽加舌咽。所以,软腭后方和舌背后方是OSAHS患者阻塞点好发区域。关于阻塞点的长度,有研究认为在8mm左右,有研究认为最长要延伸到40mm。
关于鼾症,阻塞点的阳性比例较低,一般位于腭咽后方。因各位研究者对于阻塞点的定义不同,不便比较阻塞点的阳性率,比较一致的观察现象是:鼾症患者的上气道与无鼾对照十分接近。
(二)上气道大小
由于三维影像手段都比较昂贵,所以各研究的例数都比较少,但所有此方面的研究几乎得到空前一致的结论:在上气道大小上,无鼾对照大于良性鼾症,良性鼾症大于OSAHS患者。说明OSAHS患者上气道大小的倾向性十分突出。
上气道大小常用的测量指标有:截面积、体积、矢向径、横向径;每一项指标都有鼻咽、腭咽、舌咽、喉咽和总上气道的归属区分,如鼻咽截面积、上气道总体积,在每一个归属区段内,各指标还有最大值、最小值、平均值的性质区分,如腭咽最小截面积、舌咽平均横向径。
如此组合后,上气道的三维影像测量会产生大量测量指标的数据,部分研究为简化数据,采用一些代表性的指标来反映上气道大小,常用的指标有:上气道最小截面积、上气道总体积、腭咽最小截面积、腭咽平均截面积等。研究者比较趋向于选择最小值,一是因为最小值比较敏感,容易产生统计学有意义的差异;二是因为最小值代表的是上气道的阻塞点的性质,有些学者认为,最小截面积比平均截面积更有意义,上气道某段瓶颈小到一定程度,足以使通过的气流不能完成有效的气体交换。
OSAHS患者与无鼾对照在上气道大小的数值分布上有较大的重叠区域,在很大程度上,上气道的大小受体格因素的影响,即健康人可能因体格较小而存在一个较小的上气道(均匀而未见阻塞点)。上气道大小还受性别影响,一般情况下男性大于女性,即男性OSAHS患者的上气道有可能宽于无鼾女性的上气道。上气道大小存在增龄性变化,40岁以后,一般逐年减小,但在70岁以上的老人,上气道又有较中年组突然增宽的表现。上气道大小受体重影响,肥胖者上气道明显可见脂肪的挤压影响。各研究的数据结果差异很大,反映了个体之间的上气道差异,但各研究的结论十分一致,说明OSAHS患者的上气道存在十分明显的趋势,OSAHS患者的上气道小于良性鼾症和无鼾对照组的上气道。
(三)上气道形状
研究上气道形状的测量指标为:矢向径与横向径之比。上气道形态的专题研究并不多见,在一些上气道大小的研究中,通过矢向径与横向径的比例关系,可对上气道的形状有所感知。在多数研究的结果中,矢向径小于横向径,由此推导出OSAHS的上气道多数是矢向小于横向,即为横宽的形状。但在具体的每一个OSAHS患者身上,可能有矢向狭长、横向狭长和近似椭圆的一种或多种表现。
但在上气道形状的专题研究中,个别研究者认为,清醒时正常人上气道截面为横宽的椭圆,鼾症者为近似圆形,OSAHS为矢向的椭圆。原因据分析为OSAHS咽腔侧方脂肪垫增大或颏舌肌在清醒时活性较高,矢向牵张上气道所致矢向径增大。另有研究认为上气道形状实际反映的是体重指数(BMI),BMI大者表现为侧宽小的圆形,BMI小者表现为侧宽大的椭圆。但也有研究发现OSAHS存在矢向长、横向长和两径基本等长这三种不同表现,而鼾症和无鼾症对照基本为两径等长。(https://www.daowen.com)
有关上气道形状的这些研究,都存在样本量少,对照不够严格的缺点,所得结论仍在发展。然而在这些专题研究中,有一致的看法:上气道矢向径长于横向径是一种不良表现。不论是否能作为诊断指标来判别OSAHS,有可能漏诊率比较高,但能够反映上气道矢向径长的个体存在睡眠呼吸问题。特别是在个体的上气道大小不能说明问题的情况下,上气道形状可以给我们提供相对比较多的信息。从这一点来看,上气道大小的数据测量对上气道截面形状的观察没有意义。
(四)上气道三维测量的意义
由表3-6-2看到,上气道大小在个体之间差异很大。由于样本和影像设备技术的差异,上气道最小截面积在不同文献中,平均值可以从14~107mm2(OSAHS)至49~188mm2(无鼾对照)。上气道平均截面积也有类似表现。
表3-6-2 OSAHS患者与无鼾对照上气道截面积的平均值的文献总结(mm2)
由于OSAHS和无鼾对照两个样本群的数据重叠较多,无法建立上气道正常值标准,无法令某一个体的测量值与之比较,且无法用以判别是否存在睡眠呼吸问题。对于早期的OSAHS的三维影像研究来说,是否能够找到一个或一组指标,作为一种快速的诊断技术,来代替整夜睡眠监测,是主要的研究动力,但这一尝试,目前认为是不可行的。一些学者试以AHI或RDI为因变量,进行睡眠呼吸紊乱指数与上气道三维形态学指标之间的相关回归分析,一些指标如鼻大小等都可以代入方程。但各研究中,回归方程的回归系数平均值很高,R2值在20%~40%,说明上气道形态测量只能解释20%~40%的AHI。个别研究者发现,瘦者、年轻者上气道形态测量的比重大一些,但也只有50%~60%。说明上气道的形态在OSAHS的病因机制中所占的分量不是很大,诊断要全面考虑肌电功能、中枢调节功能等其他方面的因素。有学者对上气道顺应性进行形态研究发现,OSAHS、鼾症、无鼾对照对CPAP的反应不同,OSAHS顺应性大,无鼾对照顺应性小,鼾症居中,但其结果仍不足以构成诊断。
虽然三维影像技术失去了对OSAHS的诊断意义,这种昂贵的测量手段依然十分重要。通过上气道三维测量,使OSAHS的病理研究深入了一步,使人们更加了解OSAHS的解剖形态异常。
其次,上气道三维测量的意义在于可用于对各种治疗方法治疗前后的观察、机制分析和寻找适应证。目前,这一方面的应用非常广泛。如有学者认为,腭咽成形术(UPPP)的成功率与OSAHS患者的解剖特点密切相关。如果OSAHS患者属解剖适宜者,则UPPP治疗有成功可能;如不具备相应解剖特征,则UPPP术后不会有改善,有时甚至会恶化。一般观点为:如果上气道阻塞点位置高,在硬腭下20mm之内,有明显的阻塞点(如截面积小于1 cm2)存在,则为UPPP术适应证;而上气道均匀变窄伴低位阻塞点则相反。口腔矫治器可以通过牵张腭咽侧壁扩张腭咽,亦可通过前移舌体扩张舌咽,所以口腔矫治器的治疗范围相对宽泛,对上气道的解剖形态要求不是很严格;但口腔矫治器对上气道的改变受颅面类型的影响较大,比如下颌平面高角和低角OSAHS患者的下颌定位处理不同。一般而言,口腔矫治器适于舌体不能过于肥大直立,软腭不能过于肥大绵长的OSAHS患者。口腔矫治器一般对轻中度的OSAHS有良好的效果,所以过于肥大的舌体软腭加上不太匹配的骨骼类型,提示不宜采用口腔矫治器。令人惊奇的是,以改变上气道内压力而奏效的CPAP,对上气道的形态扩张也十分明显。有报道,CPAP加压状态下可使口咽体积增大27.7%,几乎与口腔矫治器媲美。该报道的研究对象上气道的顺应性可能非常大。还有一些其他文献,也证实CPAP确实可以有效地扩张上气道。
(五)上气道三维影像与二维影像的一致程度
二维影像技术,可具有设备普及、低价快捷的优点,特别是X线头影测量还具备定位拍摄、方便比较的特点。需要考虑的是失真程度如何。上气道三维影像与二维影像的一致度的比较,该方面缺乏足够数量的研究。少数研究者将颅面结构、上气道形态等指标进行两种影像的比较,考虑二者之间的替代性。
在上气道的阻塞部位上,部分OSAHS患者的二维影像和三维影像的结论有出入,这可能与上气道形状有关(横向径长在头颅侧位片上不能反映出来),也可能与二维影像多是坐位拍摄,而三维影像是仰卧位扫描有关。
对上气道大小的测量方面,有研究认为鼻咽的一致度比较好,喉咽的一致度较差;而有研究诊断正好相反。但如果将头颅侧位片改为仰卧位拍摄,将很大程度地提高二维影像与三维影像的一致度。
对舌体、软腭这样的上气道周围组织,现有研究均认为二维影像和三维影像的一致度很好。OSAHS患者舌体、软腭的肥大似乎不受拍摄体位和投照方向的影响。
目前的结论是,长于分析颅面形态的二维头颅侧位片与长于分析上气道及周围组织结构的三维影像宜联合使用。