孫建偉,魯華山,王之發(fā)
(1.火箭軍廣州特勤療養(yǎng)中心,廣州 510010; 2.南部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院口腔科,廣州 440104)
自20世紀初以來,人們就展開了上氣道狹窄或阻塞及其對顱頜面結構、口功能影響的研究。睡眠時上氣道塌陷可引起阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome,OSAHS),近年來OSAHS在人群中的發(fā)病率逐年升高[1]。研究表明,OSAHS是心腦血管疾病、內(nèi)分泌疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及精神疾病等的獨立致病因素,亦可影響兒童的生長發(fā)育和行為認知,如出現(xiàn)典型的腺樣體面容、智力低下等,嚴重危害兒童身心健康[2]。OSAHS的主要病理生理學特點是上氣道阻塞和總容積減小,其發(fā)病與多項牙頜面形態(tài)學特征相關,如下頜平面陡峭、舌骨位置低下、舌背高拱、軟腭長等[3]。正畸、顱頜面手術等也會在一定程度上改變牙頜面的位置及形態(tài),有造成或加重上氣道狹窄的風險,近年來逐漸引起臨床醫(yī)師的關注。
上氣道是軟硬組織復合體,周圍被腺樣體、扁桃體、軟腭以及舌體等軟組織包繞,亦有頸椎、頜骨等硬組織作為骨性支架,其解剖結構和功能易受影響而誘發(fā)各種疾病[4]。為增加氣道通氣或預防醫(yī)源性OSAHS的發(fā)生,醫(yī)師常需對上氣道進行測量分析,用于評價患者與通氣相關的健康狀況。因此,正確認識上氣道的影響因素有重要意義,有助于推動OSHAS等上氣道相關疾病的診斷和治療?,F(xiàn)結合上氣道解剖結構,重點闡述影響其形態(tài)、大小的因素,以提高對上氣道的認識和診療水平。
氣道由鼻、咽、喉和氣管等管狀腔隙組成,是氣體進出肺泡的通道,以環(huán)狀軟骨下緣為界,分為上氣道和下呼吸道[5]。上氣道即咽腔部分,自上至下分為三部分:①鼻咽,前通鼻腔,上界為鼻甲和咽腔頂部,下界為硬腭水平;②口咽,上界為硬腭水平,下界為會厭軟骨上緣;③喉咽,上界為會厭軟骨上緣,下界為環(huán)狀軟骨下緣[6]。上氣道是一個不規(guī)則管狀腔隙,易受周圍軟硬組織影響,與之毗鄰的軟組織結構有舌體、軟腭、會厭和咽旁肌群等,硬組織結構有頸椎、上下頜骨和舌骨等[7]。鼻咽和喉咽有骨或軟骨支撐不易發(fā)生塌陷,而口咽前壁由軟腭和舌體構成,易受周圍組織及其他因素影響而出現(xiàn)狹窄或阻塞,是醫(yī)學領域研究的重點。
2.1年齡 上氣道在不同年齡段表現(xiàn)出的形態(tài)學特征不同,其生長發(fā)育一直持續(xù)到青春期末期;成年后,上氣道表現(xiàn)出一定的增齡性變化。一般認為,上氣道寬度隨生長發(fā)育持續(xù)增大,20歲達到一個相對穩(wěn)定階段后寬度慢慢縮小,并在40歲以后縮小速度加快[8]。Kollias和Krogstad[9]的研究選取22歲成年人作為研究對象,隨訪觀察20年后發(fā)現(xiàn),男性上氣道較研究開始時縮短7.34 mm,女性縮短5.90 mm。成年人上氣道會隨著年齡的增長和脂肪沉淀等而變窄,因此鼻咽大、上氣道扁寬者有利于保持氣道通暢。然而,上氣道各部分隨年齡變化的趨勢也不同。劉杉杉等[10]對8~11歲兒童進行橫斷面研究發(fā)現(xiàn),9歲前高位上氣道生長發(fā)育基本完成。因此,正畸醫(yī)師應早期對有頜骨后縮傾向的患者進行矯形治療以避免氣道狹窄,進而影響頜骨的生長發(fā)育。老年人因下頜骨傾向遠中移位,同時受牙列缺失、舌體肥大等因素影響,其口咽部相對狹小[11]。分析原因可能是鼻咽部為骨性結構支撐,不易受影響,而上氣道下段的變化相對復雜,隨年齡增長上氣道下段先增大后縮小的趨勢更加明顯。
2.2種族 不同人種由于飲食習慣和骨骼結構的差異,上氣道形態(tài)各具特點,因而患OSAHS的風險也不同[12]。Liu等[13]通過對比安氏Ⅱ類Ⅰ分類的中國人和高加索人發(fā)現(xiàn):中國人頜骨體積較小,表現(xiàn)出更嚴重的下頜后縮、下前牙唇傾等特點,且上氣道的各項測量值與高加索人比較差異有統(tǒng)計學意義。而針對不同人種呼吸功能的評價認為,亞洲人易受顱頜面骨骼因素影響,非裔美國人更易受肥胖因素影響,而高加索人則更易受骨組織和軟組織的共同影響[14]。提示對不同種族的OSAHS患者時,治療方法的選擇也應有所區(qū)別。
2.3性別 關于上氣道在性別間的差異仍存在爭議,研究認為成年人上氣道的性別差異大于兒童[15-16]。Li等[15]研究發(fā)現(xiàn),6~12歲兒童上氣道在性別上差異無統(tǒng)計學意義,而在13~18歲人群中,男性上氣道較女性更長、容積更大。但有學者得出不同結論,如El和Palomo[16]研究認為,兒童上氣道的大小無性別差異;Zhong等[17]研究指出,成年人上氣道不受性別因素影響。一般認為男性氣道容積大于女性,但是隨著年齡增長,男性氣道有長度增加和容積減小的趨勢,因此更易發(fā)生狹窄塌陷[18]。
2.4肥胖 肥胖人群的上氣道周圍有脂肪沉積且軟組織體積增大,因此上氣道易受到壓迫而發(fā)生狹窄塌陷。流行病學研究證實,肥胖是OSAHS發(fā)病的主要危險因素之一[19]。國際上常將體質(zhì)指數(shù)作為評價人體肥胖程度和健康狀況的一個客觀指標。有數(shù)據(jù)顯示,女性的體質(zhì)指數(shù)高于男性,但男性更易患OSAHS,這可能與脂肪分布部位不同有關,舌體和頸部周圍脂肪對上氣道的影響更大[20]。范巨峰[21]的研究證實,肥胖人群口咽和頸部皮下脂肪堆積會增加OSAHS的發(fā)病風險,而咽腔其他部位脂肪分布異常與OSAHS發(fā)病無關。因此,可將頸圍作為肥胖的參考指標,其更能代表性別上的差異。
2.5軟組織結構 上氣道被多種軟組織結構包繞,包括腺樣體、扁桃體、軟腭、舌體、各種肌肉和淋巴組織等。軟組織易受牽拉、脂肪沉積、炎癥反應等因素影響而發(fā)生形變,進而影響上氣道的形態(tài)和大小。
腺樣體是位于鼻咽頂部和后壁的淋巴組織,出生后逐漸長大至6歲達到高峰,10歲后開始萎縮,如出現(xiàn)病理性肥大或未按時萎縮會阻塞鼻咽段氣道,從而誘發(fā)兒童OSAHS、頜骨畸形、口呼吸等疾病[22]。腺樣體在鼻咽腔的占位率用A/N表示,即腺樣體厚度(A)與鼻咽寬度(N)的比率,F(xiàn)eng等[23]通過研究不同年齡段患者的三維鼻咽發(fā)現(xiàn),氣道大小與A/N比率具有相關性,且年齡<15歲時相關性更強。腺樣體肥大患者因張口呼吸可導致以下頜后縮、面下1/3偏長、嘴唇厚且外翻等為特征的腺樣體面容,而下頜后縮又進一步加重上氣道阻塞。扁桃體是位于口咽段的淋巴組織,隨年齡變化的特點與腺樣體相似。兒童OSAHS患者扁桃體切除后,上氣道形態(tài)發(fā)生顯著變化,其中腭咽和舌咽容積明顯增大[24]。因此,患兒早期行扁桃體切除術有利于解決氣道阻塞,術后口呼吸習慣和下頜后縮等問題也可得到糾正。
軟腭位于腭咽前界,軟腭松弛、懸雍垂過長過粗等均會導致上氣道阻塞,一般認為軟腭在20歲以后表現(xiàn)出逐漸變長變厚的增齡性變化趨勢,與健康人群相比,OSAHS患者的軟腭、舌體、咽壁以及咽旁脂肪體積均較正常人增大[25]。有學者發(fā)現(xiàn),正常情況下軟腭形態(tài)表現(xiàn)為葉型,當表現(xiàn)為S型(鉤型)時,口咽氣道容積明顯變小,因此認為軟腭形態(tài)可作為OSAHS的病因研究[26]。舌體松弛肥大、舌根部淋巴增生或位置后移等均會壓迫上氣道,因此舌體對上氣道的影響不僅取決于體積還取決于位置。曾祥龍和唐志慧[27]研究證實,OSAHS患者的舌體體積較大且與軟腭接觸長度增加,舌骨位置較低。利用阻鼾器治療OSAHS的機制也是前移下頜骨及舌體,降低舌背水平,軟腭前移后上氣道寬度增大。同時,舌體借助頦舌肌、舌骨舌肌、莖突舌肌和腭舌肌等舌外肌與周圍組織相連,這些肌肉附著的骨性結構出現(xiàn)異常也會間接引起舌根位置改變,從而影響上氣道[28]。
2.6硬組織結構 上氣道以骨性結構作為支架,上方為顱骨,前方為上頜骨、下頜骨和舌骨,后方為椎骨。硬組織結構發(fā)育各具特點,不同骨面型和舌骨位置亦可影響上氣道的形態(tài)和大小。
2.6.1矢狀骨面型 矢狀骨面型對于上氣道的影響存在爭議。上頜骨固定于顱骨,所以其位置相對固定,但下頜骨本身可動且易出現(xiàn)形態(tài)、大小和位置異常,可間接影響上氣道,且主要發(fā)生在口咽和喉咽。一般認為,上氣道在不同矢狀骨面型人群中存在顯著差異,從Ⅲ類、Ⅰ類到Ⅱ類骨面型,上氣道形態(tài)逐漸變窄變長,容積則表現(xiàn)出逐漸縮小的趨勢。Kim等[29]研究表明,Ⅰ類骨面型的上氣道上段與Ⅱ類相比差異無統(tǒng)計學意義,其中鼻咽氣道容積與下頜后縮無相關性。李志敏等[30]進一步比較了骨性Ⅰ類組、骨性Ⅲ類上頜后縮組和下頜前突組的氣道容積發(fā)現(xiàn),下頜前突組的口咽部容積最大,而其他兩組的口咽部容積比較差異無統(tǒng)計學意義。因此,針對OSAHS患兒上頜或下頜發(fā)育不足的情況,明確口咽大小主要受下頜骨大小和位置的影響,有助于查找病因[31]。
但有學者提出不同的觀點,認為上氣道在不同矢狀骨面型間差異無統(tǒng)計學意義[32]。出現(xiàn)分歧的原因可能為:①研究的樣本量不足或不具代表性;②頭位改變導致測量誤差;③上頜骨發(fā)育差異;④本體補償機制,如舌骨位置改變以調(diào)節(jié)氣道通氣。目前的研究更支持Ⅱ類骨面型人群因下頜骨發(fā)育不足或位置后移易出現(xiàn)上氣道狹窄,臨床需予以關注。
2.6.2垂直骨面型 根據(jù)上下頜骨垂直向關系(以下頜平面角表示),臨床將骨面型分為高角型、正常型和低角型3類。垂直骨面型的不同是由髁突、面部骨縫與牙槽骨垂直向生長發(fā)育差異導致,表現(xiàn)為下頜骨不同的旋轉方向,從而導致上氣道周圍軟硬組織位置改變,間接影響上氣道的形態(tài)和大小。Ucar和Uysal[33]的研究證實,骨性Ⅰ類高角型青少年的上氣道狹窄主要發(fā)生在鼻咽,而其上氣道下段與骨性Ⅰ類均角型青少年比較差異無統(tǒng)計學意義,并指出上氣道大小與不同垂直骨面型之間具有顯著相關性;Celikoglu等[34]研究發(fā)現(xiàn),高角型患者的鼻咽和口咽容積均較其他類型患者小,這可能與鼻上頜復合體先天發(fā)育不足有關。但張明燁等[35]研究發(fā)現(xiàn),骨性Ⅰ類不同垂直骨面型的成人鼻咽容積無明顯差別,上氣道最狹窄區(qū)域為口咽。以上研究提示,鼻咽容積大小不但與骨面型有關還與鼻上頜復合體的發(fā)育情況有關。
2.6.3舌骨位置 舌骨呈U字形,其上有韌帶、肌肉附著,是人體中唯一不與其他骨骼相接觸的小骨。舌骨位置隨兒童生長發(fā)育相對頸椎逐漸下移,成年時舌骨垂直向位于C3~4,而水平向位置易受附著的韌帶和肌肉長度影響,同時也受性別、肥胖、骨性畸形以及下頜運動等因素影響[36]。通常骨性Ⅰ類患者的舌骨處于上前位,骨性Ⅱ類下頜后縮患者的舌骨位置相對靠后[37],而骨性Ⅲ類患者的舌骨位置相對靠前[38]??紤]到垂直骨面型影響,Sivakumar等[39]研究發(fā)現(xiàn),舌骨位置與垂直骨面型無顯著相關性,但當下頜位置靠后時,下頜平面角會影響舌骨位置。
舌骨位置改變會影響舌后氣道的形態(tài)和大小,其是影響OSAHS發(fā)病的一個重要因素。da Costa等[40]研究指出,舌骨位置越靠后、向下,口咽和喉咽容積越小。OSAHS患者的舌骨位置在矢狀向上通常表現(xiàn)為后移或正常位,在垂直向上明顯降低[41]。舌骨受其上附著韌帶和肌肉影響的同時,韌帶和肌肉功能也會適應舌骨形態(tài)異常。因此,舌骨作為多條韌帶肌肉的附著點在維持上氣道形態(tài)中發(fā)揮重要作用。
2.7呼吸 上氣道影像學檢查時常要求患者“平穩(wěn)呼吸”,但仍有誤差且難以控制。呼吸時,由于氣流通過加之被檢者緊張等可能會出現(xiàn)懸雍垂上翹、軟腭抬高等情況,從而間接影響上氣道。由于咽側壁氣道肌肉對上氣道的調(diào)節(jié)作用較軟腭和舌大,上氣道橫徑變化較矢狀徑更為明顯[42]。Ashaat和Al-Jumaily[43]認為,上氣道形態(tài)在吸氣時較呼氣時更加穩(wěn)定,呼氣過程中,咽腔側壁先變薄后增厚,管徑也隨之先增大后減小。因此,有學者提出讓患者在“呼氣末”狀態(tài)下接受檢查,但實踐證明可操作性仍較差[44]。
2.8張/閉口位、頭位與體位 上氣道形態(tài)在張口位和閉口位時有顯著差異,為減小誤差,檢查時多要求患者保持牙尖交錯位。Lee等[45]研究發(fā)現(xiàn),正常人張口時腭咽和舌咽縮小,硬腭至會厭谷底距離增大、舌骨至下頜平面距離縮小,與閉口位相比差異有統(tǒng)計學意義。同理,OSAHS患者張口時上氣道變得更長、更窄,可能會增加氣道阻塞程度。
頭位變化也會影響上氣道形態(tài),影像學檢查時多采用自然頭位,即被檢者直立放松端坐狀態(tài)下平視前方時頭部所處位置。頭位不同客觀反映在顱頸角上,Muto等[46]研究發(fā)現(xiàn),舌咽矢狀徑隨頭部后仰而逐漸增加,每增大10°顱頸角舌咽矢狀徑增大約14 mm。因此,不同姿勢下拍攝的頭顱側位片所顯示的上氣道形態(tài)也有所不同。
仰臥位時,上氣道由于重力作用輕微縮窄,這種情況在OSAHS患者中更明顯,會加重氣道通氣不暢[47]。Ingman等[47]比較OSAHS患者直立位和仰臥位時的上氣道形態(tài)發(fā)現(xiàn),仰臥位時上氣道矢狀徑減小主要發(fā)生在鄂咽區(qū),仰臥時軟腭長度不變但厚度增加,同時舌體變短變厚。
上氣道是人體的“生命腔隙”,在呼吸、發(fā)音和吞咽等生理功能中扮演重要角色,復雜的解剖結構決定了其易受多種因素影響而出現(xiàn)狹窄阻塞,并誘發(fā)OSAHS等疾病。但目前OSAHS的治療手段多為對癥治療,很少對因治療,因而治療效果不佳。隨著影像學檢查方法從二維向三維過渡,目前亟待積累并建立正常人上氣道三維指標的正常參考值,但需要正確認識各種影響因素,從而為臨床評估患者的上氣道、診斷相關疾病、制訂治療計劃和比較治療效果提供依據(jù)。