阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者上气道的形态学研究

中华耳鼻咽喉科杂志 2000年第4期第35卷 临床研究

作者：叶京英　韩德民　张永杰　王军　扬庆文　林宇华

单位：100730 北京 首都医科大学附属北京同仁医院耳鼻咽喉-头颈外科 北京市耳鼻咽喉科研究所

关键词：睡眠呼吸暂停综合征；判定；计算机辅助；多道睡眠描记术；纤维喉镜；Müller检查法

　　【摘要】　目的　应用计算机辅助纤维喉镜检查结合Müller检查法（computer assisting fiberoptic pharyngoscopy with müller′s maneuver, CFPMM）研究阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（obstructive sleep apnea syndrome, OSAS）上气道形态异常，探讨该方法在OSAS定位诊断中的应用价值。方法　CFPMM观察OSAS患者及无鼾症症状及相关疾病对照组各30例腭咽、舌咽最小截面积，矢状径与横向径比值，咽壁顺应性，判定上气道阻塞位点，形成阻塞的解剖因素，并与多导睡眠图分析（polysomnography, PSG）进行相关研究。结果　①CFPMM可实现上气道各部截面积的直接测量及顺应性的定量判定；②OSAS腭咽、舌咽最小截面积明显小于对照组，气道顺应性比较也存在显著差异；③ OSAS组Müller检查时气道最小截面积均小于40 mm²; 60%（18/30）出现气道完全闭塞；④OSAS组全部存在腭咽平面阻塞，其中合并舌咽平面阻塞率为40％(12/30)；⑤腭咽阻塞的主要因素为软腭过长，咽侧壁肥厚及顺应性增大；舌咽阻塞原因除舌根淋巴组织增生、舌根后坠外，双侧扁桃体下极肥大及喉咽侧壁顺应性增大，占较重要地位；⑥气道最小截面积、顺应性与OSAS严重程度存在明显相关性。结论　①应用CFPMM可定量观察OSAS气道截面积及顺应性，判定阻塞部位及来源，指导治疗方法的选择；②Müller检查出现气道完全闭塞为判定阻塞部位的可靠指标;③OSAS上气道形态异常可反应病情的严重程度。

The study about the characteristics of upper airway in obstructive sleep apnea syndrome

YE Jingying，HAN Demin，ZHANG Yongjie

　　（Department of Otorhinolaryngology and Head Neck Surgery, Affiliated Beijing Tongren Hospiatal, Capital University of Medical Sciences, Beijing 100730,China）

　　【Abstract】　Objective　To investigate the upper airway(UA) characteristics of the patient′s with obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) and analyses the value of computer assisting fiberoptic pharyngoscopy with müller′s maneuver (CFPMM) in topodiagnosis of OSAS. Methods　The pharyngxes of 30 cases with OSAS and 30 controls were examined by CFPMM .The cross-section area at velo- and tongue-pharyngeal, pharyngeal collapsibility, sites of UA obstructive and their anatomical factors were measured and calculated and the correlation between the anatomical abnormalities of UA and outcomes of polysomnography (PSG)were analysed. Results　 ①CFPMM can accurately measure and calculate the cross-section area of the upper airway .②mean areas of velopharyngeal and tongue-pharyngeal were significantly less than those in control subjects (all P＜0.05).OSAS patient′s also showed relatively much larger collapsibility at sach site of the UA than controls. ③At müller′s maneuver, all the areas of OSAS patient′s were below 40 mm² and 60% cases appeared complete occlusion in pharyngeal. ④All patient′s had obstruction at velopharymx and airway collapses at multiple sites in 40% of cases. ⑤At velopharyngeal the anatomical factors causing obstruction mainly were posterior displacement of soft palate, thicken and collapse of the pharyngeal wall. Besides the redundant lymph tissue at tongue base and posterior displacement of the tongue base, enlarged inferior pole of tonsil and collapse of pharyngeal wall played an important role at tongue-pharyngeal obstruction.⑥ diminished pharyngeal apertures and collapsibility were associated with increased rates of apnea and hypopnea index (P＜0.05).Conclusions　 ①CFPMM is able to measure and calculate UA′s cross-section area and collapsibility, determine the site of obstruction, and helping the treatment. ②Complete occlusion of UA at müller′s maneuver is the criterion to determine site of UA obstruction in OSAS patient′s during waking hours. ③ The anatomical abnormalities of UA of patients is reflects the severity of the

　　OSAS.

　　【Key words】　Sleep apnea syndromes; 　Decision making,computer-assisted;　 Polysomnography;　 Fiberoptic pharyngoscopy; 　 müller′s maneuver

　　准确判定阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（obstructive sleep apnea syndrome, OSAS）阻塞部位及程度是指导治疗、提高疗效的关键。纤维喉镜与Müller检查法相结合，不仅可直接观察上气道各部形态结构及表面性状，并且可观察咽壁顺应性改变，是近年来较为普遍应用的定位诊断方法之一。但该方法一直依靠检查者主观判定诊断，缺乏准确性及可比性。本研究应用计算机辅助纤维喉镜检查结合Müller检查法（computer assisting fiberoptic pharyng-oscopy with müller′s maneuver, CFPMM）研究OSAS患者上气道形态学特征，并进行上气道解剖参数测量，客观评定气道顺应性，判定阻塞平面及阻塞成因，建立测量方法及定位诊断标准以指导治疗。

　　材料与方法

　　一、 观察对象选择

　　1.实验组：30例OSAS患者，经多导睡眠呼吸监测（polysomnography, PSG）监测符合诊断标准^［1］，一般状况见表1。呼吸暂停及低通气指数（apnea and hypopnea index, AHI）54.96±25.11(±s)，平均血氧饱和度为(89.38±4.86) %，最低血氧饱合度(SaO₂)为(57.86±23.22)%，平均最低血氧饱合度为(81.12±9.63) %。

　　2.对照组：30例无OSAS症状及相关疾病者，考虑到人体上气道解剖参数与年龄及性别有关，对照组选择采取与实验组年龄、性别配对原则。对照组一般情况与实验组的差异见表1。

表1　OSAS组与对照组一般状况比较（±s）

　　二、观察方法及指标

　　1. 应用OlympusTNF-T₃纤维喉镜，Olympus M2-1C测长器定标，图像经Olympus图像转换器及DC-10图像采集卡输入计算机,应用自行编制软件（北京同仁医院睡眠监测中心与里程碑软件工作室联合编制），描选所要测定的面积及直径测取3遍，取平均值。

　　2.误差较对：以相同摄像条件，图像采集、计算程序，测算已知模型的直径，计算测算误差（直线）：已知值-计算值/已知值×100％=误差％。共选取5例模型，每例测算3次，测算误差为2.5％左右，可忽略不计。

　　3.CFPMM观察指标：①分别测量腭咽、舌咽最小截面积、矢状直径、横向直径，并计算比值：上气道分部为鼻咽：咽顶穹部至硬腭向后水平延长线；腭咽：硬腭向后水平延长线至悬雍垂尖部；舌咽：悬雍垂尖部向后水平延长线至会厌上缘；喉咽：会厌上缘至食管入口。测量时分别将纤维喉镜远端置于后鼻孔下缘稍下方及悬雍垂下方，距待测水平约2.0 cm左右。测量时患者取坐位，张口平静呼吸。②Müller检查^［2］：纤维喉镜远端置于悬雍垂下方,闭口并阻塞双侧鼻腔,用力吸气，观察舌咽塌陷状态、测量最大塌陷程度下截面积，并与张口平静呼吸时截面积比较，计算塌陷程度，随计将纤维喉镜退到软腭上水平，重复上述操作，观察腭咽塌陷度，腭咽塌陷度 = 截面积（平静呼吸）-截面积（Müller检查）/截面积（平静呼吸）×100％，共测算3遍，取平均值。

　　4．判定阻塞平面及来源，参考同类文献^［2，3］并根据本实验观察，自定上气道阻塞程度判定标准: Ⅰ度：Müller检查时咽腔最小截面积＜40 mm²；Ⅱ度：Müller检查时咽腔最小截面积＜40 mm²，塌陷度＞75％；Ⅲ度：Müller检查时咽腔最小截面积0 mm²（塌陷度为100％）。

　　5．在计算机上应用SPSS(Windows95版）统计软件包进行统计分析。

结果

　　一、 OSAS患者与对照组咽腔各部截面积、直径及比值的对比（表2）。

　　由表2中可以看出OSAS组腭咽及舌咽最小截面积均明显小于对照组，代表咽腔形状的腭咽及舌咽矢径／横径比值，二组间虽有差异，但无统计学意义。

　　二、Müller检查法观察OSAS患者及对照组咽腔顺应性：Müller检查2组受检者咽腔塌陷度及最大塌陷截面积,结果见表3。

表2　OSAS患者与对照组咽腔解剖参数对比（±s）

表3　OSAS患者与对照组咽腔顺应性比较（±s）

　　注：^*示咽腔最大塌陷时的截面积　　OSAS组腭咽蹋陷度为100％（截面积为0）者占60％（18/30），大于75％不足100％者占23％（7/30）。舌咽蹋陷度大于75％者占37％(11/30），蹋陷度为100％者为3%（1/30）；对照组无咽腔蹋陷度大于75％者。OSAS组Müller检查咽腔时的最小截面积全部小于40 mm²，对照组最小者为61.27 mm²。

　　三、咽腔阻塞平面及引起阻塞的解剖因素

　　根据前述标准，OSAS组腭咽平面阻塞30例（100％），其中Ⅰ度阻塞5例（17％），Ⅱ度阻塞7例（23％），Ⅲ度阻塞18例（60％）（图1）。合并存在舌咽平面阻塞12例（40％），其中Ⅱ度阻塞11例，Ⅲ度阻塞1例（图2）。对照组中未发现有阻塞平面存在者。腭咽平面阻塞者中，软腭过长者25例次（83%），咽侧壁肥厚、增生22例次（73%），咽侧壁塌陷20例次（67%），双侧扁桃体肥大13例次（43%）（图3）。舌咽平面阻塞者中，喉咽侧壁塌陷12例次（100%），双侧扁桃体下极肥大8例次（67%），舌根淋巴组织增生8例次（67%），舌根后坠4例次（33%）（图4）。

　　四、OSAS咽腔最小截面积、最大塌陷度、最大塌陷时截面积与AHI的相关性（结果见表4）

　　由上述统计分析可见，咽腔最小截面积、最大塌陷度、最大塌陷时截面积均与代表睡眠呼吸障碍严重程度的AHI有关,其中AHI与咽腔最大塌陷度之间的相关系数差异具显著性，与最大塌陷时截面积之间差异具极显著性。说明咽腔形态结构在一定程度上可反映OSAS的严重程度，其中最大塌陷时截面积意义最大。

表4　AHI与CFPMM测量指标之间的相关性分析

　　讨论

　　一、 计算机辅助纤维喉镜检查的优点及实用性

　　纤维喉镜是耳鼻咽喉科的常用设备，国内、外应用均很普遍。它可直接、清晰地观察上气道各部表面结构及性状，与Müller检查相结合，可于清醒状态下，人为制造气道负压状态，观察咽腔顺应性。但目前纤维喉镜对下上气道狭窄程度的判定，大多依靠医师的主观判断进行半定量分析，影响了观察结果的客观性、准确性、可比性及诊断标准的建立，因而，各文献报道差异较大^［2、4］。应用计算机特为此目的开发的软件系统，进行纤维喉镜观察图像的处理，是解决上述问题的尝试，国外已有少数研究^［5］，本研究数据采集分二种方式：①采用Olympus纤维内窥镜专用测长器定标，同步采集；②根据光导纤维内窥镜成像原理，即在一定距离内放大率与镜头距待测目标的直线距离呈线性放大关系。咽腔在患者保持直立头位时基本呈直线，故可通过测量镜头与待测平面之间的距离，应用计算机软件计算待测目标的实际值。两种取样方法比较，并与模型实际值比较，误差分别为1.7%和2.5%，可忽略不计。因而该方法可实现咽腔直径及面积的准确测量。

　　应用计算机辅助纤维喉镜检查还可实现内窥镜图像资料的编辑、光盘存储、检索，替代了原有的录像带保存形式，高效、方便、经济。

　　二、OSAS患者与无睡眠呼吸障碍者上气道形态比较及意义

　　本研究发现OSAS患者腭咽及舌咽均比对照组狭窄，差异有显著性。最小截面积常位于腭咽平面。反映上气道形状的矢状径/横径比，OSAS组与对照组比较有一定差异，提示上气道形状在诊断OSAS气道阻塞时有一定参考价值，上述结果与多数文献报道一致^［6，7］，说明上气道形态异常在OSAS发病中的重要作用。从研究中还可看出，各组气道测量s值均较大，说明个体间差异非常大，并且OSAS患者与对照组之间的数值存在很大重叠，所以每一个患者平静呼吸时气道截面积的具体数值仅能为OSAS定位诊断提供参考，需结合顺应性检查综合判定。

　　三、OSAS患者上气道阻塞平面及来源

　　OSAS患者上气道阻塞平面的判定是定位诊断的重要内容。睡眠状态下纤维内窥镜及透视检查均证明，清醒状态下气道狭窄或不完全阻塞部位可反映睡眠状态下的气道阻塞位点^［6］。关于清醒状态下，上气道阻塞平面的判定标准，有学者认为平静呼吸气道最小截面积≤80 mm²，可诊断为气道狭窄。Müller检查多以塌陷度≥75%为判定标准^［3］，以该标准与睡眠状态下研究比较，符合率90%以上。本研究中观察到Müller检查时咽腔最小截面积取决于平静呼吸时咽腔截面积和咽腔塌陷度两个因素，并且在OSAS组和对照组中未发现有重叠，很明显，它是咽腔通气受阻的主要形态学基础。因此，参考上述标准，并根据本实验结果，我们将上气道阻塞平面及程度的判定分为3度，Haponik等^［6］在研究中观察到，健康人无论采取何种呼吸方式，在清醒状态下也不可能出现气道完全闭塞。本研究中对照组无一例出现Ⅲ度阻塞，因此提出Ⅲ度阻塞为判定OSAS阻塞平面的可靠标准。本研究对照组中也未发现Ⅰ度及Ⅱ度阻塞存在，但由于本实验所选对照组例数有限，上述指标作为判定OSAS阻塞平面的标准，其适用范围尚有待扩大样本例数进一步研究。

　　关于合并存在舌咽平面阻塞的发生率多数文献报道为35%～50%^［8］。依据前述标准，本研究中OSAS组全部存在腭咽平面阻塞，40%合并存在舌咽平面阻塞，此与上述研究结果相一致，由此可见，腭咽平面是OSAS的主要阻塞平面，并且部分患者存在多平面阻塞。另有睡眠状态下的研究报道，75%～79%的OSAS患者合并存在舌咽平面阻塞，高于本研究结果，分析可能因Müller检查虽可人为制造上气道负压，模拟睡眠状态，但由于清醒与睡眠时上气道肌张力存在着明显的不同，并且在舌咽平面表现尤为突出，因此，清醒状态下阻塞部位的判定要低于睡眠时的分析。但有些睡眠状态下的研究，应用小剂量全身麻醉药物诱导睡眠使上气道肌张力低于生理睡眠状态，也可使阻塞部位的判定偏高。本研究中形成OSAS腭咽平面阻塞的主要原因有软腭过长、咽侧壁肥厚、增生，顺应性增大、双侧扁桃体肥大。形成舌咽平面阻塞的因素中双侧扁桃体下极肥大占相当比例，气道内陷主要来自咽侧壁，而真正由于舌根后坠者仅占33.3%。

　　四、上气道形态指标与PSG监测结果的相关性研究

　　研究显示，OSAS患者气道最大塌陷度、最大塌陷时截面积均与患者呼吸功能存在明显的相关性，提示上述指标均可作为判定OSAS严重程度的参考，其中最大塌陷时截面积意义最大。该结果与Haponik等研究一致。

图1　示OSAS患者腭咽平面塌陷状态，上图：平静呼吸，下图：Muller′s检查。1软腭；2咽侧壁；3咽后壁

图2　示OSAS患者舌咽平面塌陷状态，上图：平静呼吸，下图：Muller′s检查。1 舌根；2会厌；3 咽后壁；4 测长器

图3　 示扁桃体肥大致OSAS患者腭咽平面狭窄。1软腭；2肥大的左扁桃体；3咽后壁

图4　 舌根淋巴组织增生致OSAS患者舌咽平面狭窄。1舌根；2会厌；3咽后壁

　　通信作者：叶京英（Email: bjsent@public3.bta.net.cn）

参考文献

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　　6，Haponik EF,Smith PL,Bohlman ME,et al. Computerized tomography in obstructive sleep apnea. Am Rev Respir Dis, 1983,127:221-226.

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(收稿日期：1999-09-29)