馮曉瑜,蔣軍廣,劉菊敏,楊貝貝

阻塞性睡眠呼吸暫停(obstructive sleep apnea,OSA)的常見癥狀包括打鼾、夜尿多和白天嗜睡等,對(duì)血糖、血脂和血壓、肝腎功能、心臟結(jié)構(gòu)和功能、腸道菌群、認(rèn)知功能以及性功能等均可產(chǎn)生一定的影響,嚴(yán)重危害患者的身心健康[1-3]。上氣道解剖結(jié)構(gòu)異常是OSA的重要發(fā)病機(jī)制[4-5],也是手術(shù)治療的關(guān)鍵靶點(diǎn),影像學(xué)檢查可以客觀、有效地評(píng)價(jià)狹窄部位及其狹窄程度[6],其中動(dòng)態(tài)MRI不僅對(duì)軟組織顯影良好,而且具有良好的時(shí)間分辨率,可以更直觀地顯示氣道形態(tài)在呼吸周期中的實(shí)時(shí)變化[7]。本研究基于此項(xiàng)技術(shù)探討上氣道相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)定量參數(shù)的變化與病情嚴(yán)重程度的相關(guān)性,旨在更深入地分析OSA的阻塞原因,為患者的個(gè)體化治療提供更多依據(jù)。

材料與方法

1.臨床資料

回顧性將2019年9月-2021年1月因打鼾或失眠等睡眠障礙至我院就診且符合研究要求的45例患者納入本研究。所有患者符合OSA診斷標(biāo)準(zhǔn)且無排除標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)情況[8]。排除標(biāo)準(zhǔn):①患有幽閉恐懼癥、體內(nèi)植入金屬物品等MRI檢查禁忌證;②患有中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病如顱內(nèi)腫瘤、癲癇等;③明顯顱面畸形、鼻中隔偏曲、鼻腔腫物等上氣道阻塞性疾病;④既往確診OSA并經(jīng)過治療。

根據(jù)呼吸暫停低通氣指數(shù)(apnea and hypopnea index,AHI),將患者分為輕中度組(n=12,5≤AHI≤30次/h)和重度組(n=33,AHI>30次/h)。詳細(xì)記錄患者的基本臨床資料,主要包括性別、年齡、既往史、頸圍和體質(zhì)指數(shù)(body mass index,BMI)。

所有患者接受多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)(polysomnography,PSG)。監(jiān)測(cè)當(dāng)日日間避免睡眠,避免使用茶、酒、咖啡及鎮(zhèn)靜催眠藥等,記錄至少7 h的睡眠數(shù)據(jù),包括及氧飽和度相關(guān)指標(biāo)[包括最低血氧飽和度the lowest arterial oxygen saturation,LSaO2)、平均血氧飽和度(the mean arterial oxygen saturation,MSaO2)、血氧飽和度小于90%的時(shí)長(zhǎng)占總睡眠時(shí)長(zhǎng)的百分比(the percentage of time spent with arterial oxygen saturation below 90% during the total sleep time,Ts90%)、AHI和最長(zhǎng)呼吸暫停時(shí)間(the longest time of apnea,LAT)等]。

2.動(dòng)態(tài)MRI檢查方法

使用Siemens Skyra 3.0T磁共振掃描儀。受試者在清醒狀態(tài)下去枕平臥,囑其經(jīng)鼻平靜呼吸,檢查過程中避免吞咽、發(fā)音及咀嚼。參考既往研究中的分區(qū)方法,將硬腭上緣至?xí)捀康倪@一段氣道,以懸雍垂下緣和會(huì)厭上游離緣作為分界,劃分為3段,分別為軟腭后區(qū)、舌后區(qū)和會(huì)厭后區(qū)[9]。在正中矢狀面圖像上(圖1a),分別選取懸雍垂尖端上方5 mm、會(huì)厭游離緣上方10 mm和會(huì)厭游離緣下方5 mm三個(gè)層面掃描三個(gè)分區(qū)的橫軸面圖像(圖1b～d),每個(gè)層面掃描2分15秒,各獲得200幀連續(xù)動(dòng)態(tài)圖像。掃描參數(shù):TR 2.58 ms,TE 48.60 ms,層厚6.0 mm。在正中矢狀面圖像上測(cè)量軟腭的長(zhǎng)度、厚度和面積;在橫軸面動(dòng)態(tài)MRI圖像上分別測(cè)量3個(gè)分區(qū)內(nèi)氣道的最大和最小橫截面積(Smax、Smin),并在最小橫截面積的圖像上測(cè)量氣道的左右徑和前后徑以及側(cè)咽壁和后咽壁的厚度。每個(gè)參數(shù)由同一醫(yī)師測(cè)量2次取平均值。按照公式(1)計(jì)算氣道塌陷率:

圖1 上氣道掃描層面示意圖。a)正中矢狀面T1WI,將硬腭上緣至?xí)捀康倪@一段氣道,以懸雍垂下緣和會(huì)厭上游離緣作為分界,劃分為3段,分別稱為軟腭后區(qū)、舌后區(qū)和會(huì)厭后區(qū);b)軟腭后區(qū)橫軸面圖像,其中橫向紅色線條為側(cè)咽壁厚度(垂直于正中矢狀線,氣道外側(cè)緣與咽旁脂肪墊內(nèi)側(cè)緣之間的距離),豎向綠色線條為后咽壁厚度(正中矢狀線上,氣道后緣與椎骨前緣之間的距離);c)舌后區(qū)橫軸面圖像;d)會(huì)厭后區(qū)橫軸面圖像,圖中紅色線條分別為氣道的左右徑和前后徑。

(1)

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),偏態(tài)分布的數(shù)據(jù)以中位數(shù)(上、下四分位數(shù))進(jìn)行描述,正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行描述,兩組間比較分別采用曼-惠特尼U檢驗(yàn)和兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),多組間比較選擇克魯斯卡爾-沃利斯檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以率(百分比)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

結(jié) 果

1.臨床資料的比較

輕中度OSA組年齡為(45.75±11.80)歲,其中9例(75.00%)為男性;重度OSA組年齡為(47.70±13.61)歲,其中27例(81.81%)為男性,兩組之間年齡和性別構(gòu)成的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。兩組患者其它臨床資料及PSG結(jié)果的比較見表1。輕-中度組的頸圍、AHI、LAT、LSaO2和Ts90%均小于重度組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 兩組OSA患者基本臨床特征及PSG結(jié)果的比較

2.動(dòng)態(tài)MRI測(cè)量參數(shù)值的比較

三個(gè)分區(qū)內(nèi)氣道的解剖學(xué)參數(shù)動(dòng)態(tài)MRI測(cè)量值的比較結(jié)果見表2。三個(gè)分區(qū)之間氣道的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)MRI測(cè)量參數(shù)值的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。進(jìn)一步組間兩兩比較結(jié)果顯示:與舌后區(qū)和會(huì)厭后區(qū)相比,軟腭后區(qū)的Smax、Smin、左右徑和前后徑較小,氣道塌陷率較大,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表2 三個(gè)分區(qū)內(nèi)氣道相關(guān)解剖學(xué)參數(shù)動(dòng)態(tài)MRI測(cè)量值的比較

輕中度組和重度組各分區(qū)解剖學(xué)參數(shù)測(cè)量值的比較結(jié)果見表3。重度組中3個(gè)分區(qū)內(nèi)軟腭的長(zhǎng)度、厚度和矢狀面積均大于輕中度組,重度組三個(gè)分區(qū)內(nèi)氣道的最小橫截面積及相應(yīng)的左右徑、前后徑和均小于輕中度組,側(cè)咽壁厚度和塌陷率大于輕-中度組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表3 兩組中各分區(qū)解剖學(xué)參數(shù)的動(dòng)態(tài)MRI測(cè)量值的比較

3.相關(guān)性分析

上氣道解剖學(xué)參數(shù)和頸圍與Ts90%、AHI的相關(guān)性分析結(jié)果見表4。頸圍、軟腭長(zhǎng)度和矢狀面積、軟腭后區(qū)的側(cè)咽壁和后咽壁厚度、舌后區(qū)的側(cè)咽壁厚度和塌陷率、以及會(huì)厭后區(qū)的塌陷率均與Ts90%和AHI呈正相關(guān)(P<0.05);軟腭后區(qū)和舌后區(qū)的Smin及左右徑、會(huì)厭后區(qū)的前后徑均與Ts90%和AHI呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。

表4 上氣道解剖學(xué)參數(shù)和頸圍與Ts90%、AHI的相關(guān)性

4.多元逐步回歸分析

分別以Ts90%和AHI為因變量,以上述相關(guān)性分析結(jié)果中與因變量有顯著相關(guān)性(即P<0.05)的參數(shù)為自變量,進(jìn)行多元逐步回歸分析,結(jié)果詳見表5。

表5 Ts90%、AHI與動(dòng)態(tài)MRI測(cè)量參數(shù)的多元逐步回歸分析

軟腭后區(qū)側(cè)咽壁厚度是Ts90%的獨(dú)立影響因素(P<0.05),頸圍和軟腭后區(qū)氣道的左右徑是AHI的獨(dú)立影響因素(P<0.05)。

討 論

OSA的發(fā)病機(jī)制主要涉及解剖因素和非解剖因素,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為上氣道解剖學(xué)狹窄和睡眠時(shí)軟組織塌陷度增加是最主要的因素。手術(shù)是OSA的重要治療手段,術(shù)前需要明確氣道的狹窄平面。動(dòng)態(tài)MRI對(duì)軟組織顯影最佳且具有良好的時(shí)間分辨率,在OSA的研究方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[10-11]。Sittitavornwong等[12]的研究證實(shí)動(dòng)態(tài)MRI可以觀察氣道狹窄情況,且與經(jīng)鼻纖維內(nèi)窺鏡檢查結(jié)果具有顯著相關(guān)性,表明動(dòng)態(tài)MRI在觀察OSA患者氣道情況方面具有較高的可信度。本研究中利用動(dòng)態(tài)MRI技術(shù)對(duì)OSA患者的上氣道相關(guān)解剖學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量,結(jié)果顯示氣道的徑線長(zhǎng)度及周圍軟組織的厚度在重度組與輕中度組之間有顯著差異,在氣道的不同節(jié)段(3個(gè)分區(qū))之間亦有顯著差異,而且部分解剖學(xué)參數(shù)與AHI具有相關(guān)性,其中軟腭后區(qū)氣道的左右徑是AHI的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。本研究結(jié)果表明通過動(dòng)態(tài)MRI檢查和解剖學(xué)參數(shù)的測(cè)量,可以在一定程度上反映OSA的嚴(yán)重程度,在某些無法完成PSG的情況下可以協(xié)助疾病的診斷。

軟腭后區(qū)是咽腔最狹窄的部分,是OSA患者氣道阻塞和塌陷的主要發(fā)生部位[13-14]。本研究結(jié)果也顯示軟腭后區(qū)氣道的最大和最小橫截面積均小于舌后區(qū)和會(huì)厭后區(qū),而氣道塌陷率則在3個(gè)分區(qū)中最大;回歸分析結(jié)果顯示軟腭后區(qū)側(cè)咽壁厚度顯著正向預(yù)測(cè)Ts90%,軟腭后區(qū)的氣道左右徑可負(fù)向預(yù)測(cè)AHI。上述結(jié)果表明軟腭后區(qū)的解剖結(jié)構(gòu)顯著影響OSA的嚴(yán)重程度和患者夜間睡眠時(shí)機(jī)體的氧合狀態(tài)?？赡艿陌l(fā)生機(jī)制有以下幾點(diǎn):①軟腭后區(qū)缺乏骨性結(jié)構(gòu)附著,容易發(fā)生腭垂后墜和咽側(cè)壁軟組織向內(nèi)塌陷,從而引起氣道塌陷;②腭咽擴(kuò)張肌是軟腭水平調(diào)劑氣道口徑的重要肌肉,在OSA患者中容易被誘發(fā)不協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),從而易于疲勞,繼而難以維持氣道擴(kuò)張[15-16];③OSA患者腭咽肌表現(xiàn)出不同程度的肌纖維萎縮、明帶增寬、線粒體增多和固縮等病理改變[17];④OSA患者腭咽組織中脂質(zhì)浸潤(rùn)可能是導(dǎo)致睡眠時(shí)咽部塌陷的重要原因[18]。然而氣道最狹窄的部分不一定隨著呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生較大變化,在OSA的發(fā)生中可能并不是發(fā)揮主要作用的,因此我們還應(yīng)該考慮氣道的順應(yīng)性。

以往有研究采用咽腔順應(yīng)性[(平靜呼吸時(shí)橫截面積-Muller動(dòng)作時(shí)橫截面積)/平靜呼吸時(shí)橫截面積]這一指標(biāo)來評(píng)價(jià)氣道塌陷程度[19-20],但在測(cè)量氣道橫截面積時(shí)隨機(jī)選擇某一個(gè)呼吸周期,誤差較大且可重復(fù)性較低。本研究利用動(dòng)態(tài)磁共振時(shí)間分辨率高的特點(diǎn),在長(zhǎng)達(dá)135秒的呼吸運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)態(tài)測(cè)量某一層面氣道的橫截面積,取其中的最大值和最小值計(jì)算得到氣道的塌陷率,這是一個(gè)反映氣道狹窄程度和順應(yīng)性的新指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示軟腭后區(qū)、舌后區(qū)和會(huì)厭后區(qū)的氣道塌陷率均與AHI顯著相關(guān),表明塌陷率可以作為反映氣道狹窄程度及評(píng)估OSA嚴(yán)重程度的參考指標(biāo)。

Schwab等[21]的研究結(jié)果顯示側(cè)咽壁厚度是OSA的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,本研究結(jié)果顯示軟腭后區(qū)和舌后區(qū)的側(cè)咽壁厚度與Ts90%和AHI均呈顯著正相關(guān),且軟腭后區(qū)側(cè)咽壁厚度是Ts90%的主要預(yù)測(cè)因素,表明側(cè)咽壁厚度不僅與OSA嚴(yán)重程度相關(guān),還能夠影響患者夜間氧合狀態(tài)。因此臨床中某些難以耐受多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)、或因?yàn)檎顾弑O(jiān)測(cè)耗時(shí)太多的患者,可以通過影像學(xué)檢查測(cè)量該指標(biāo)來初步評(píng)估患者在夜間的氧合狀態(tài)。

本研究存在一定的局限性:首先,樣本量較少且為單中心的研究;其次,本研究中動(dòng)態(tài)MRI檢查是在患者清醒狀態(tài)下進(jìn)行的,但由于意識(shí)狀態(tài)、神經(jīng)-體液因素等引起的肌肉緊張度改變,睡眠過程中發(fā)生呼吸暫停與清醒狀態(tài)下比較,各阻塞平面的截面積是存在差異的[22]。利用動(dòng)態(tài)MRI探索睡眠狀態(tài)下呼吸暫停時(shí)氣道的影像特點(diǎn)及其與清醒狀態(tài)的差異,將是我們今后的研究方向之一。

綜上所述,動(dòng)態(tài)MRI測(cè)量的上氣道解剖學(xué)數(shù)據(jù)與OSA嚴(yán)重程度密切相關(guān),在臨床診斷和治療方案選擇中應(yīng)重視上氣道尤其是軟腭后區(qū)的解剖特征。氣道塌陷率是一個(gè)反映氣道狹窄程度和順應(yīng)性的新概念,在未來的臨床研究和診療中可能有較高的應(yīng)用價(jià)值。