非綜合征唇腭裂患者與骨性Ⅰ類人群的上氣道對(duì)稱性分析研究

蘇詠寬，潘永初，李 媛，羅 瑤，侯 偉，韓霖霏

阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(obstructive sleep apnea syndrome, OSAS)是一種常見(jiàn)的睡眠呼吸障礙疾病，在睡眠期間因咽腔狹窄導(dǎo)致上氣道反復(fù)塌陷，以頻繁發(fā)生呼吸暫停和低通氣為特征，常伴發(fā)低氧血癥、高碳酸血癥、睡眠片段化等一系列病理生理改變的臨床綜合征[1]?；加酗B面疾病或形態(tài)異常的人群，尤其是唇腭裂患者，患OSAS的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高[2-3]。其原因主要是上氣道結(jié)構(gòu)和功能異常，如面中部發(fā)育不足、鼻部畸形、上頜后縮等。然而，發(fā)生上氣道阻塞的原因較為復(fù)雜：在解剖結(jié)構(gòu)上，表現(xiàn)為上氣道的狹窄，其三維容積以及最小橫截面積的變?。辉诠δ苌?，如上頜骨前方牽引及唇腭裂修復(fù)術(shù)后等，同樣地對(duì)上氣道產(chǎn)生影響，與OSAS有直接關(guān)系[3-8]。

隨著軟硬件的發(fā)展和成熟，錐形束CT(CBCT)可以用于觀察氣道解剖結(jié)構(gòu)和評(píng)估OSAS[9-11]。因此，本文采集非綜合征唇腭裂(non-syndromic cleft lip and palate，NSCLP)患者與骨性Ⅰ類人群的CBCT，結(jié)合Dolphin 3D 11.9 影像軟件，對(duì)上氣道三維結(jié)構(gòu)及其對(duì)稱性進(jìn)行對(duì)比分析，擬比較兩者之間的差異。

1 資料與方法

1.1 一般資料

從2014年—2018年南京醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院正畸科就診的患者中，選擇非綜合征唇腭裂患者51例(單側(cè)41例，雙側(cè)10例)，年齡9～30歲，男37例，女14例，平均年齡(17.40±5.93)歲，并將NSCLP患者(實(shí)驗(yàn)組)按年齡及性別相同的匹配模式與骨性Ⅰ類人群(對(duì)照組)匹配，骨性Ⅰ類人群53例，年齡9～30歲，男39例，女14例，平均年齡(17.40±6.07)歲。所獲取的樣本均根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)審查委員會(huì)批準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行(南醫(yī)口院倫審PJ2014-083-001)。

實(shí)驗(yàn)組患者為單側(cè)或雙側(cè)唇腭裂并于18個(gè)月齡前行唇腭裂修復(fù)術(shù)，對(duì)照組人群頭影測(cè)量指標(biāo)ANB為2.7°±2.0°、SNA為82.2°±4.0°、SNB為80.1°±3.9°，側(cè)貌無(wú)雙頜前突或雙頜后縮。兩者患者均滿足：①無(wú)顳下頜關(guān)節(jié)病癥狀及病史，無(wú)明顯的面部偏斜，未接受過(guò)正畸治療；②無(wú)慢性鼻炎、咽炎、顱骨-鎖骨發(fā)育綜合征等病史；③CBCT拍攝時(shí)，頭顱和頸部位置正中，無(wú)明顯偏斜。

1.2 方法

1.2.1 CBCT拍攝 所有研究對(duì)象均采用CBCT(New Tom，CT-5G，意大利)進(jìn)行顱頜面掃描拍攝。所有圖像均在2.86 mA，110 kV，4.8 s曝光，18 cm×16 cm視野，軸向厚度為0.3 mm和軸向數(shù)據(jù)為540個(gè)圖像的條件下拍攝。拍攝時(shí)，患者處于清醒、仰臥位、平靜呼吸狀態(tài)，不能有發(fā)聲及吞咽動(dòng)作，頭顱和頸部處于正中位置，牙尖交錯(cuò)位咬合，投照線與眶耳線平行。

1.2.2 測(cè)量項(xiàng)目 根據(jù)以往研究[12-14]，我們將上呼吸道分為兩部分，咽部氣道和鼻氣道，咽部氣道進(jìn)一步分為鼻咽、腭咽和舌咽3段(圖1、2)：①鼻咽段上界為上氣道穹隆頂，下界為前鼻棘平面；②腭咽段上界為前鼻棘平面，下界為軟腭尖平面；③舌咽段上界為軟腭尖平面，下界為會(huì)厭頂平面。上氣道的前、后界分別為咽部軟組織前、后壁，此為Dophin軟件自動(dòng)識(shí)別CBCT數(shù)據(jù)而成；在鼻咽段上氣道前界為經(jīng)過(guò)后鼻棘點(diǎn)垂直于眶耳平面的垂線，后界為鼻咽的軟組織后壁。上氣道上界為鼻咽段上氣道穹窿頂，下界為會(huì)咽頂。本研究在上氣道三維模型分段的前提下(圖1和2)，運(yùn)用Dolphin軟件測(cè)定各段最小橫截面積，并在此平面上測(cè)量氣道左右邊界距離中間矢狀平面的垂直距離，即為氣道的左右橫截面直徑(橫徑)長(zhǎng)度(圖3)。我們選取5個(gè)測(cè)量指標(biāo)進(jìn)行分段測(cè)量(表1)，在氣道三維模型上分別測(cè)量左側(cè)橫截面直徑長(zhǎng)度、右側(cè)橫截面直徑長(zhǎng)度，左側(cè)氣道對(duì)稱比和右側(cè)氣道對(duì)稱比，在橫截面積直徑長(zhǎng)度上選取最長(zhǎng)的3段并取均值。

表1 上氣道對(duì)稱性的測(cè)量項(xiàng)目

圖1 上氣道各段分界

圖2 上氣道各段三維模型

圖3 上氣道左右直徑測(cè)量

1.2.3 測(cè)量方法 所有CBCT圖像存儲(chǔ)格式為醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像通訊標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)DICOM格式，應(yīng)用Dolphin軟件對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行三維圖像多平面重建(圖4)，并采用以下方法統(tǒng)一校準(zhǔn)定位：①水平向?yàn)榉橇严秱?cè)眶下點(diǎn)下緣和外耳道上緣定義的眶耳平面。②矢狀向?yàn)橥ㄟ^(guò)鼻根點(diǎn)并垂直于眶耳平面的中軸平面。③垂直向?yàn)橥ㄟ^(guò)兩側(cè)顴弓前頂點(diǎn)連線和垂直于眶耳平面的平行平面。

圖4 圖像三維校準(zhǔn)定位

所有圖像三維校準(zhǔn)定位完成后，在Dolphin軟運(yùn)用Dolphin軟件自動(dòng)測(cè)量最小橫截面積，在此平面上選取3段最長(zhǎng)左右側(cè)直徑，并取均值(黃線為中線，將氣道劃分為左右橫徑，綠線為測(cè)量距離)件的Sinus/Airway Measurement模塊下進(jìn)行上氣道三維重建和分段結(jié)構(gòu)分析，并設(shè)置Sensitivity閾值參數(shù)恒定不變。

定點(diǎn)由同一名正畸醫(yī)師完成，并使用Dolphin軟件的定點(diǎn)校正功能，測(cè)量及計(jì)算均由Dolphin軟件自動(dòng)識(shí)別和運(yùn)算。為減少實(shí)驗(yàn)誤差，每張CBCT片間隔1周重復(fù)定點(diǎn)，測(cè)量3次，前后測(cè)量結(jié)果取均值，并通過(guò)組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient, ICC)檢驗(yàn)測(cè)量項(xiàng)目與測(cè)量者之間的一致性和可靠性。

通過(guò)組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)統(tǒng)計(jì)分析軟硬組織測(cè)量與測(cè)量者之間的一致性和可靠性；采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較單側(cè)、雙側(cè)唇腭裂患者及骨性Ⅰ類人群左、右側(cè)橫截面直徑，當(dāng)P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)

測(cè)量結(jié)果可靠性檢測(cè)ICC值為97.7%，均>75%，表示測(cè)量項(xiàng)目與測(cè)量者之間一致性和可靠性優(yōu)秀，可重復(fù)性好。

2.2 上氣道鼻咽段對(duì)稱性

單側(cè)NSCLP患者上氣道鼻咽段的健側(cè)橫徑大于患側(cè)橫徑，氣道表現(xiàn)為偏向患側(cè)的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；雙側(cè)NSCLP患者和骨性Ⅰ類人群上氣道鼻咽段的左右兩側(cè)橫徑差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，表示氣道結(jié)構(gòu)為基本對(duì)稱(表2)。

表2 上氣道鼻咽段的對(duì)稱性

2.3 上氣道腭咽段對(duì)稱性

單側(cè)NSCLP患者上氣道腭咽段的健側(cè)橫徑大于患側(cè)橫徑，氣道表現(xiàn)為偏向患側(cè)的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)；雙側(cè)NSCLP患者和骨性Ⅰ類人群上氣道腭咽段的左右兩側(cè)橫徑無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，氣道結(jié)構(gòu)為基本對(duì)稱(表3)。

表3 上氣道腭咽段的對(duì)稱性

2.4 上氣道舌咽段對(duì)稱性

右側(cè)NSCLP患者上氣道舌咽段的左右兩側(cè)橫徑差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；左側(cè)NSCLP患者上氣道舌咽段的健側(cè)橫徑大于患側(cè)橫徑，氣道表現(xiàn)為偏向患側(cè)的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；雙側(cè)NSCLP患者和骨性Ⅰ類人群上氣道舌咽段的左右兩側(cè)橫徑不對(duì)稱，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(表4)。

表4 上氣道舌咽段的對(duì)稱性

3 討 論

眾所周知，唇腭裂是由于胚胎發(fā)育過(guò)程中，面部及腭部結(jié)構(gòu)融合異常而造成。除發(fā)生唇、腭及牙槽骨等軟硬組織缺損及裂隙外，也會(huì)造成鼻腔等解剖結(jié)構(gòu)異常，比如鼻中隔偏曲、鼻孔閉鎖、鼻甲肥大、犁骨骨刺和鼻翼收縮等[15]。這些異常部分歸因于先天性唇腭裂缺陷本身，部分歸因于修復(fù)唇腭裂所做的外科手術(shù)，鼻腔異常往往會(huì)減少鼻腔的尺寸和降低氣道通氣功能，同時(shí)也影響鼻腔氣道的對(duì)稱性。宋娟[6]認(rèn)為單側(cè)完全性唇腭裂患者繼發(fā)較為嚴(yán)重的鼻腔內(nèi)部畸形(主要以鼻中隔偏曲為主),將導(dǎo)致患者的鼻通氣阻力增大。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于唇腭裂人群上氣道形態(tài)的對(duì)稱性研究較為罕見(jiàn)。以往的研究中，Massie等[16]在36例單側(cè)NSCLP患者中，以鼻氣道中點(diǎn)為基準(zhǔn)線，發(fā)現(xiàn)鼻中隔偏曲皆偏向患側(cè)，并且患側(cè)的鼻咽段最小橫徑皆小于健側(cè)，說(shuō)明單側(cè)NSCLP上氣道鼻咽段表現(xiàn)為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，與本研究結(jié)果相似。Wen等[17]研究了54例骨性Ⅲ類伴下頜偏斜患者的氣道對(duì)稱性，發(fā)現(xiàn)氣道平均寬度在咽部中最窄，呈現(xiàn)出中間較窄而末端較寬的沙漏形態(tài)，咽部氣道顯示出更加狹窄和更橢圓的趨勢(shì)，下頜偏斜與上氣道橫徑比例呈負(fù)相關(guān)。Zheng等[18]也進(jìn)行了47例樣本量的同類研究，除鼻咽段外，骨性Ⅲ類伴下頜偏斜患者，上氣道體積和平均橫截面積均存在顯著的不對(duì)稱性。兩者分別研究了Ⅲ類氣道的不對(duì)稱性，結(jié)果顯示下頜骨畸形對(duì)于氣道的影響，證實(shí)了顱面矢狀不調(diào)對(duì)上氣道形態(tài)和對(duì)稱性的影響[17-18]。與本研究結(jié)果不同，本研究對(duì)象以骨性Ⅰ類人群做對(duì)照，研究唇腭裂人群的對(duì)稱性，亦發(fā)現(xiàn)唇腭裂畸形對(duì)于氣道對(duì)稱性的影響。

關(guān)于本研究選取骨性Ⅰ類人群作為上氣道對(duì)稱性的對(duì)照組，而不選擇與NSCLP患者相仿的骨性Ⅲ類患者，因?yàn)楣切寓箢惾巳合骂M偏斜及不對(duì)稱比例較高[18-20]。并有研究認(rèn)為下頜偏斜對(duì)上氣道橫徑產(chǎn)生影響，從而影響上氣道對(duì)稱性的對(duì)照比較[15]。

本研究結(jié)合Dolphin軟件，實(shí)現(xiàn)在氣道三維結(jié)構(gòu)中二維線段的準(zhǔn)確測(cè)量。首先Dolphin軟件可以在人工界定氣道測(cè)量范圍后，自動(dòng)計(jì)算和生成各段氣道的最小橫截面積，減少了人工定點(diǎn)的操作誤差，提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性和可重復(fù)性。其次，在此面積上可測(cè)量氣道左右邊界距離中間矢狀平面的垂直距離，即為橫徑的測(cè)量。此外，Dolphin軟件可以輔助提示相應(yīng)線段位置，選取多個(gè)線段，多次測(cè)量并取平均值(圖4)。這樣的測(cè)量過(guò)程，既可簡(jiǎn)化人工定點(diǎn)的步驟，減少系統(tǒng)性誤差，又可實(shí)現(xiàn)三維空間線段定點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

因此，本研究通過(guò)在以矢狀平面為中心的最小橫截面積上進(jìn)行上氣道各段左右兩側(cè)橫徑的測(cè)量，研究上氣道各段三維結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性。結(jié)果顯示單側(cè)唇腭裂患者上氣道鼻咽段和腭咽段的患側(cè)橫徑明顯小于健側(cè)，表明上氣道中線發(fā)生偏移并偏向患側(cè)的趨勢(shì)(圖5)。結(jié)合以往研究結(jié)果，表明唇腭裂的發(fā)生對(duì)于鼻咽部軟硬組織解剖結(jié)構(gòu)具有類似的影響效應(yīng)：上氣道的偏移發(fā)生于鼻中隔尤其是中、后鼻中隔，并延伸至上氣道的上、中部，并偏向患側(cè)。雙側(cè)唇腭裂患者和骨性Ⅰ類人群的上氣道鼻咽段和腭咽段左右兩側(cè)橫徑則無(wú)明顯差別，說(shuō)明雙側(cè)唇腭裂患者及骨性Ⅰ類患者的上氣道對(duì)稱性優(yōu)于單側(cè)唇腭裂(圖5)。但在上氣道舌咽段，單側(cè)唇腭裂患者(左、右側(cè)唇腭裂)、雙側(cè)唇腭裂患者、骨性Ⅰ類患者之間皆有不同程度的差異，可能原因包括①由于臨床資料限制，雙側(cè)唇腭裂樣本量較少，對(duì)結(jié)果有不確定影響；②CBCT拍攝時(shí)，盡管保持頭部體位正中，但仍無(wú)法避免頸部的左右移動(dòng)，這對(duì)于上氣道下段的對(duì)稱性有著重要影響。

圖5 上氣道對(duì)稱性正面觀

綜上所述，唇腭裂患者上氣道不對(duì)稱主要發(fā)生在鼻咽段和腭咽段，偏斜方向亦趨于患側(cè)。結(jié)合功能基質(zhì)發(fā)育理論，咽部結(jié)構(gòu)和顱頜面生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)，唇腭裂的發(fā)生對(duì)于氣道的對(duì)稱性有重要影響，尤其是氣道的上段。因此，我們應(yīng)注重唇腭裂患者患側(cè)的通氣及呼吸情況。