Abstract
目的
基于上气道超声检查比较非阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者与OSA患者上气道解剖结构差异性及对上气道解剖结构与疾病严重程度进行相关性分析。
方法
招募2021年1月—2021年5月于深圳市第二人民医院就诊的85例OSA患者(OSA组)及36例非OSA受试者(非OSA组)，行上气道超声测量上气道解剖参数，采用t检验对比分析两组间差异；并对OSA患者超声测量值与呼吸暂停低通气指数(AHI)及最低血氧饱和度(LSaO2)进行Spearman相关性分析。
结果
OSA组与非OSA组BMI、软硬腭交界到舌骨的距离、硬腭-软腭间夹角及舌骨-硬腭间夹角差异有统计学意义(均P < 0.001)；对OSA组患者上气道B超测量值与AHI、LSaO2进行相关性分析，结果示软硬腭交界到下颌骨的距离、软硬腭交界到舌骨的距离、舌厚(纵切面)、软腭厚度(纵切面)与AHI呈正相关(r=0.3758、0.4619、0.3227、0.2738，P < 0.05)；软硬腭交界到下颌骨的距离、软硬腭交界到舌骨的距离、舌宽(横切面)、舌厚(纵切面)与LSaO2呈负相关(r=-0.3566、-0.5470、-0.3168、-0.3098，P < 0.05)；硬腭-软腭间夹角与AHI呈负相关(r=-0.2262，P < 0.05)；舌骨-硬腭间夹角与AHI呈正相关，与LSaO2呈负相关(r=0.2889、-0.3351，P < 0.01)。
结论
基于超声测量的上气道相关解剖参数，如软硬腭交界到下颌骨的距离、软硬腭交界到舌骨的距离、舌骨-硬腭间夹角、硬腭-软腭间夹角等在OSA与非OSA患者间是存在差异的，并与OSA患者疾病严重程度相关，可作为评估OSA患者病情严重程度的客观指标。
Keywords: 阻塞性睡眠呼吸暂停, 超声, 上气道
Abstract
Objective
To compare the difference of upper airway anatomy between non-obstructive sleep apnea(OSA) patients and OSA patients, and to analyse the correlation between upper airway anatomy and the disease severity based on the upper airway ultrasound examination.
Methods
Eighty-five OSA patients (OSA group) and 36 non-OSA subjects (non-OSA group) who were admitted to the Second Hosipital of Shenzhen from January 2021 to May 2021 were recruited to perform upper airway ultrasound measurement. The airway anatomical parameters were compared and analyzed by t-test. The Spearman correlation analysis was performed on the ultrasound measurement values of OSA patients with the apnea-hypopnea index (AHI) and minimum blood oxygen saturation (LSaO2).
Results
There were statistically significant differences in BMI, the distance between the soft and hard palate junction and the hyoid bone, the angle between the hard palate and the soft palate, and the angle between the hyoid bone and the hard palate between the OSA group and the non-OSA group(P < 0.001, respectively); For 85 cases of OSA, correlation analysis between the patient's upper airway B-ultrasound measurements and AHI and LSaO2 showed that the distance from the soft and hard palate junction to the mandible, the distance from the soft and hard palate junction to the hyoid bone, the thickness of the tongue(longitudinal section), and the thickness of the soft palate(longitudinal section)are positively correlated with AHI(r=0.3758, 0.4619, 0.3227, 0.2738, P < 0.05, respectively); the distance from the soft and hard palate to the mandible, the distance from the soft and hard palate to the hyoid bone, the width of tongue(transverse section), and the tongue thickness(longitudinal section) are negatively correlated with LSaO2(r=-0.3566, -0.5470, -0.3168, -0.3098, P < 0.05, respectively); the angle between the hard palate and the soft palate is negatively correlated with AHI(r=-0.2262, P < 0.05); the angle between the hyoid bone and the hard palate is positively correlated with AHI and negatively correlated with LSaO2(r=0.2889, -0.3351, P < 0.01).
Conclusion
The upper airway related anatomical parameters based on ultrasound measurement, such as the distance from the soft and hard palate junction to the mandible, the distance from the soft and hard palate junction to the hyoid bone, the angle between the hyoid bone and the hard palate, and the angle between the hard palate and the soft palate, etc., are associated with the disease severity in OSA patients. The correlation may be used as a potential objective indicator to evaluate the severity of patients with OSA.
Keywords: obstructive sleep apnea, ultrasound, upper airway
阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)是患者睡眠中反复出现上气道完全或不完全阻塞而导致频繁的呼吸暂停或低通气的睡眠呼吸疾病。目前研究表明OSA与冠心病、卒中、肺动脉高压、代谢异常和神经认知功能障碍有关[1-2]。最新研究报道中国30~69岁年龄段的OSA患者人数有1.76亿[3]，上气道解剖结构异常导致的阻塞、塌陷、狭窄是OSA发病的重要因素，准确诊断上气道阻塞部位是制定个性化治疗方案的基础。基于超声检查具有易于操作、便携等优点，本研究比较OSA患者与非OSA受试者清醒状态下上气道超声形态学表现的差异，同时分析OSA患者上气道相关解剖参数与疾病严重程度的相关性，以进一步评估超声相关指标在OSA诊疗中的作用。
1. 资料与方法
1.1. 临床资料
本研究招募2021年1月—2021年5月于深圳市第二人民医院睡眠室就诊的121例男性受试者，其中OSA患者85例(OSA组)，呼吸暂停低通气指数(AHI)(37.0±23.0)次/h，最低血氧饱和度(LSaO2)0.756±0.121，非OSA受试者36例(非OSA组)，AHI(1.3±1.4)次/h，LSaO20.933±0.250。本研究获深圳市第二人民医院伦理委员会批准。
入组标准：所有受试者均经多导睡眠图(PSG)检查，OSA组AHI≥5次/h；非OSA组AHI < 5次/h。两组受试者年龄均≥18岁并自愿参与本次研究。排除标准：①鼻科疾病以及涉及头颈部区域神经肌肉疾病等；②伴有颅脑疾病，如脑梗死、脑出血；③有严重精神心理障碍；④无法理解和配合超声检查。
1.2. 研究方法
收集所有符合纳入标准的男性患者的临床资料，包括年龄、身高、体重、BMI等基本资料，并收集多道睡眠监测参数，包括AHI和LSaO2。检查时采用PHILIPS EPIQ 7C/Winosic Navi S曲振探头，探头频率3.5~7.5 MHz。患者去枕仰卧位，下颌上抬，嘱患者闭口平静呼吸，避免舌头活动、吞咽、说话，并保持安静。将弯曲探头纵向放置于下颌下，探头两端位于下颌骨和舌骨之间，从前到后可见舌下肌群、舌体、舌面、软腭、软硬腭交界、硬腭，两侧可见舌骨体、下颌骨颏部；转动探头将弯曲探头水平横向放置于下颌骨与舌骨联合的皮肤之间，缓慢滑动探头，显现舌体，测量舌宽、舌厚。见图 1、2。
图 1.
下颌下正中矢状面结构超声图
M：下颌骨；H：舌骨；HP：硬腭；SP：软腭；HMD：舌骨下颌骨距离；TBT：舌厚。
图 2.
下颌下正中矢状面各参数测量径向超声图
M：下颌骨；H：舌骨；HP：硬腭；SP：软腭；HMD：舌骨下颌骨距离；JHD：软硬腭交界到舌骨的距离；JMD：软硬腭交界到下颌骨的距离；a1：软腭-硬腭间夹角；a2：舌骨-硬腭间夹角；a3：下颌骨-硬腭间夹角。
1.3. 统计学方法
使用SPSS 25.0进行统计学分析。计数资料以例(%)表示，比较采用卡方检验。计量资料以x±s表示，比较采用t检验。并对OSA受试者上气道超声测量值与AHI及LSaO2进行Spearman相关性分析。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1. 两组患者基线资料、上气道B超测量值间比较
两组患者BMI、软硬腭交界到舌骨的距离、舌宽(横切面)、软腭厚度(纵切面)、硬腭-软腭间夹角、舌骨-硬腭间夹角的差异具有统计学意义(P < 0.05)；OSA组患者与非OSA组受试者舌骨到下颌骨距离、软硬腭交界到下颌骨的距离、舌厚(横切面)、舌厚(纵切面)、软腭厚度(横切面)、软硬腭交界为顶点，舌骨-下颌骨和舌头切线间夹角、下颌骨-硬腭间夹角存在差异，但差异无统计学意义(P>0.05)。见表 1。
表 1.
两组患者基线资料、上气道B超测量值间比较 x±s
| 测量参数 | 非OSA组(n=36) | OSA组(n=85) | t值 | P值 |
| 基线资料 | ||||
| 年龄/岁 | 38.1±10.4 | 42.0±10.4 | -1.8598 | 0.067 |
| BMI/(kg·m-2) | 24.7±2.1 | 27.1±2.9 | -4.4022 | < 0.001 |
| 骨性结构指标 | ||||
| 舌骨到下颌骨距离/mm | 52.2±4.7 | 54.1±5.5 | -1.8627 | 0.065 |
| 软硬腭交界到下颌骨的距离/mm | 66.3±3.5 | 67.2±5.0 | -0.9707 | 0.334 |
| 软硬腭交界到舌骨的距离/mm | 71.1±3.5 | 75.8±4.4 | -5.6120 | < 0.001 |
| 软组织结构指标 | ||||
| 舌宽(横切面)/mm | 52.3±6.1 | 55.2±4.6 | -2.8733 | < 0.001 |
| 舌厚(横切面)/mm | 44.8±3.9 | 45.3±5.9 | -0.4485 | 0.534 |
| 舌厚(纵切面)/mm | 44.9±4.2 | 46.7±4.6 | -1.9724 | 0.051 |
| 软腭厚度(横切面)/mm | 10.8±1.4 | 10.5±1.5 | 1.0569 | 0.293 |
| 软腭厚度(纵切面)/mm | 10.0±1.5 | 10.7±1.4 | -2.2538 | 0.022 |
| 角度指标 | ||||
| 硬腭-软腭间夹角/(°) | 154.9±4.7 | 148.8±7.0 | 4.8335 | < 0.001 |
| 舌骨-下颌骨和舌头切线间夹角/(°) | 121.9±8.1 | 122.1±7.8 | -0.0966 | 0.669 |
| 舌骨-硬腭间夹角/(°) | 97.5±5.8 | 101.2±4.9 | -3.5413 | < 0.001 |
| 下颌骨-硬腭间夹角/(°) | 54.7±6.9 | 57.0±6.5 | -1.769 | 0.079 |
2.2. OSA患者基线资料、上气道B超测量值与AHI、LSaO2相关性
研究结果发现，BMI、软硬腭交界到下颌骨的距离、软硬腭交界到舌骨的距离、舌厚(纵切面)、软腭厚度(纵切面)与AHI呈正相关(r=0.3818、0.3758、0.4619、0.3227、0.2738，P < 0.05)；BMI、软硬腭交界到下颌骨的距离、软硬腭交界到舌骨的距离、舌宽(横切面)、舌厚(纵切面)与LSaO2呈负相关(r=-0.2829、-0.3566、-0.5470、-0.3168、-0.3098，P < 0.05)；年龄、舌骨到下颌骨距离、软腭厚度(横切面)与AHI呈正相关，与LSaO2呈负相关，但差异无统计学意义(P>0.05)；软腭厚度(纵切面)与LSaO2呈负相关，但差异无统计学意义(P>0.05)。软硬腭交界到舌骨的距离与LSaO2相关性最好(r=-0.5470，P < 0.05)，表明舌骨相对硬腭越向后下，OSA患者病情越重(表 2、图 3)。
表 2.
OSA患者基线资料、上气道B超测量值与疾病严重程度之间的相关性 x±s
| 测量参数 | 范围 | 数值 | r AHI | r LSaO2 |
| 注：1)P < 0.05；2)P < 0.01；3)P < 0.001。 | ||||
| 基线资料 | ||||
| 年龄/岁 | 23.0~69.0 | 42.0±10.4 | 0.1383 | -0.0009 |
| BMI/(kg·m-2) | 21.6~41.6 | 27.1±2.9 | 0.38183) | -0.28292) |
| 骨性结构指标 | ||||
| 舌骨到下颌骨距离/mm | 43.0~68.6 | 54.1±5.5 | 0.1388 | -0.1956 |
| 软硬腭交界到下颌骨的距离/mm | 54.3~79.8 | 67.2±5.0 | 0.37583) | -0.35663) |
| 软硬腭交界到舌骨的距离/mm | 63.2~84.2 | 75.8±4.4 | 0.46193) | -0.54703) |
| 软组织结构指标 | ||||
| 舌宽(横切面)/mm | 44.3~62.8 | 55.2±4.6 | 0.2003 | -0.31682) |
| 舌厚(横切面)/mm | 21.5~66.3 | 45.3±5.9 | 0.1068 | -0.0699 |
| 舌厚(纵切面)/mm | 36.8~58.1 | 46.7±4.6 | 0.32272) | -0.30982) |
| 软腭厚度(横切面)/mm | 7.0~13.6 | 10.5±1.5 | 0.1441 | -0.0452 |
| 软腭厚度(纵切面)/mm | 43.0~68.6 | 10.7±1.4 | 0.27381) | -0.1904 |
| 角度指标 | ||||
| 硬腭-软腭间夹角/(°) | 128.5~164.5 | 148.8±7.0 | -0.22621) | 0.1179 |
| 舌骨-下颌骨和舌头切线间夹角/(°) | 99.8~146.0 | 122.1±7.8 | -0.2116 | 0.0638 |
| 舌骨-硬腭间夹角/(°) | 75.5~197.2 | 101.2±4.9 | 0.28892) | -0.33512) |
| 下颌骨-硬腭间夹角/(°) | 35.8~79.3 | 57.0±6.5 | 0.1671 | -0.2119 |
图 3.
OSA患者软硬腭交界到舌骨的距离与LSaO2相关性分析散点图
3. 讨论
上气道解剖结构异常导致的阻塞、塌陷、狭窄是OSA发病的重要因素，此外，年龄、BMI是本病发生发展的独立危险因素，可能与脂肪堆积、舌肌功能等有关[4-8]。CT、MRI等是目前上气道阻塞部位定量定位的主要手段，但存在辐射、费用高等问题[9-10]。药物诱导睡眠内镜检查(DISE)对OSA患者睡眠状态下上气道塌陷情况具有重大意义，但需要麻醉师配合下进行，结果判定主观性较强[11]。超声对表浅的软组织成像效果佳，上气道解剖位置表浅，其前方和两侧大部分由肌肉、软骨、结缔组织等组成，这些组织具有良好的透声性，因此给上气道超声探测提供了可能。超声已可用于评估正常人的上气道[12-14]；伦海美等[15]行300例正常人上气道径向超声测量，研究结果表明口咽的显示率为100%，喉咽的显示率为81.44%。Lun等[12]通过比较健康志愿者与尸体气道声像解剖学，结果示上气道超声检查结果具有良好的可重复性；Liu等[16]对76例患者进行咽侧壁研究，结果示超声检查和MRI观察到的咽侧壁厚度之间存在良好的相关性，咽侧壁厚度的超声测量具有较高的可重复性，操作员内和操作员间可靠性的组内相关系数分别为0.90和0.97。有研究利用B超动态观察清醒状态下及睡眠状态下OSA患者上气道形态学变化，可以判断睡眠状态下舌根塌陷情况[17-18]。但目前行上气道超声检查时，患者是处于坐位还是卧位，是选择平静呼吸、深呼气、深吸气亦或Muller试验状态等，不同研究选择不同，需要在每种状态下开展更多研究，最后形成统一标准。
许多研究已证实下颌后缩和舌骨下移等骨性结构异常会导致OSA发生[9-10]。孟祥军等[19]通过X线探讨OSA患者与单纯打鼾患者及正常人颅咽部解剖结构差异性，结果发现OSA患者舌骨位置降低，是引起打鼾及OSA的重要因素。舌骨位置可能导致睡眠时颏舌肌功能的不稳定，使舌体组织易于塌陷，从而出现血氧下降更加严重的现象。但舌骨位置影响血氧严重程度的机制仍需进一步研究。本研究利用超声测量软硬腭交界到舌骨及下颌骨距离，发现非OSA受试者与OSA患者间软硬腭交界到舌骨的距离差异性最显著，在OSA患者中其距离与AHI呈正相关，与LSaO2呈负相关。张丙文等[20]得出同样结论，并推测OSA患者颏舌肌牵引作用减弱，睡眠打鼾憋气时舌骨下移，舌骨位置能间接反映上气道舌后区阻塞的程度。而非OSA受试者与OSA患者软硬腭交界到下颌骨的距离差异性较小，无统计学差异，但在OSA患者中其距离与AHI呈正相关，与LSaO2呈负相关。而舌骨到下颌骨距离在两个人群中暂未发现显著差异，在OSA患者中也未发现其与疾病严重程度有相关性。既往研究是基于CT测量OSA患者下颌骨-舌骨距离，要求标准体位下测得，并发现其与AHI呈正相关，与LSaO2呈负相关[21]。本研究是基于测量超声下颌骨-舌骨距离，并未得出类似结果，可能CT与超声要求体位不一致有关。在超声领域，软硬腭交界到舌骨距离及软硬腭交界到下颌骨的距离对疾病严重程度判断可能更有临床意义。软硬腭交界作为一固定结构，不受体位影响，因此作为骨性结构标志点更佳。
既往多项研究经CT、MRI证实OSA组患者口咽气道及其周边软组织与正常人有明显差异。本研究OSA组患者舌宽比非OSA组受试者大，差异有统计学意义，舌宽厚度与疾病严重程度具有相关性，并具有显著相关性(P < 0.01)。伦海美等[15]经B超测量OSA组及非OSA组受试者舌体横径，也得出类似结论。既往MRI发现非OSA受试者与OSA患者软腭长度存在差异，且软腭长度与疾病严重程度有相关性[22]。由于受空气影响，超声测量软腭长度受限，因此本研究通过测量软腭厚度反映软腭形态学，并分别于纵切面下及横切面下观察测量软腭厚度，发现OSA组比非OSA组软腭厚度(纵切面)大，并具有统计学差异，而横切面下两组患者软腭厚度无统计学差异，可能为横切面下观察到的软腭为单一横切面，而纵切面下观察软腭厚度是前后走行，更客观地评价软腭形态。
本研究测量的夹角均以软硬腭交界为顶点，超声测量清醒状态下OSA患者与非OSA受试者硬腭-软腭间夹角、舌骨-硬腭间夹角等，发现两组受试者硬腭-软腭间夹角、舌骨-硬腭间夹角存在差异，并与疾病严重程度具有相关性，并具有统计学差异。清醒状态下，硬腭-软腭间夹角越小，反映软腭及悬雍垂越低垂，松弛程度越大。李铮等[23]利用电影磁共振观察测量睡眠状态下硬腭-软腭间夹角情况，反映软腭层面睡眠状态下塌陷情况。舌骨-硬腭间夹角越大，反映舌骨位置越后下。舌骨的位置越低、后气道间隙越小，AHI越严重，舌骨位置和后气道间隙是疾病严重的危险因素[24]。舌骨的位置影响气道的大小，尤其是下部气道。软硬腭交界及硬腭作为固定结构，通过角度测量可以反映另一骨性结构位置情况。
本研究存在一些局限性：①纳入的研究对象均为男性受试者，未能入组女性患者；②仅对舌区、舌骨、下颌骨、软硬腭区进行相关测量；③本研究为OSA患者清醒状态下进行的超声解剖学测量，可能与睡眠状态下的上气道解剖具有差异。因此需进一步探讨不同人群不同状态下观察本研究涉及到的超声下上气道形态下指标，讨论不同状态下上气道解剖的临床意义。
综上所述，由于超声成像具有无创、快捷、经济、可重复等优点，基于超声测量的上气道相关解剖参数可作为评估OSA患者病情的潜在客观指标，其中以软硬腭交界为标志点测得的相关指标：软硬腭交界到下颌骨的距离、软硬腭交界到舌骨的距离、舌骨-硬腭间夹角、硬腭-软腭间夹角等对判定OSA患者严重程度具有更重要的意义，超声有望成为评估OSA患者病情严重程度的重要手段之一。
Funding Statement
2021年深圳市第二人民医院院内临床资助项目(No: 20213357025)
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