Cervical computed tomography in patients with obstructive sleep apnea: influence of head elevation on the assessment of upper airway volume

Fábio José Fabrício de Barros Souza; Anne Rosso Evangelista; Juliana Veiga Silva; Grégory Vinícius Périco; Kristian Madeira

doi:10.1590/S1806-37562016000000092

. 2016 Jan-Feb;42(1):55–60. doi: 10.1590/S1806-37562016000000092

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Cervical computed tomography in patients with obstructive sleep apnea: influence of head elevation on the assessment of upper airway volume

Fábio José Fabrício de Barros Souza ¹, Anne Rosso Evangelista ², Juliana Veiga Silva ², Grégory Vinícius Périco ³, Kristian Madeira ^4,⁵

PMCID: PMC4805388 PMID: 26982042

Abstract

Objective

: Obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) has a high prevalence and carries significant cardiovascular risks. It is important to study new therapeutic approaches to this disease. Positional therapy might be beneficial in reducing the apnea-hypopnea index (AHI). Imaging methods have been employed in order to facilitate the evaluation of the airways of OSAS patients and can be used in order to determine the effectiveness of certain treatments. This study was aimed at determining the influence that upper airway volume, as measured by cervical CT, has in patients diagnosed with OSAS.

Methods

: This was a quantitative, observational, cross-sectional study. We evaluated 10 patients who had been diagnosed with OSAS by polysomnography and on the basis of the clinical evaluation. All of the patients underwent conventional cervical CT in the supine position. Scans were obtained with the head of the patient in two positions (neutral and at a 44° upward inclination), and the upper airway volume was compared between the two.

Results

: The mean age, BMI, and neck circumference were 48.9 ± 14.4 years, 30.5 ± 3.5 kg/m², and 40.3 ± 3.4 cm, respectively. The mean AHI was 13.7 ± 10.6 events/h (range, 6.0-41.6 events/h). The OSAS was classified as mild, moderate, and severe in 70%, 20%, and 10% of the patients, respectively. The mean upper airway volume was 7.9 cm³ greater when the head was at a 44° upward inclination than when it was in the neutral position, and that difference (17.5 ± 11.0%) was statistically significant (p = 0.002).

Conclusions

: Elevating the head appears to result in a significant increase in the caliber of the upper airways in OSAS patients.

Keywords: Sleep apnea, obstructive/prevention and control; Sleep apnea, obstructive/therapy; Tomography

INTRODUCTION

Obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) is an anatomical and functional disorder in which the chief event is the recurrent narrowing or collapse of the upper airway walls during sleep. Various factors, such as excess neck fat, high BMI, sleeping in the supine position, gravitational effects, craniofacial anomalies, pharyngeal muscle flaccidity, increased tongue volume, and enlarged palatine tonsils, can trigger or worsen the disease.⁽ 1 ⁾

The definition of OSAS includes recurrent episodes of complete or partial upper airway obstruction (apnea and hypopnea, respectively), with an apnea-hypopnea index (AHI) > 5 events/h, as determined by polysomnography, together with symptoms such as excessive daytime sleepiness. Those respiratory events, in most cases, result in decreased oxyhemoglobin saturation and in arousals (brief awakenings lasting < 15 s, characterized by the intrusion of a faster rhythm in the electroencephalogram).⁽ 2 ⁾

A recent study showed that the prevalence of OSAS in the population of the city of São Paulo, Brazil, is 32.8%.⁽ 3 ⁾ Given that OSAS results in numerous cardiovascular and metabolic complications, further study on new therapeutic techniques is warranted.⁽ 4 ^- 6 ⁾ Imaging methods have been of assistance in airway assessment in OSAS patients and can be used for comparative volumetric analysis before and after intervention.⁽ 7 ^, 8 ⁾

The most well-established treatments for OSAS are the use of continuous positive airway pressure (CPAP) and the use of oral appliances. Surgery, nasal treatment, speech therapy, weight loss, and positional intervention can have clinical benefits.⁽ 6 ⁾ Although there have been studies showing that maintaining a lateral position reduces the AHI, there have been few studies evaluating head elevation as a therapeutic intervention.⁽ 9 ^, 10 ⁾ Therefore, a study on postural intervention is warranted in order to evaluate the influence of head elevation in patients previously diagnosed with OSAS on the basis of determination of upper airway volumes by cervical CT.

METHODS

This was an observational cross-sectional study. The study was approved by the Human Research Ethics Committee of the Universidade do Extremo Sul Catarinense, in the city of Criciúma, Brazil (Protocol no. 381.168/2013), and all of the patients gave written informed consent.

Between July and December of 2013, we studied ten consecutive patients (> 18 years of age) who had been diagnosed with OSAS by polysomnography (Alice 5 Diagnostic Sleep System; Phillips Respironics, Murrysville, PA, USA), with an AHI > 5 events/h, accompanied by symptoms (excessive daytime sleepiness, nonrestorative sleep, or fatigue), and were treated at the Criciúma Outpatient Clinic for Pulmonology and Sleep Medicine. The exclusion criteria were presenting with decompensated underlying disease (e.g., decompensated heart failure or uncontrolled asthma), weighing more than 120 kg (which exceeds the CT scanner limit), and measuring more than 64 cm from shoulder to shoulder (a width greater than the internal diameter of the CT scanner). The ten patients analyzed had not previously undergone any treatment for OSAS and were therefore treatment-naive. One patient weighed 125 kg and could not undergo CT. That patient was therefore excluded from the study.

Within one week after enrolling in the study, each patient underwent cervical CT without the use of intravenous contrast. All CT images were acquired on a multislice CT scanner (Brightspeed; GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA) in the traditional manner. Subsequently, we positioned a 44° wedge (dimensions: 45.5 cm in its longest side × 43.3 cm × 18.5 cm) on the CT scanner table. Each patient lay, head supported on the wedge, on a line traced on its longest side, and additional cervical CT slices were obtained with a total radiation dose of less than 10 mSv. The 44° head elevation was calculated to allow the wedge to provide maximum head and neck elevation, while still allowing passage through the CT scanner gantry (height, 70 cm). The images were acquired with the patient in the supine position with the skull positioned neutrally in relation to the neck, with and without the use of the wedge. Examples of the patient positioning on the CT scanner table, with and without the 44° head elevation, as well as CT images acquired at those positions, are shown in Figure 1. The CT images acquired with and without the wedge were compared, and the pharyngeal airspace was evaluated, using three-dimensional reconstructions, between the hard palate and the base of the epiglottis in order to determine the amount of volume in cm³. On the workstation, the volume of air within the passage extending from the hard palate to the base of the epiglottis was calculated with a volume rendering program (GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA). Linear measurements were not used, because of the possibility of multi-directional variance in airspace shape as a result of the change in the angle of the head, depending on patient biotype. Throughout the CT analysis, the subjects evaluated were awake and remained in a neutral position, avoiding extension or flexion of the neck.

Body weight classification based on BMI (in kg/m²⁾ was as follows: normal weight (18.5-24.9); overweight (25.0-29.9); class I obesity (30.0-34.9); class II obesity (35.0-39.9); and class III obesity (≥ 40.0).

The criteria used in order to classify OSAS, as well as the parameters used in order to score respiratory events and arousals on polysomnography, were in accordance with those recommended by the American Academy of Sleep Medicine.⁽ 11 ^, 12 ⁾

The study data were tabulated on spreadsheets created using the IBM SPSS Statistics software package, version 20.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA). All statistical tests were performed with a significance level of α = 0.05 and a confidence interval of 95%.

Numerical variables were expressed as means and standard deviations or as medians and interquartile ranges. Quantitative and qualitative variables were expressed as frequencies and percentages. To analyze upper airway volume with and without head elevation, we used the Shapiro-Wilk test followed by the Student's t-test for paired samples. The variables BMI, neck circumference, and AHI were tested for correlation with the increase in upper airway volume, in percentage and absolute values (cm³⁾, by using the Shapiro-Wilk test followed by Spearman's correlation coefficient.

RESULTS

The mean age of the patients was 48.90 ± 14.37 years (range, 27-65 years), and six patients (60%) were female. The mean BMI was 30.51 ± 3.52 kg/m², and the mean neck circumference was 40.35 ± 3.40 cm. With regard to body weight, four participants were classified as being overweight, four as having class I obesity, one as having class II obesity, and one as having normal weight. The mean AHI was 13.7 ± 10.6 events/h (range, 6.0-41.6 events/h). Therefore, the polysomnographic diagnosis (AHI) was mild OSAS in seven patients (70%); moderate OSAS in two (20%); and severe OSAS in one (10%). A descriptive profile of the quantitative variables in the sample is shown in Table 1.

Table 1. Characteristics of the study sample.

Variable	Mean ± SD or median (IQR)	Minimum	Maximum
Age, years	48.90 ± 14.37	27.00	65.00
BMI, kg/m²	30.51 ± 3.52	24.68	35.75
Neck circumference, cm	40.35 ± 3.40	35.50	46.00
AHI, events/h	13.75 ± 10.60	6.00	41.60
Upper airway volume without head elevation, cm³	40.35 ± 16.43	14.40	75.85
Upper airway volume with head elevation, cm³	48.31 ± 16.21	18.66	79.94
Increase in volume, %	17.49 ± 10.99	5.10	36.96
Increase in volume, cm³	5.45 (4.09-11.15)	3.46	18.89

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IQR: interquartile range; and AHI: apnea-hypopnea index.

In the CT analysis, the mean upper airway volume was 40.35 ± 16.43 cm³ without head elevation and 48.31 ± 16.21 cm³ with head elevation (Figure 2). The change in mean upper airway volume was 7.9 cm³, with a statistically significant difference (p = 0.002) in caliber at a 44° head elevation. The mean percentage increase in upper airway volume, as determined by CT analysis, was 17.49 ± 10.99%. The median (interquartile range) increase in upper airway volume was 5.45 (4.09-11.15) cm³. As an example, we show the case of one of the patients in the study, with an increase of 6.6 cm³ (15.8%) in upper airway volume, as determined by cervical CT (Figure 3).

There was no significant correlation between the increase in upper airway volume and the hypopnea index (tau-b = −0.138; p = 0.586). Nor were there significant correlations between the increase in upper airway volume and the variables BMI, neck circumference, or AHI (Table 2). In addition, there were no statistically significant correlations between the various BMI categories and the severity of OSAS.

Table 2. Analysis of correlation between numerical variables and the increase in upper airway volume.

Variable	Increase in volume, cm³	p	Increase in volume, %	p
BMI, kg/m²	−0.030	0.934	0.079	0.829
Neck circumference, cm	0.000	0.999	0.006	0.987
AHI, events/h	−0.248	0.489	−0.285	0.425
HI, events/h	0.782	0.001	−0.138	0.586

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AHI: apnea-hypopnea index; and HI: hypopnea index.

DISCUSSION

The present study showed a mean increase of 7.9 cm³ in upper airway volume, as measured by CT, at a 44° head elevation. A study conducted in Taiwan, involving CT evaluation of 16 patients, showed that upper airway volume increased by 6.1 cm³ after maxillomandibular advancement surgery.⁽ 8 ⁾ In the literature, there are conflicting data regarding the percentage change in upper airway caliber after surgery (preoperative and postoperative comparative volumetric analysis).⁽ 13 ^- 16 ⁾ For example, one study reported a 26% increase in total volume,⁽ 15 ⁾ whereas another reported a 2% reduction in total volume. ⁽ 13 ⁾ In our assessment using CT imaging, upper airway volume was 17.49% greater with head elevation than without. In 18 patients undergoing MRI, Sutherland et al.⁽ 17 ⁾ compared the upper airway structure at baseline (i.e., without an oral appliance), with a mandibular advancement splint, and with a tongue stabilizing device, reporting mean volumes of 13.8 ± 1.0 cm³, 14.3 ± 1.1 cm³, 17.14 ± 1.6 cm³, respectively. Therefore, the volumetric improvement varied only from 0.50 cm³ to 2.84 cm³, depending on the type of appliance employed. In 10 patients undergoing MRI, Schwab et al.⁽ 18 ⁾ showed that the mean airway volume was 11.7 mm³ at baseline (i.e., at 0 cmH₂O of CPAP) and progressively increased to 13.2 mm³, 16.8 mm³, and 20.5 mm³, with CPAP increases of 5 cmH₂O, 10 cmH₂O, and 15 cmH₂O, respectively. However, another study showed a modest increase in upper airway volume, as measured by MRI, with the use of CPAP⁽ 19 ⁾-upper airway volume was 9.3 mL and 11.8 mL at 0 and 9 cmH₂O of CPAP, respectively, an increase of 2.5 mL (p < 0.05).

Elevating the head of the bed is an old postural intervention, widely used to assist in the treatment of subjects with gastroesophageal reflux, that is based on the principle of reducing acid exposure time and changing intra-abdominal pressure.⁽ 20 ^, 21 ⁾ This postural intervention yields good results in pH measurements and leads to an improvement in symptoms.⁽ 22 ^, 23 ⁾ However, few studies have examined the effect of head or head-and-shoulder elevation on OSAS.⁽ 9 ^, 10 ^, 24 ^, 25 ⁾

McEvoy et al.⁽ 10 ⁾ studied 13 male patients during the same night and reported a reduction in AHI from 49 ± 5 events/h to 20 ± 7 events/h when patients changed from the supine position to a sitting position at a 60° angle. Skinner et al.⁽ 24 ⁾ studied 14 subjects in the supine position (no elevation), comparing it with head-and-shoulder elevation (with a shoulder-head elevation pillow), and reported a 22% reduction in AHI. Studies have shown that upper airway closing pressure is reduced when the individual is moved from the supine position (no elevation) to an inclined position (30° head elevation),⁽ 25 ⁾ as well as when the individual is moved from the supine position to a sitting position.⁽ 26 ⁾ In a study of 17 patients undergoing polysomnography, Souza et al.⁽ 9 ⁾ evaluated AHIs at baseline (i.e., during standard polysomnography) and after elevating the head of the bed 15 cm, reporting a significant reduction in the mean AHI (20 ± 14 events/h vs. 15 ± 14 events/h; p = 0.0003). It has been hypothesized that head elevation contributes to upper airway clearance, prevents rostral fluid shift,⁽ 27 ⁾ and averts tongue collapse,⁽ 28 ⁾ reducing upper airway resistance,⁽ 10 ⁾ changing upper airway critical pressure,⁽ 29 ⁾ affecting gravitational effects,⁽ 30 ⁾ and altering neuromuscular activity.⁽ 31 ⁾

In our study, the severity of OSAS did not correlate with BMI, which differs from the findings of some epidemiological studies in the literature, such as a study involving 300 patients treated at a sleep clinic in the city of Porto Alegre, Brazil.⁽ 32 ⁾ Nor did neck circumference correlate with OSAS severity. These differences are probably related to the small number of patients in our study.

Although our study is limited by its small sample size, studies that have employed imaging for assessment of upper airway volume after some treatment for OSAS have evaluated a similar number of patients.⁽ 8 ^, 9 ^, 11 ^, 13 ⁾ Another limitation was that the CT study was not performed with the patient asleep under sedation or anesthesia, but rather with the patient awake, which could have affected muscle tone. Litman et al.⁽ 33 ⁾ showed that propofol-sedated children had higher upper airway volumes in the lateral position than in the supine position; however, the mean increase was 2.7 mL. Other limiting factors of the present study are the lack of a control group, the fact that most of our patients had mild OSAS, and the predominance of females (60%), which is uncharacteristic of OSAS studies, in which males typically predominate. In addition, the fact that we did not take into consideration the anatomical differences between the upper airways of males and those of females constitutes a limiting factor.

We conclude that, in our sample of patients with OSAS, there was an increase in upper airway volume, as measured by cervical CT, at a 44° head elevation. Further studies involving a larger number of patients are needed in order to assess the change in upper airway volume resulting from head elevation and the true clinical benefit of this intervention.

Footnotes

Study carried out at the Curso de Medicina, Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC - Criciúma (SC) Brasil.

Financial support: None.

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J Bras Pneumol. 2016 Jan-Feb;42(1):55–60. [Article in Portuguese]

Tomografia computadorizada cervical em pacientes com apneia obstrutiva do sono: influência da elevação postural na avaliação do volume das vias aéreas superiores

Fábio José Fabrício de Barros Souza ¹, Anne Rosso Evangelista ², Juliana Veiga Silva ², Grégory Vinícius Périco ³, Kristian Madeira ^4,⁵

Abstract

Objetivo

: A síndrome de apneia obstrutiva do sono (SAOS) tem uma alta prevalência e riscos cardiovasculares significativos. É importante estudar novas abordagens terapêuticas para essa doença. A terapia posicional pode ser benéfica na redução do índice de apneia-hipopneia (IAH). Métodos de imagem têm sido utilizados para facilitar a avaliação das vias aéreas em pacientes com SAOS e podem ser utilizados para determinar a eficácia de determinados tratamentos. O objetivo desse estudo foi determinar a influência do volume das vias aéreas superiores, mensurado por TC cervical, em pacientes diagnosticados com SAOS.

Métodos

: Estudo observacional transversal com abordagem quantitativa. Dez pacientes com diagnóstico de SAOS por polissonografia e avaliação clínica foram submetidos a TC cervical convencional em posição supina com a cabeça em posição neutra e com inclinação de 44° para comparar os volumes das vias aéreas superiores.

Resultados

: As médias de idade, IMC e circunferência cervical foram de 48,9 ± 14,4 anos, 30,5 ± 3,5 kg/m² e 40,3 ± 3,4 cm, respectivamente. A média de IAH foi de 13,7 ± 10,6 eventos/h (variação, 6,0-41,6 eventos/h). Quanto à gravidade da SAOS, 70%, 20% e 10% dos pacientes foram classificados como com SAOS leve, moderada e grave, respectivamente. O volume das vias aéreas superiores foi 7,9 cm³ maior com a inclinação de 44° da cabeça quando comparada à posição neutra, e essa diferença foi estatisticamente significativa (17,5 ± 11,0%; p = 0,002).

Conclusões

: A elevação cervical parece resultar em um aumento significativo do calibre das vias aéreas superiores em pacientes com SAOS.

Keywords: Apneia do sono tipo obstrutiva/prevenção & controle, Apneia do sono tipo obstrutiva/terapia, Tomografia

INTRODUÇÃO

A síndrome da apneia obstrutiva do sono (SAOS) constitui uma anormalidade anatômica e funcional, cujo principal evento corresponde ao estreitamento ou colapso recorrente das paredes das vias aéreas superiores (VAS) durante o sono. Diversos fatores podem desencadear ou agravar a doença como gordura cervical, IMC elevado, posição supina, ação gravitacional, alterações craniofaciais, flacidez da musculatura faríngea, volume da língua e tonsilas palatinas aumentadas.⁽ 1 ⁾

A SAOS é definida por episódios repetitivos de obstrução completa (apneia) ou parcial (hipopneia) da VAS com índice de apneia/hipopneia (IAH) > 5 eventos/h, determinado por polissonografia, associado a sintomas como, por exemplo, hipersonolência diurna. Esses eventos respiratórios, na maioria das vezes, resultam em reduções na saturação da oxi-hemoglobina e em microdespertares (despertares breves com a duração menor que 15 segundos, caracterizados pela intrusão de um ritmo mais rápido no eletroencefalograma).⁽ 2 ⁾

Um estudo recente demonstrou que a prevalência de SAOS na população da cidade de São Paulo é de 32,8%. ⁽³⁾Devido a SAOS resultar em inúmeras complicações cardiovasculares e metabólicas, é valido estudar mais sobre novas técnicas terapêuticas.^(4-6)Métodos de imagem vêm auxiliando a avaliação das vias aéreas em pacientes com SAOS e podem ser utilizados para a análise comparativa volumétrica pré- e pós-intervenção.⁽ 7 ^, 8 ⁾

Os tratamentos mais consagrados para SAOS são o uso de continuous positive airway pressure (CPAP, pressão positiva continua nas vias aéreas) e de aparelhos intraorais. Cirurgias, tratamento nasal, fonoaudiologia, perda de peso e intervenção posicional podem apresentar benefícios clínicos.⁽ 6 ⁾ Apesar de haver descrições na literatura a respeito da manutenção do decúbito lateral para redução do IAH, existem poucos estudos que avaliam a elevação postural como uma intervenção terapêutica.⁽ 9 ^, 10 ⁾ Por essas razões justifica-se realizar um estudo com intervenção postural com o objetivo de se avaliar a influência de uma posição mais elevada em pacientes previamente diagnosticados com SAOS a partir da determinação do volume da VAS por TC cervical.

MÉTODOS

Foi realizado um estudo observacional transversal, aprovado pelo Comitê de Ética e Pesquisa em Seres Humanos da Universidade do Extremo Sul Catarinense, na cidade de Criciúma (SC) sob o protocolo no. 381.168/2013. Todos os pacientes receberam e assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido.

Dez pacientes consecutivos com diagnóstico de SAOS comprovado por estudo polissonográfico (Alice 5 Diagnostic Sleep System; Phillips Respironics, Murrysville, PA, EUA), com IAH > 5 eventos/h associado a sintomas (hipersonolência, sono não reparador ou fadiga), com idade maior do que 18 anos e provindos do Ambulatório de Pneumologia e Medicina do Sono da cidade de Criciúma foram estudados no período entre julho e dezembro de 2013. Os critérios de exclusão foram apresentar alguma doença de base descompensada (por exemplo, insuficiência cardíaca descompensada ou asma não controlada), ter peso acima de 120 kg (não tolerado no tomógrafo) e ter diâmetro entre os ombros maior do que 64 cm (largura superior à que comporta o espaço tomográfico). Todos os pacientes receberam e assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido. Os dez pacientes analisados não realizaram qualquer terapêutica prévia para SAOS, sendo, portanto, virgens de tratamento. Um paciente apresentava 125 kg e não pôde realizar a TC, sendo excluído do estudo.

Cada paciente foi submetido, em até uma semana após o termo de consentimento assinado, à TC de pescoço sem uso de contraste endovenoso em um tomógrafo multislice (Brightspeed; GE Healthcare, Milwaukee, WI, EUA). Em seguida, um suporte triangular (dimensões: 45,5 cm em seu maior perímetro × 43,3 cm × 18,5 cm e grau de inclinação de 44°) foi posicionado, cada paciente deitava-se sobre a extremidade maior do triângulo, em uma linha demarcada, e novos cortes tomográficos cervicais foram realizados com irradiação total menor que 10 mSv. A inclinação de 44° foi calculada para permitir que o dispositivo triangular proporcionasse uma elevação craniocervical máxima, sem conflitos com a abertura do gantry do tomógrafo (abertura de 70 cm). As imagens foram adquiridas com o paciente em decúbito dorsal em posição neutra do crânio em relação ao pescoço, com e sem a utilização do dispositivo. Um exemplo do posicionamento do paciente sem e com uma elevação de 44° no tomógrafo e imagens da TC nessas posições são apresentadas na Figura 1. Foram comparadas as TCs antes e depois da colocação do suporte e foi avaliado o espaço de ar da faringe, através de reconstruções tridimensionais, entre o palato duro e a base da epiglote a fim de se determinar a quantidade de volume em cm³. Na estação de trabalho, utilizando-se um programa de volume rendering (GE Healthcare, Milwaukee, WI, EUA), foi estimada a volumetria da coluna aérea desde o palato duro até a base da epiglote. Não se utilizaram medidas lineares, tendo em vista a possibilidade de variância multidirecional da forma do espaço aéreo com a mudança de inclinação, dependendo do biótipo do paciente. Durante toda a análise tomográfica, os indivíduos avaliados estavam em vigília, em posição neutra, evitando a extensão ou a flexão do pescoço.

A classificação utilizada para o peso avaliando o IMC (em kg/m²⁾ foi a seguinte: normal (18,5-24,9), sobrepeso (25,0-29,9), obesidade grau I (30,0-34,9), obesidade grau II (35,0-39,9) e obesidade grau III (≥ 40,0).

Os critérios utilizados para determinar a classificação da SAOS, assim como os parâmetros utilizados na marcação dos eventos respiratórios e microdespertares na polissonografia, foram de acordo com os preconizados pela American Academy of Sleep Medicine.⁽ 11 ^, 12 ⁾

Os dados do estudo foram tabulados em planilhas do programa IBM SPSS Statistics, versão 20.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, EUA). Os testes estatísticos foram realizados com nível de significância α = 0,05 e com intervalo de confiança de 95%.

As variáveis numéricas foram expressas em médias e desvios-padrão ou em medianas e intervalos interquartis. As variáveis quantitativas e qualitativas foram analisadas através de frequências e proporções. Para analisarmos o volume da VAS antes e depois da elevação cervical utilizamos o teste t de Student para amostras pareadas precedido pelo teste de Shapiro-Wilk. As variáveis IMC, perímetro cervical e IAH foram correlacionadas com o aumento do volume da VAS em proporções e em valores absolutos (cm³⁾ através do cálculo do coeficiente de correlação de Spearman precedido pelo teste de Shapiro-Wilk.

RESULTADOS

A média de idade dos pacientes foi de 48,90 ± 14,37 anos (variação, 27-65 anos), e seis pacientes (60%) eram do sexo feminino. A média do IMC foi de 30,51 ± 3,52 kg/m², e a do perímetro cervical foi de 40,35 ± 3,40 cm. Em relação ao peso dos participantes, esses foram classificados da seguinte forma: sobrepeso, em quatro; obesidade grau I, em quatro; obesidade grau II, em um; e normal, em um. A média do IAH foi de 13,7 ± 10,6 eventos/h (variação, 6,0-41,6 eventos/h). Dessa forma, o diagnóstico por intermédio da polissonografia (IAH) foi de SAOS leve, em sete pacientes (70%); SAOS moderada, em dois (20%); e SAOS grave, em um (10%). O perfil descritivo das variáveis quantitativas da amostra encontra-se disponível na Tabela 1.

Tabela 1. Características da amostra estudada.

Variáveis	Média ± dp ou mediana (IIQ)	Mínimo	Máximo
Idade, anos	48,90 ± 14,37	27,00	65,00
IMC, kg/m²	30,51 ± 3,52	24,68	35,75
Perímetro cervical, cm	40,35 ± 3,40	35,50	46,00
IAH, eventos/h	13,75 ± 10,60	6,00	41,60
Volume de VAS sem elevação cervical, cm³	40,35 ± 16,43	14,40	75,85
Volume de VAS com elevação cervical, cm³	48,31 ± 16,21	18,66	79,94
Aumento do volume, %	17,49 ± 10,99	5,10	36,96
Aumento do volume, cm³	5,45 (4,09-11,15)	3,46	18,89

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IIQ: intervalo interquartil; IAH: índice de apneia-hipopneia; e VAS: vias aéreas superiores.

Na análise tomográfica, a média do volume da VAS sem elevação cervical foi de 40,35 ± 16,43 cm³, enquanto essa com elevação cervical foi de 48,31 ± 16,21 cm³ (Figura 2). A variação da média do volume da VAS foi de 7,9 cm³, com diferença estatisticamente significativa (p = 0,002) do calibre após a elevação cervical em 44°. A média da porcentagem do aumento do volume da VAS por análise tomográfica foi de 17,49 ± 10,99%. A mediana e o intervalo interquartil do aumento do volume da VAS foram de 5,45 cm³ (4,09-11,15). Como exemplo, demonstramos o caso de um dos pacientes do estudo com um aumento de 6,6 cm³ (15,8%) do volume de VAS por TC cervical (Figura 3).

Não houve correlação significativa entre o aumento do volume da VAS e o índice de hipopneia (tau-b = −0,138; p = 0,586). Tampouco houve correlações significativas entre as variáveis IMC, perímetro cervical e IAH com o aumento do volume de VAS (Tabela 2). Além disso, não houve correlações estatisticamente significativas entre o IMC e a gravidade de SAOS.

Tabela 2. Análise de correlação entre as variáveis numéricas e o aumento do volume das vias aéreas superiores.

Variáveis	Aumento do volume, cm³	p	Aumento do Volume, %	p
IMC, kg/m²	−0,030	0,934	0,079	0,829
Perímetro cervical, cm	0,000	0,999	0,006	0,987
IAH, eventos/h	−0,248	0,489	−0,285	0,425
IH, eventos/h	0,782	0,001	−0,138	0,586

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IAH: índice de apneia-hipopneia; e IH: índice de hipopneia.

DISCUSSÃO

O presente estudo demonstrou um aumento médio de 7,9 cm³ no volume de VAS com a elevação cervical de 44° analisado por TC. Uma pesquisa⁽ 8 ⁾ realizada em Taiwan, com avaliação tomográfica de 16 pacientes após cirurgia de avanço maxilomandibular, demonstrou um aumento de 6,1 cm³. Existem estudos conflitantes na análise da variação da proporção do calibre de VAS após cirurgia (em análise volumétrica comparativa pré e pós-operatória); em um estudo, foi relatado um aumento de 26%, enquanto, em outro, houve redução de 2% do volume total.⁽ 13 ^- 16 ⁾ Em nossa avaliação antes e depois do uso de suporte com inclinação, houve um incremento de 17,49% no volume de VAS pela TC. Sutherland et al.⁽ 17 ⁾ compararam a VAS de 18 pacientes por ressonância magnética sem aparelho intraoral (13,8 ± 1,0 cm³⁾, com aparelho intraoral de avanço mandibular (14,3 ± 1,1 cm³⁾ e com aparelho lingual (17,14 ± 1,6 cm³⁾, apresentando melhoras volumétricas de apenas 0,50 a 2,84 cm³ dependendo do dispositivo utilizado. Schwab et al.⁽ 18 ⁾ demonstraram em 10 pacientes que o volume médio da via aérea basal era de 11,7 mm³ por ressonância sem oferta de pressão positiva por CPAP e foi aumentando progressivamente de 13,2 mm³ para 16,8 mm³e 20,5 mm³, respectivamente, com o incremento de pressão ofertado por CPAP de 5 cmH₂O, 10 cmH₂O e 15 cmH₂O. No entanto, outro estudo demonstrou um modesto aumento do volume de VAS, avaliado por ressonância, com o uso de CPAP⁽ 19 ⁾ - volume sem e com CPAP de 9 cmH₂O de, respectivamente, 9,3 ml e 11,8 ml (variação, 2,5 ml; p < 0,05).

A elevação da cabeceira da cama é uma intervenção postural antiga, já bem utilizada para o auxílio no tratamento de indivíduos com refluxo gastroesofágico, e baseia-se no princípio de reduzir o tempo de exposição ácida e da alteração da pressão intra-abdominal,⁽ 20 ^, 21 ⁾ apresentando bons resultados em medições de pH e melhoria dos sintomas.^(22,23)No entanto, poucos trabalhos avaliaram a interferência da elevação posicional na SAOS.⁽ 9 ^, 10 ^, 24 ^, 25 ⁾

McEvoy et al.⁽ 10 ⁾ estudaram 13 pacientes do sexo masculino durante a mesma noite e relataram uma redução de IAH de 49 ± 5 eventos/h para 20 ± 7 eventos/h quando os pacientes estavam em posição supina e passaram para posição sentada com inclinação de 60°. Skinner et al.⁽ 24 ⁾ estudaram 14 indivíduos durante o decúbito dorsal, comparando-o com a elevação por travesseiro e relataram uma redução de 22% no IAH. Estudos demonstraram uma redução na pressão de fechamento de VAS da posição supina para uma elevação de 30°⁽²⁵⁾e para a posição sentada.⁽²⁶⁾Souza et al.⁽ 9 ⁾ realizaram um trabalho com 17 pacientes submetidos à polissonografia basal e à polissonografia com elevação da cabeceira da cama (suporte utilizado de 15 cm) e relataram uma redução significativa do IAH (20 ± 14 eventos/h vs. 15 ± 14 eventos/h; p = 0,0003). As hipóteses levantadas são de que a elevação postural possa contribuir com a desobstrução das VAS e evitar o deslocamento do fluido rostral⁽ 27 ⁾ e a queda da língua,⁽ 28 ⁾ reduzindo a resistência das VAS,⁽ 10 ⁾ modificando a pressão crítica de fechamento,⁽ 29 ⁾ interferindo no fator gravitacional⁽³⁰⁾e mudando a atividade neuromuscular.⁽ 31 ⁾

No nosso estudo, não houve correlações entre a gravidade da SAOS e o aumento do IMC, o que diverge de alguns trabalhos epidemiológicos descritos na literatura, como demonstrado em um estudo com 300 pacientes atendidos em uma clínica do sono na cidade de Porto Alegre (RS).⁽ 32 ⁾ Também não houve correlações entre o perímetro cervical e a gravidade da SAOS. Provavelmente, essas divergências estejam relacionadas ao número pequeno de pacientes em nosso estudo.

Apesar de nossa pesquisa ter a limitação de uma amostra pequena, estudos^(8,9,11,13)de avaliação de imagens do volume da VAS após algum tipo tratamento da SAOS ter sido realizado apresentam um número de pacientes similar. Outra limitação foi não termos realizado o estudo tomográfico com os pacientes dormindo por intermédio de sedativos ou anestésicos mas sim com os pacientes acordados, o que pode ser um diferencial na tonicidade muscular. Litman et al.⁽ 33 ⁾ demonstraram que crianças sob sedação com propofol em decúbito lateral apresentaram maiores volumes de VAS do que quando em posição supina; porém, o aumento médio foi de 2,7 ml. São apresentados como outros fatores limitantes do presente estudo a ausência de um grupo controle, o fato de a maior parte dos pacientes apresentar grau de SAOS leve e o predomínio de mulheres (60%), o que não é característico em estudos sobre SAOS, cujo predomínio é de homens. Como há variações anatômicas nas VAS entre homens e mulheres e como essas diferenças não foram estudadas, isso se configura também como um fator limitante.

Concluímos que, em nossa amostra de pacientes com SAOS, houve um aumento do volume de VAS, avaliado por TC cervical, após elevação postural de 44° de inclinação. Mais estudos são necessários, com um número maior de pacientes, para avaliar a alteração do volume da VAS com a elevação cervical e o real benefício clínico dessa intervenção.

Footnotes

Trabalho realizado no Curso de Medicina, Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC - Criciúma (SC) Brasil.

Apoio financeiro: Nenhum.

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PERMALINK

Cervical computed tomography in patients with obstructive sleep apnea: influence of head elevation on the assessment of upper airway volume

Fábio José Fabrício de Barros Souza

Anne Rosso Evangelista

Juliana Veiga Silva

Grégory Vinícius Périco

Kristian Madeira

Abstract

Objective

Methods

Results

Conclusions

INTRODUCTION

METHODS

Figure 1. Patient without head elevation (neutral position; in A) and with head elevation by a 44° wedge (in B). CT scans obtained with the head in the neutral position (in C) and elevated by 44° (in D).

RESULTS

Table 1. Characteristics of the study sample.

Figure 2. Upper airway volume, as measured by cervical CT, before and after the use of a wedge to elevate the head. *p = 0.02.

Table 2. Analysis of correlation between numerical variables and the increase in upper airway volume.

DISCUSSION

Footnotes

REFERENCES

Tomografia computadorizada cervical em pacientes com apneia obstrutiva do sono: influência da elevação postural na avaliação do volume das vias aéreas superiores

Fábio José Fabrício de Barros Souza

Anne Rosso Evangelista

Juliana Veiga Silva

Grégory Vinícius Périco

Kristian Madeira

Abstract

Objetivo

Métodos

Resultados

Conclusões

INTRODUÇÃO

MÉTODOS

Figura 1. Paciente em posição neutra sem elevação (em A) e com elevação por suporte com 44° de inclinação (em B) do paciente. Imagens de TC do posicionamento sem inclinação (em C) e com 44° de inclinação (em D).

RESULTADOS

Tabela 1. Características da amostra estudada.

Figura 2. Volume das vias aéreas superiores antes e depois do uso de um suporte para a elevação cervical avaliado por TC cervical. *p = 0,02. VAS: vias aéreas superiores.

Tabela 2. Análise de correlação entre as variáveis numéricas e o aumento do volume das vias aéreas superiores.

DISCUSSÃO

Footnotes

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