研究背景上气道(upper airway)是一个管状结构,在呼吸和吞咽过程中起了重要的作用。颌面部发育异常,如小颌畸形(micrognathism)、缩颌(retrognathism)、高角生长型(hyperdivergent growth patterns)、颅基线长度减小(reduced cranial base length)以及下颌平面角过陡(steep mandibular plane angles)等,均可能引起上气道空间的狭窄和体积变小，舌骨(hyoid bone)是人体中唯一一块没有与其他骨骼连接的可移动骨,它通过肌肉和韧带连接着咽、下颌骨和颅骨,在语言、咀嚼、吞咽和维持呼吸道通畅时起必要的作用。因此,不管从解剖还是功能上看,上气道与舌骨之间关系密切。鉴于上气道与其周围的牙、颅、颌骨的位置较近、关系密切,在进行颅颌面部的检查、诊断、治疗的同时进行上气道的评价越来越受到口腔医生的重视,可以在正畸治疗或正颌手术时用于明确诊断、制定治疗计划和评估预后等。上气道是正畸医生在研究牙科治疗改变气道形态的可能性时最感兴趣的部位。据报道,上气道形态和舌骨位置在正畸—正颌联合外科治疗后会发生明显的改变。如果在临床诊断和治疗计划制定过程中就能把上气道形态考虑在内进行详细评估,可能会减少或避免一些上气道相关疾病的发生,从而达到更佳的治疗效果。锥形束CT (corn beam computed tomography, CBCT)作为上气道评价新型有效的诊断方法,包含着比二维(two dimensional,2D)影像技术更有用、更容易理解的信息。它能够清晰的显示直立状态下的软组织以及其围绕的上气道空间,从而能够分析上气道形态。因此,正畸治疗前做CBCT检查,可以有助于对上气道形态和舌骨位置进行清晰、准确的临床诊断。已有研究指出,通过CBCT可以清晰获得牙齿和骨组织的三维(three dimensional,3D)影像,对准确定位、术前评估和额外牙拔除手术等都有很大的帮助。对生长发育期儿童青少年的上气道形态和舌骨位置以及两者之间的关系进行密切关注是非常重要的,因为生长发育过程中上气道形态和舌骨位置的正常数据可以在正畸诊断和治疗时被参考,这样可能会减少治疗对上气道的副作用。目前,关于应用CBCT研究上气道和/或舌骨位置在性别间的差异以及上气道与舌骨位置相关性的研究还比较少。中国儿童青少年的正常上气道形态和/或舌骨位置的研究大多是基于二维X线头影测量进行的。其中,关于上气道形态的性别间差异的研究结论不一：有的研究认为青少年上气道矢状径在性别间无显著性差异；有的则发现女性的腭咽气道矢状径大于男性。而对舌骨位置的研究结果却较统一,均认为男性较女性的舌骨位置更偏前下方。关于中国儿童青少年的正常上气道形态的CT研究发现,12岁前儿童的上气道形态并没有性别间差异,而13岁以后上气道的体积、长度以及舌咽气道的横截面积和矢状径宽度却呈现出显著的性别差异,且为男性大于女性。然而,中国人正常上气道的CBCT研究很少,且样本数量也较小。关于正常上气道形态与舌骨位置之间的相关性研究也多是基于二维头颅侧位片的。虽得出结论为正常人的舌骨位置与上气道形态的之间存在正相关性,但头颅侧位片评价舌骨位置和上气道形态的测量指标存在局限性,并不能全面反映两者之间的关系。目前尚无利用CBCT图像分析正常上气道形态与舌骨位置的关系的报道,然而却有一些关于面型异常和正颌手术人群中上气道形态和舌骨位置之间关系的CBCT研究。骨性Ⅲ类错(?)畸形双颌手术术后上气道形态改变与舌骨位置变化之间存在显著的相关性。在对下颌后缩青少年患者研究时发现,上气道的形态(包括口咽气道的体积、上气道的总体积以及口咽气道倾斜度)与舌骨矢状位置之间均存在显著的相关性。当然,也有研究提出不同结论,双颌手术后上气道的体积改变与舌骨位置的变化并没有相关性。目的通过对6-18岁正常骨面型的山东地区的汉族儿童青少年正常上气道和舌骨的CBCT图像进行研究,计算分析不同年龄组上气道形态和舌骨位置的测量值,获得不同年龄组上气道形态和舌骨位置的正常参考值范围,并分析其在各组内的性别差异。另外,对上气道形态和舌骨位置进行相关性分析来评价两者之间的关系。本研究旨在引起正畸医师对正畸或正颌治疗对上气道的负面影响的关注,可以有助于治疗过程中制定合理的治疗计划。材料和方法选取在山东大学口腔医院因非正畸需求首次就诊的正常骨面型儿童青少年的254个CBCT图像样本(男119个,女135个)作为研究对象,均为山东地区居民。样本选择依据是根据临床检查、病史和CBCT图像来制定的,并严格按选择标准执行。所有CBCT图像均使用山东大学口腔医院的CBCT扫描仪(Galileos,Sirona, Bensheim,德国)来获取,并以医学数字影像传输(digital imaging and communications in medicine,DICOM)格式保存。将选择的CBCT图像样本导入3D成像处理软件MIMICS(Materialism’s interactive medical image control system)16.01进行测量和分析。图像处理时,首先在轴状面上以前鼻棘点和椎体后缘中点的连线确认正中矢状面。然后,在正中矢状面上确定13个标志点用于后续研究。面型和舌骨位置的测量项目均从正中矢状面上获得,由11个线性测量项目和5个角度测量项目组成。设置图像阈值为-1024到-300亨氏单位(Hounsfield unit,HU),将上气道影像用颜色标识并分离出来。在正中矢状面上确定六个平面将上气道分割成四部分(鼻咽、腭咽、舌咽和喉咽上段)。上气道的形态可以由多个测量指标来评价,包括各上气道分段及总上气道的体积(VOL)、横截面积(CSA)、平均横截面积(Mean CSA).长度(L).横截面的前后径宽度(AP)、横截面的左右径宽度(LAT)以及上气道横截面形状(LAT/AP).所有样本的所有测量项目均由同一研究人员完成,连续测量2次,取平均值作为本研究各测量项目的测量值。所有数据输入SPSS(Statistical Package for Social Sciences,version 13.0,Chicago)软件进行统计学分析。所有测量值按照性别和年龄(6-9岁为1组；10-12岁为2组；13-15岁为3组；16-18岁为4组)进行分组,并用描述性统计分析(均数和标准差)进行描述。利用两独立样本T检验(twoindependent sample t-tests, t-test)来进行男女间差异的统计学分析；用皮尔逊相关系数检验(Pearson’s correlation coefficient test)进行上气道与舌骨测量指标之间相关性的分析。P<0.05被认为差异有统计学意义。结果1.1组(6-9岁)儿童的面型、上气道形态和舌骨位置的测量项目在性别间的差异均无统计学意义(P>0.05)；而2、3、4组(10-18岁)儿童青少年的面型、上气道形态及舌骨位置的各测量指标在不同性别间表现出显著差异(P<0.05)。2.除2组(10-12岁)男孩的上气道体积、横截面的前后径宽度、平均横截面积和特定横截面积的测量值明显比女孩的小外,其他组存在显著性别差异的测量项目均为男孩明显大于女孩。3.PNS平面上气道的横截面积(CSA1)在所有年龄组内均无性别间差异(P>0.05),而4组(16-18岁)的男性EB平面上气道的横截面积(CSA3)要比女性的更大(P<0.05)；3、4组(13-18岁)上气道的前后径宽度(AP)没有男女间显著差异(P>0.05)；各年龄组内上气道形状没有性别差异(P>0.05)(2组EB平面除外)。4.3组(13-15岁)青少年的舌骨(H)到第三颈椎(C3)的距离(C3-H)存在明显的性别间差异,且男性长于女性(P<0.05)；舌骨(H)到颏下点(Me)与第三颈椎(C3)连线的垂直距离(H-C3Me)和舌骨(H)到过蝶鞍点(S)水平线的垂直距离(H-Y)均在3、4组(13-18岁)中表现出男性明显大于女性(P<0.05)。提示,以颈椎和下颌骨为基准,男性的舌骨位置比女性更靠前靠下；以颅底为基准,男性的舌骨位置比女性明显偏下。5.面高(N-Me、N-ANS、ANS-Me)与舌骨位置的大部分测量指标呈正相关(P<0.05)；而且,面型与上气道的长度、横截面积和体积也存在显著相关性(P<0.05)。6.面型矢状角度(SNA, SNB和 ANB)与代表舌骨位置的大部分测量指标均呈正相关(P<0.05)。除SNB和ANB与UT平面气道横截面的宽度和面积有显著相关性外,SNA、SNB和ANB角与上气道各分段的长度以及其他各横截面的宽度、横截面积的相关性均不明显(P>0.05)；SNA除与鼻咽气道的体积有相关性外,与上气道其他分段的体积以及各分段平均横截面积均无相关性(P>0.05)；除ANB与鼻咽气道的体积和平均横截面积无相关性,SNB和ANB角与上气道各分段的体积和平均横截面积均有显著相关性(P<0.05)。7.上气道的长度、横截面宽度、横截面积以及体积的变化与舌骨位置呈明显的正相关(P<0.05)。结论上气道形态和舌骨位置的测量项目在10岁前未发现男女间存在差异,但在10-18岁的儿童青少年中有性别间差异；6-18岁儿童青少年的上气道形态和舌骨位置之间存在密切的相关性。