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[摘要]目的:通过使用锥束计算机断层扫描技术(Cone-beamcomputedtomography,CBCT),对成人骨性Ⅱ类患者上气道影像进行测量,分析骨性Ⅱ类患者与阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(Obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)之间的相关性,为临床诊断及治疗OSAHS提供理论依据。方法:选取2015-2018年在广西医科大学附属口腔医院口腔正畸科就诊的38例成人骨性Ⅱ类(ANB角>5°)患者,按下颌角高度分为均角组(22° [关键词]骨性Ⅱ类;垂直骨面型;锥束计算机断层扫描技术;三维重建;上气道形态;阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征
[中图分类号]R783.5 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455(2019)03-0109-03
Abstract: Objective This study used CBCT to measure the upper airway image of adult patients with skeletal class Ⅱ. The correlation between skeletal classⅡpatients and OSAHS was analyzed, which provided a theoretical basis for clinical diagnosis and treatment of OSAHS. Methods The adult skeletal class Ⅱ (ANB angle>5°) patients who were admitted to the department of Orthodontics, Affiliated Stomatological Hospital of Guangxi Medical University from 2015 to 2018 were selected and divided into the average angle group (22° Key words: skeletal Class Ⅱ;vertical bone pattern; cone-beamcomputedtomography; upper airway morphology;three-dimensional reconstruction;obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome
阻塞性睡眠呼吸暫停低通气综合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)通常高发于成人骨性Ⅱ类错牙合患者,这是一类常见的呼吸性睡眠障碍,咽气道软组织的发作性塌陷是其最明显的特征。成人骨性Ⅱ类错牙合畸形是一种常见的畸形,我国人群中其发病率在10%~25%。骨性Ⅱ类错牙合畸形通常伴随着气道狭窄,而气道狭窄容易引起OSAHS。OSAHS对人类健康存在着潜在威胁,但其病因目前尚不明确。研究表明,颅颌面部的骨骼形态及上气道尺寸会影响OSAHS的发生[1],而Ⅱ类错牙合畸形的垂直生长骨面型患者更容易诱发咽气道阻塞。
临床上有多种研究骨性Ⅱ类畸形上气道的方法,常用的有头部测量法、鼻气道阻力、多导睡眠图和鼻咽镜等[2],通过头影正侧位放射片绘测上气道是最常用的方法之一[3]。但这些方法对于气道的三维结构上的测量存在不足。而锥体束计算机断层扫描(Cone-beam computedtomography,CBCT)技术可通过三维重建方法,将上气道及其周围结构进行重建[4]。相比正侧位片,具有更高的精确性。研究证明,使用CBCT技术及其相关软件分析上气道结构和测量上气道体积,相比常规的正侧位片可以大大减小误差,提高准确率[5]。 本研究通过采用使(CBCT)技术及Mimics 影像软件重建上气道三维(3D)模型,精确测量并分析上气道的三维模型,比较成人骨性Ⅱ类患者的上气道结构在均角和高角组中的差异,揭示上气道的形态特征与Ⅱ类垂直骨面型之间的关系,分析骨性Ⅱ类的高角患者、Ⅰ类骨面型的患者与阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征之间的关系,为临床诊断和治疗 OSAHS 提供理论依据。
1 对象和方法
1.1 研究对象:本实验随机选取2015年1月-2018年12月在广西医科大学附属口腔医院口腔正畸科就诊的38例成人骨性Ⅱ类(ANB角>5°)患者。其中男17例,女21例,平均年龄26岁。以SN平面为基准,根据下颌平面角(Go-Gn-SN)大小[6],将患者分成两组:均角组(22° 1.2 方法:所有患者就诊时搜集正畸相关资料进行检查、诊断,确定治疗方案,同时拍摄术前CBCT。CBCT的拍摄范围为眶耳平面到会厌平面并进行重建,使用Mimics 15.0软件对3D咽部气道模型进行优化,分析上气道容积,其测量数值和分析方法如下(见图1)[6]。
1.2.1 标志点及分界面:①鼻咽前界,即通过 R点(S点与Ba点连线的中点和PNS点的连线与鼻咽上界的交点)、PNS点,垂直于正中矢状面;②腭咽下界,又名舌咽上界,通过U点(腭尖垂点)平行于FH平面;③鼻咽下界,又名腭咽上界,通过PNS点平行于FH平面;④舌咽下界,通过Ep点(会厌顶点)平行于 FH平面。
1.2.2 在CBCT中测量腭咽下界、鼻咽下界、舌咽下界平面的横截面积(CSAp、CSAn、CSAg)、横向宽度(Wn、Wp、Wg)及矢状向长度(Ln、Lp、Lg)。
1.2.3 使用MIMIcs软件线距测量:①舌咽高度(Hg),即舌咽上下界的垂直距离;②腭咽高度(Hp),即腭咽上下界的垂直距離;③鼻咽高度(Hn),即通过R点与鼻咽下界的垂直距离。
1.2.4 使用MIMIcs(15.0)软件的容积计算功能,测量上气道的3D模型,包括上气道上段总体积(Vt)、以及腭咽体积、鼻咽体积、舌咽体积(Vp、Vn、Vg)。
图1 标志点及分界面
1.3 统计学方法:每位患者自初诊日起,每2周拍摄1次CBCT,共拍摄3次,所得样本取3次测量的平均值。拍摄时要求患者保持直立、自然头位状态,于呼气末屏住呼吸,且咬合处于牙尖交错位,同时停止吞咽动作。使用SPSS 16.0软件进行统计学分析,两个不同的组别之间的比较使用的是独立样本t检验。比较骨性Ⅱ类高角患者上呼吸道不同段的差异采用单因素方差分析(ANOVA)。所有统计检验均设定a=0.05,当P<0.05时有统计学意义。
2 结果
2.1 骨性Ⅱ类患者均、高角组上气道各段的线距测量指标比较:高角组不同横截面的气道高度(Hn、Hp和Hg)、宽度(Wn、Wp、Wg)以及长度(Ln、Lp、Lg)的测量值都比均角组低,其差异均有统计学意义(P<0.05),见表1~3。
2.2 骨性Ⅱ类患者均、高角组之间上气道各段的横截面积比较:高角组的上气道各段横截面积与均角组相比,有显著性差异(P<0.05),均角组中的CSAn、CSAp和CSAg均高于高角组,差异均有统计学意义(P<0.05)。而在均角组和高角组横截面积的比较中,口咽段气道和舌咽段气道均比鼻咽段气道小,见表4。
2.3 骨性Ⅱ类患者均、高角组上气道总体积和腭咽、舌咽、鼻咽的比较:均角组上气道的总体积及腭咽、舌咽、鼻咽(Vt和Vn、Vp、Vg)测量值均高于高角组,差异具有统计学意义(P<0.05),见表5。不同解剖部位的气道体积比较,高角组内的腭咽为(11077.64±3292.59)mm3和鼻咽体积为(11780.94±3585.53)mm3,均显著大于舌咽体积(4272.36±2113.57)mm3,差异有统计学意义(F=11.986,P<0.05)。
3 讨论
上气道的形态大小,即其体积和横截面积等,可由多种因素决定,其中最主要的因素是鼻咽和口咽的体积和横截面积。在研究上气道的多种方法中,CBCT使用方法简单,临床上使用率较高,其价格较低,操作难度低,但准确性高,方便绘测数值,可建立良好的3D上气道结构,可更方便全面地对上气道进行分析。CBCT可重建上气道连同其周围结构的三维精确模型,识别上气道的特征性标志和平面[7]。在临床上,医师常使用CBCT分析上气道的容积、体积及线性测量等功能,进行准确的诊断。Ahmed等[8]学者研究发现,CBCT对于上气道容积及其最狭窄区域的测量准确率较高,这也进一步证实了,CBCT的使用有助于临床上正确分析上气道形态。
De Freitas等[9]学者发现,骨性Ⅱ类错牙合畸形患者中,均角组患者的咽部尺寸显著大于高角组患者,患者的面部高度及下颌平面角大小与咽喉尺寸呈负相关性。本实验结果显示,骨性Ⅱ类均角组患者相比于高角组,上气道体积明显更宽,线性测量及横截面积结果也显示,均角患者相比于高角患者要增加的更多。高角组的上气道容积、咽气道容积以及腭咽和鼻咽容积均显著减小,但鼻咽和腭咽的体积却大于舌咽的体积。在上气道各段中,舌后和腭后气道的体积最狭窄,骨性Ⅱ类高角患者常发的OSA部位,就是在口咽部水平(腭咽和咽喉)。因此,严重的骨性Ⅱ类高角患者,其上气道往往十分狭窄,单纯的正畸治疗无法改善其气管的前后向、纵向尺寸,只能通过正颌手术前移下颌骨,去除OSA的可能病因,达到治疗目的。本实验结果发现,高角组患者上气道的最狭窄部位是舌咽部,均角组则是腭咽部,狭窄部位发生的不同,提示骨性Ⅱ类的高角患者下颌更容易发生后下旋转,从而引起舌体后移,舌咽部面积和体积减小,以致上气道总体积比均角组患者的缩窄更明显,大大提高了OSAHS的发生率。有学者曾在关于“上气道尺寸与不同垂直生长模式的相关性研究”中发现,上气道各段体积中最窄的是舌咽段[10],这与笔者的实验结果相一致。在骨性Ⅱ类高角的正畸治疗过程中,为防止上气道狭窄变得更加严重,应注意避免下颌骨的后下旋转,尽量促进下颌骨前上旋转,从而改善或预防OSAHS的发生。 4 结论
成人骨性Ⅱ类高角的上气道最狭窄部位位于舌咽部,并且其各段等测量结果均显著小于均角患者,表明患者垂直骨面型越接近垂直生长型,上气道形态结构越狭窄,越容易发生OSAHS。
[参考文献]
[1]Bacon WH,Krieger J,Turlot JC,et al.Craniofacial characteristics in patients with obstructive sleep apneas syndrome[J].Cleft Palate J,1988,25(4):374-378.
[2]Endo S,Mataki S,Kurosaki N.Cephalometric evaluation of craniofacial and upper airway structures in Japanese patients with obstructive sleep apnea[J].J Med Dent Sci, 2003,50(1):109-120.
[3]Johnson PL,Edwards N,Burgess KR,et al.Detection of increased upper airway resistance during overnight polysomnography[J].Sleep,2005,28(1):85-90.
[4]De Vos W,Casselman J,Swennen GR.Cone-beam computerized tomography (CBCT) imaging of the oral and maxillofacial region:a systematic review of the literature[J].Int J Oral Maxillofac Surg,2009,38(6):609-625.
[5] Miralles R, Hevia R,Contreras L,et al.Patterns of electromyographic activity in subjects with different skeletal facial types[J].Angle Orthod,1991,61(4):277-284.
[6]Park JW,Kim NK,Kim JW,et al.Volumetric,planar,and linear analyses of pharyngeal airway change on computed tomography and cephalometry after mandibular setback surgery[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop,2010,138(3):292-299.
[7]Martin O,Muelas L,Vi?as MJ.Nasopharyngeal cephalometric study of ideal occlusions[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop,2006,130(4):436-439.
[8]Ghoneima A,Kula K.Accuracy and reliability of cone-beam computed tomography for airway volume analysis[J].Eur J Orthod,2013,35(2):256-261.
[9]Ucar FI,Uysal T.Orofacial airway dimensions in subjects with Class I malocclusion and different growth patterns[J].Angle Orthod,2011,81(3):460-468.
[10]Turnbull NR,Battagel JM.The effects of orthognathic surgery on pharyngeal airway dimensions and quality of sleep[J].J Orthod,2000,27(3):235-247.
[收稿日期]2018-10-19
本文引用格式:梁曉,刘婷婷,赵越,等.成人骨性Ⅱ类均、高角患者的上气道结构三维分析[J].中国美容医学,2019,28(3):109-111.
[中图分类号]R783.5 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455(2019)03-0109-03
Abstract: Objective This study used CBCT to measure the upper airway image of adult patients with skeletal class Ⅱ. The correlation between skeletal classⅡpatients and OSAHS was analyzed, which provided a theoretical basis for clinical diagnosis and treatment of OSAHS. Methods The adult skeletal class Ⅱ (ANB angle>5°) patients who were admitted to the department of Orthodontics, Affiliated Stomatological Hospital of Guangxi Medical University from 2015 to 2018 were selected and divided into the average angle group (22°
阻塞性睡眠呼吸暫停低通气综合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)通常高发于成人骨性Ⅱ类错牙合患者,这是一类常见的呼吸性睡眠障碍,咽气道软组织的发作性塌陷是其最明显的特征。成人骨性Ⅱ类错牙合畸形是一种常见的畸形,我国人群中其发病率在10%~25%。骨性Ⅱ类错牙合畸形通常伴随着气道狭窄,而气道狭窄容易引起OSAHS。OSAHS对人类健康存在着潜在威胁,但其病因目前尚不明确。研究表明,颅颌面部的骨骼形态及上气道尺寸会影响OSAHS的发生[1],而Ⅱ类错牙合畸形的垂直生长骨面型患者更容易诱发咽气道阻塞。
临床上有多种研究骨性Ⅱ类畸形上气道的方法,常用的有头部测量法、鼻气道阻力、多导睡眠图和鼻咽镜等[2],通过头影正侧位放射片绘测上气道是最常用的方法之一[3]。但这些方法对于气道的三维结构上的测量存在不足。而锥体束计算机断层扫描(Cone-beam computedtomography,CBCT)技术可通过三维重建方法,将上气道及其周围结构进行重建[4]。相比正侧位片,具有更高的精确性。研究证明,使用CBCT技术及其相关软件分析上气道结构和测量上气道体积,相比常规的正侧位片可以大大减小误差,提高准确率[5]。 本研究通过采用使(CBCT)技术及Mimics 影像软件重建上气道三维(3D)模型,精确测量并分析上气道的三维模型,比较成人骨性Ⅱ类患者的上气道结构在均角和高角组中的差异,揭示上气道的形态特征与Ⅱ类垂直骨面型之间的关系,分析骨性Ⅱ类的高角患者、Ⅰ类骨面型的患者与阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征之间的关系,为临床诊断和治疗 OSAHS 提供理论依据。
1 对象和方法
1.1 研究对象:本实验随机选取2015年1月-2018年12月在广西医科大学附属口腔医院口腔正畸科就诊的38例成人骨性Ⅱ类(ANB角>5°)患者。其中男17例,女21例,平均年龄26岁。以SN平面为基准,根据下颌平面角(Go-Gn-SN)大小[6],将患者分成两组:均角组(22°
1.2.1 标志点及分界面:①鼻咽前界,即通过 R点(S点与Ba点连线的中点和PNS点的连线与鼻咽上界的交点)、PNS点,垂直于正中矢状面;②腭咽下界,又名舌咽上界,通过U点(腭尖垂点)平行于FH平面;③鼻咽下界,又名腭咽上界,通过PNS点平行于FH平面;④舌咽下界,通过Ep点(会厌顶点)平行于 FH平面。
1.2.2 在CBCT中测量腭咽下界、鼻咽下界、舌咽下界平面的横截面积(CSAp、CSAn、CSAg)、横向宽度(Wn、Wp、Wg)及矢状向长度(Ln、Lp、Lg)。
1.2.3 使用MIMIcs软件线距测量:①舌咽高度(Hg),即舌咽上下界的垂直距离;②腭咽高度(Hp),即腭咽上下界的垂直距離;③鼻咽高度(Hn),即通过R点与鼻咽下界的垂直距离。
1.2.4 使用MIMIcs(15.0)软件的容积计算功能,测量上气道的3D模型,包括上气道上段总体积(Vt)、以及腭咽体积、鼻咽体积、舌咽体积(Vp、Vn、Vg)。
图1 标志点及分界面
1.3 统计学方法:每位患者自初诊日起,每2周拍摄1次CBCT,共拍摄3次,所得样本取3次测量的平均值。拍摄时要求患者保持直立、自然头位状态,于呼气末屏住呼吸,且咬合处于牙尖交错位,同时停止吞咽动作。使用SPSS 16.0软件进行统计学分析,两个不同的组别之间的比较使用的是独立样本t检验。比较骨性Ⅱ类高角患者上呼吸道不同段的差异采用单因素方差分析(ANOVA)。所有统计检验均设定a=0.05,当P<0.05时有统计学意义。
2 结果
2.1 骨性Ⅱ类患者均、高角组上气道各段的线距测量指标比较:高角组不同横截面的气道高度(Hn、Hp和Hg)、宽度(Wn、Wp、Wg)以及长度(Ln、Lp、Lg)的测量值都比均角组低,其差异均有统计学意义(P<0.05),见表1~3。
2.2 骨性Ⅱ类患者均、高角组之间上气道各段的横截面积比较:高角组的上气道各段横截面积与均角组相比,有显著性差异(P<0.05),均角组中的CSAn、CSAp和CSAg均高于高角组,差异均有统计学意义(P<0.05)。而在均角组和高角组横截面积的比较中,口咽段气道和舌咽段气道均比鼻咽段气道小,见表4。
2.3 骨性Ⅱ类患者均、高角组上气道总体积和腭咽、舌咽、鼻咽的比较:均角组上气道的总体积及腭咽、舌咽、鼻咽(Vt和Vn、Vp、Vg)测量值均高于高角组,差异具有统计学意义(P<0.05),见表5。不同解剖部位的气道体积比较,高角组内的腭咽为(11077.64±3292.59)mm3和鼻咽体积为(11780.94±3585.53)mm3,均显著大于舌咽体积(4272.36±2113.57)mm3,差异有统计学意义(F=11.986,P<0.05)。
3 讨论
上气道的形态大小,即其体积和横截面积等,可由多种因素决定,其中最主要的因素是鼻咽和口咽的体积和横截面积。在研究上气道的多种方法中,CBCT使用方法简单,临床上使用率较高,其价格较低,操作难度低,但准确性高,方便绘测数值,可建立良好的3D上气道结构,可更方便全面地对上气道进行分析。CBCT可重建上气道连同其周围结构的三维精确模型,识别上气道的特征性标志和平面[7]。在临床上,医师常使用CBCT分析上气道的容积、体积及线性测量等功能,进行准确的诊断。Ahmed等[8]学者研究发现,CBCT对于上气道容积及其最狭窄区域的测量准确率较高,这也进一步证实了,CBCT的使用有助于临床上正确分析上气道形态。
De Freitas等[9]学者发现,骨性Ⅱ类错牙合畸形患者中,均角组患者的咽部尺寸显著大于高角组患者,患者的面部高度及下颌平面角大小与咽喉尺寸呈负相关性。本实验结果显示,骨性Ⅱ类均角组患者相比于高角组,上气道体积明显更宽,线性测量及横截面积结果也显示,均角患者相比于高角患者要增加的更多。高角组的上气道容积、咽气道容积以及腭咽和鼻咽容积均显著减小,但鼻咽和腭咽的体积却大于舌咽的体积。在上气道各段中,舌后和腭后气道的体积最狭窄,骨性Ⅱ类高角患者常发的OSA部位,就是在口咽部水平(腭咽和咽喉)。因此,严重的骨性Ⅱ类高角患者,其上气道往往十分狭窄,单纯的正畸治疗无法改善其气管的前后向、纵向尺寸,只能通过正颌手术前移下颌骨,去除OSA的可能病因,达到治疗目的。本实验结果发现,高角组患者上气道的最狭窄部位是舌咽部,均角组则是腭咽部,狭窄部位发生的不同,提示骨性Ⅱ类的高角患者下颌更容易发生后下旋转,从而引起舌体后移,舌咽部面积和体积减小,以致上气道总体积比均角组患者的缩窄更明显,大大提高了OSAHS的发生率。有学者曾在关于“上气道尺寸与不同垂直生长模式的相关性研究”中发现,上气道各段体积中最窄的是舌咽段[10],这与笔者的实验结果相一致。在骨性Ⅱ类高角的正畸治疗过程中,为防止上气道狭窄变得更加严重,应注意避免下颌骨的后下旋转,尽量促进下颌骨前上旋转,从而改善或预防OSAHS的发生。 4 结论
成人骨性Ⅱ类高角的上气道最狭窄部位位于舌咽部,并且其各段等测量结果均显著小于均角患者,表明患者垂直骨面型越接近垂直生长型,上气道形态结构越狭窄,越容易发生OSAHS。
[参考文献]
[1]Bacon WH,Krieger J,Turlot JC,et al.Craniofacial characteristics in patients with obstructive sleep apneas syndrome[J].Cleft Palate J,1988,25(4):374-378.
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[3]Johnson PL,Edwards N,Burgess KR,et al.Detection of increased upper airway resistance during overnight polysomnography[J].Sleep,2005,28(1):85-90.
[4]De Vos W,Casselman J,Swennen GR.Cone-beam computerized tomography (CBCT) imaging of the oral and maxillofacial region:a systematic review of the literature[J].Int J Oral Maxillofac Surg,2009,38(6):609-625.
[5] Miralles R, Hevia R,Contreras L,et al.Patterns of electromyographic activity in subjects with different skeletal facial types[J].Angle Orthod,1991,61(4):277-284.
[6]Park JW,Kim NK,Kim JW,et al.Volumetric,planar,and linear analyses of pharyngeal airway change on computed tomography and cephalometry after mandibular setback surgery[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop,2010,138(3):292-299.
[7]Martin O,Muelas L,Vi?as MJ.Nasopharyngeal cephalometric study of ideal occlusions[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop,2006,130(4):436-439.
[8]Ghoneima A,Kula K.Accuracy and reliability of cone-beam computed tomography for airway volume analysis[J].Eur J Orthod,2013,35(2):256-261.
[9]Ucar FI,Uysal T.Orofacial airway dimensions in subjects with Class I malocclusion and different growth patterns[J].Angle Orthod,2011,81(3):460-468.
[10]Turnbull NR,Battagel JM.The effects of orthognathic surgery on pharyngeal airway dimensions and quality of sleep[J].J Orthod,2000,27(3):235-247.
[收稿日期]2018-10-19
本文引用格式:梁曉,刘婷婷,赵越,等.成人骨性Ⅱ类均、高角患者的上气道结构三维分析[J].中国美容医学,2019,28(3):109-111.