华东地区正常成人标化上气道CT影像测量值的建立

刘玉璞易红良关建刘素茹孟丽丽丁月根殷善开

·临床研究·

华东地区正常成人标化上气道CT影像测量值的建立

刘玉璞1易红良1关建1刘素茹1孟丽丽1丁月根2殷善开1

目的采用标准化CT检查法建立华东地区成人上气道各区域CT影像的正常参考值。方法招募300名华东地区正常成年人志愿者，行标化上气道CT平扫及多平面重建，分别测量鼻咽、腭咽、舌咽及下咽四个区域的横截面积、矢状径、冠状径及腭咽区和舌咽区最狭窄平面的CT影像横正常参考值（单侧95%可信区间）。结果青年男性上气道所测各区域正常参考值下限分别为鼻咽区251.1 mm2，腭咽区118.3 mm2，舌咽区141.5 mm2，下咽区137.9 mm2，腭咽最狭窄区61.4 mm2，舌咽最狭窄区117.1 mm2；中年男性腭咽区下限为125.1 mm2，舌咽区149.7 mm2，舌咽最狭窄区125.0 mm2，其余区域与青年男性相同。青中年非绝经期女性该类数值分别为225.6 mm2、96.9 mm2、112.8 mm2、108.8 mm2、56.6 mm2、100.9 mm2；中年绝经期女性鼻咽区下限为245.1 mm2,其余区域与非绝经期女性相同。结论华东地区正常成年人上气道大小存在性别及年龄差异，女性行经状态等因素对相关数值有显著影响。该类参考值有助于该地区OSAHS人群上气道狭窄部位的判定及手术方案的制定。

上气道；CT影像；正常参考值；临床意义

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructive sleep apnea hypopnea syndrome,OSAHS）是一种常见的慢性睡眠呼吸疾病[1]，其发病机制复杂多样，至今仍未阐明[2]，但现有证据表明，上气道解剖性狭窄是导致OSAHS患者睡眠状态气道频繁塌陷的重要原因之一[2]。上气道CT检查可以获取OSAHS患者整个上气道图像，并准确测量各平面横截面积[3]，具有分辨率高、操作简便、准确快速、损伤小、患者易于接受、易于推广等优点，是较为理想的上气道狭窄评估方法[4]。然而，目前尚无适用于中国华东地区标化的上气道各区域横截面积正常参考值范围，用以指导狭窄部位的判定。

本研究首先设计并制作了可保证CT检查过程中被检者头颈位恒定的CT头颅定位架，以保证CT测量结果的稳定性、重复性及可比性[5]；在此基础上，招募了300名符合纳入标准的华东地区正常成年人行CT头颅定位架辅助的上气道CT平扫检查，尝试建立该人群上气道不同区域横截面积的正常参考值范围，以协助该地区OSAHS患者上气道狭窄部位判定及手术方案的制定。

资料与方法

1 方法

1.1 研究对象

通过张贴广告招募420名志愿者，由一名专职医师通过问卷调查所获得的志愿者基本信息（包括籍贯、性别、年龄、病史、绝经状态等）及体格检查结果进行初筛，初筛纳入标准为：①籍贯为中国华东地区、年龄20～65岁；②无打鼾及睡眠呼吸暂停病史、无慢性呼吸系统疾病及代谢性疾病病史、无正畸或OSAHS相关手术史；③无明显颌面部畸形。

通过初筛的志愿者于上海市第六人民医院耳鼻咽喉科睡眠监测中心进行常规实验室多导睡眠监测（polysomnography,PSG）检查。监测设备为飞利浦伟康公司Alice 4型多导睡眠监测仪，监测时间为每晚22：00至翌日晨6：00，监测项目包括：脑电、心电、眼电、下颌肌电、胸腹呼吸运动、口鼻气流、血氧饱和度、鼾声、睡眠体位。睡眠分期及呼吸事件依照中华医学会耳鼻咽喉头颈外科学分会咽喉学组制定的阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征诊断和外科治疗指南判读[6]，其中睡眠呼吸暂停定义为睡眠过程中口鼻呼吸气流消失或明显减弱（较基线幅度下降≥90%）且持续时间≥10s；低通气定义为睡眠过程中口鼻气流较基线水平降低≥30%并伴SaO2下降≥4%且持续时间≥10s，或口鼻气流较基线水平降低≥50%并伴SaO2下降≥3%且持续时间≥10s；呼吸暂停低通气指数（apnea hypopnea index, AHI）定义为每小时平均呼吸暂停及低通气次数之和。根据PSG检查结果进行复筛，复筛纳入标准为：AHI<5次/小时。

1.2 CT扫描及参数测量

符合纳入标准的华东地区正常成年志愿者于每日10：00～14：00、清醒状态下于上海市第六人民医院放射科接受CT头颅定位架辅助的CT平扫检查。检查过程中，要求研究对象头位正中，眶耳平面垂直于地面，应用CT头颅定位架固定头位。嘱研究对象经鼻平静呼吸，上下齿自然咬合、避免吞咽、叹气等动作。以眶耳线为基线，扫描范围从眶上缘至舌骨下缘，层厚1.0mm，螺距1.0，窗宽200HU，窗位40HU，电压120kV，电流100mA，矩阵512×512。

CT平扫结束后在图像工作站上进行多平面重建，于正中矢状位将上气道划分为四个区域：①鼻咽区是指硬腭下缘平面以上的区域；②腭咽区是指硬腭下缘平面以下、软腭游离缘平面以上的区域；③舌咽区是指软腭游离缘平面以下、会厌游离缘平面以上的区域；④下咽区是指会厌游离缘平面以下的区域。按照既往研究方法，于每个分区选取一个固定平面进行测量[3,7]：鼻咽区选取硬腭下缘平面；腭咽区选取悬雍垂根部下0.5cm平面；舌咽区选取会厌游离缘上1cm平面；下咽区选取会厌游离缘下0.5cm平面。通过Philips DICOM viewer软件测量所选平面的横截面积、矢状径及冠状径。另外，通过多平面测量比较确定腭咽区及舌咽区最狭窄的平面，并进行相应参数的测量。

2 统计分析

采用SPSS19.0软件进行统计分析。以Shapiro-Wilks方法检验各组数据是否符合正态分布，正态分布数据以均数±标准差表示；非正态分布数据以中位数(四分位数)表示。按照年龄将志愿者分为青年组（20～44岁）及中年组（45～64岁）[8]；女性按照绝经情况分为非绝经期及绝经期，绝经期定义为年龄>40岁，且月经停止达一年以上。性别组间、年龄组间及绝经状态组间均值差异性检验采用独立样本t检验或Wilcoxon秩和检验。以P<0.05判定差异有无显著性意义。正态分布数据采用正态分布法，非正态数据经对数变换转换为正态分布后采用正态分布法，计算上气道各平面横截面积及矢状径、冠状径的单侧95%可信区间，可信区间最小值即为各参数的正常参考值下限。

结果

420名华东地区正常成年人志愿者中，共计300名通过初筛及复筛符合纳入标准纳入本研究，其中男性139人，中位年龄43.0岁，平均BMI 23.1kg/m2；女性161人，中位年龄43.0岁，中位BMI 23.1kg/m2。

男性各平面横截面积均显著大于女性（P<0.05）。除鼻咽平面矢状径、腭咽平面冠状径、腭咽最狭窄平面矢状径及舌咽最狭窄平面冠状径未发现不同性别组的显著性差异外（P>0.05），男性各平面矢状径、冠状径均显著大于女性（P<0.05）。相应数据见表1。

中年男性腭咽、舌咽及舌咽最狭窄平面横截面积及冠状径显著大于青年男性（P<0.05），其它各平面横截面积、矢状径及冠状径均不存在显著差异（P>0.05），相应数据见表2。

中年女性鼻咽平面横截面积及矢状径显著大于青年女性（P<0.05），其它各平面横截面积、矢状径及冠状径均不存在显著差异（P>0.05），相应数据见表3。绝经期中年女性鼻咽平面横截面积显著大于非绝经期中年女性（P<0.05），其它各平面横截面积、矢状径及冠状径均不存在显著差异（P>0.05），相应数据见表4。排除绝经期女性后，中年、青年非绝经期女性各平面横截面积、矢状径及冠状径均无显著性差异（P>0.05），相应数据见表5。

表1 男性、女性各平面横截面积及径线测量结果

表2 男性不同年龄组各平面横截面积及径线测量结果

表3 女性不同年龄组各平面横截面积及径线测量结果

表4 非绝经期中年女性与绝经期中年女性各平面横截面积及径线测量结果

表5 青年、中年非绝经女性各平面参数测量结果

表6 华东地区正常成人上气道各平面横截面积及矢状径、冠状径正常参考值下限

男性应根据年龄、女性应根据绝经状态分别建立上气道横截面积、矢状径及冠状径的正常参考值范围。华东地区青年男性上气道各平面横截面积的正常参考值下限为鼻咽区251.1mm2，腭咽区118.3 mm2，舌咽区141.5mm2，下咽区137.9mm2，腭咽最狭窄区61.4mm2，舌咽最狭窄区117.1mm2；中年男性腭咽区下限为125.1mm2，舌咽区149.7mm2，舌咽最狭窄区125.0mm2，其余区域与青年男性相同。青中年非绝经女性各区域正常参考值下限为鼻咽区225.6 mm2，腭咽区96.9mm2，舌咽区112.8mm2，下咽区108.8mm2，腭咽最狭窄区56.6mm2，舌咽最狭窄区100.9mm2；中年绝经期女性鼻咽区下限为274.7mm2，其余区域与非绝经女性相同。另根据上述分组方法建立了各区域矢状径及冠状径正常参考值下限，相应数据见表6。

讨论

上气道解剖性狭窄是导致OSAHS患者睡眠中气道频繁塌陷的重要原因之一，外科手术治疗可有效消除解剖性狭窄、扩张上气道，是OSAHS治疗的重要方法[9]。既往研究表明，上气道狭窄部位因患者而异，且可同时发生于多个区域[10]，而每一种术式仅有助于解决某一特定区域的狭窄，因此，正确判断OSAHS患者上气道狭窄的部位，从而合理选择手术方案，是保证手术有效性的重要环节[11]。

目前，临床常用的上气道评估方法包括Friedman分型、电子（纤维）鼻咽喉镜、声反射测量、X线头影测量、CT、MRI等[12]。Friedman分型、电子（纤维）鼻咽喉镜为定性评估方法，评估结果易受检查者主观因素的影响，且前者只能评估腭咽及舌咽区，可能导致其它区域狭窄部位的漏判[4]。其余方法均为定量评估方法，然而，声反射测量不能提供直观的气道图像，测量用口器的放置需要患者张口，会对上气道形态产生影响，且不能对腭咽区进行测量[4]。X线头影测量在评估OSAHS相关的颌面骨骼结构方面具有独特优势，但其只能提供上气道矢状径数据，在全面评估上气道大小方面存在缺陷[4]。CT及MRI均可清晰显示整个上气道，并可达成横截面积及上气道各个径线的准确测量，甚至通过三维重建获得上气道的立体形态，但MRI费用较高，扫描耗时长，容易导致运动伪影而影响测量[4]；较之MRI，CT检查过程快速、无痛苦，费用较低，易为患者接受，且医院配置率高，便于推广。因此，我们认为，CT是较为理想的上气道狭窄评估方法。然而，现行上气道CT扫描存在标准化程度不足的问题[4]，并且尚无正常参考值。因此，本研究首先设计并制作可在CT检查过程中固定被检者头位的CT头颅定位架，并利用CT头颅定位架标化的头位，以保证CT测量结果的稳定性、重复性及可比性[5]；在此基础上，招募中国华东地区成年人志愿者行标化的上气道CT检查并建立上气道各区域横截面积及各径线的正常参考值范围。本检查方法和结果有助于该地区OSAHS人群上气道狭窄部位的判断，从而协助手术方案的合理制定。

本研究显示男性上气道各区域横截面积及多数径线测量值均显著大于女性，而男性较女性易患OSAHS，提示与上气道大小相比，气道顺应性在男女患病风险差异中可能起到更为重要的作用[2]。Polo等[13]认为，下咽区横截面积大于腭咽区，使后者更大程度暴露于吸气相负压，从而导致其顺应性增加，易于塌陷。本研究发现，下咽区横截面积性别间差异（男性313.2[234.7,453.9]vs.女性213.2[160.1, 306.4]）明显大于腭咽区（男性206.9[173.8,280.7] vs.女性193.1[150.8,233.2]），李树华等[7]的研究也发现了同样的现象，此形态特点或许为男性上气道顺应性较大的解剖基础；另外，性别间体脂分布、性激素水平以及肺容量差异也可能为男性上气道顺应性较大的原因[2]。流行病学证据表明，中年男性OSAHS患病率显著高于青年男性[8]，本研究显示中年男性上气道腭咽区及舌咽区横截面积显著大于青年组男性，且主要表现为冠状径的增加，Burger等[14]的研究也发现了相同的结果，提示随着年龄的增加，需要更大的横截面积及冠状径以保持睡眠时气道的开放，此结果对于OSAHS手术的开展及预后评估具有参考价值；也提示，相较于气道狭窄，增龄相关的肥胖率增加、肌张力下降及激素水平改变可能是中年男性人群OSAHS高发更为重要的原因[15]。绝经是女性OSAHS发病的重要危险因素，本研究显示绝经后女性上气道鼻咽区横截面积增大，而其它区域大小无显著差异；证据显示，接受激素替代治疗的绝经期女性OSAHS患病率低，与非绝经女性相似[16]；提示激素水平变化引起的气道顺应性改变是绝经期女性易患OSAHS的主要原因。青年、中年非绝经女性各区域横截面积及径线均无显著差异，且非绝经女性OSAHS患者大都伴有肥胖[16]；提示肥胖是非绝经女性易患OSAHS的主要原因[16]。

李树华等[7]于2001年通过CT平扫测量225例中国北方地区正常成年人上气道其研究显示北方人群上气道大小存在性别差异，而无年龄差异；北方人群上气道各区域横截面积正常参考值下限显著大于华东地区人群（北方人群男性腭咽区124.7 mm2；舌咽平面180.68mm2;下咽平面216.3mm2，北方人群女性腭咽平面116.24mm2；女性舌咽平面166.7 mm2；女性下咽平面199.2mm2），且两组人群上气道横截面积的差距随着测量平面的下移而增大。上述对比反映两组人群上气道形态结构的明显差异，此形态差异形成的原因，具有何种临床意义有待进一步的研究阐明。除人群因素外，本研究与李树华等[7]的研究在正常人群纳入标准以及CT扫描条件等方面存在不同，本研究所有纳入者均经睡眠实验室PSG检查以排除OSAHS，且CT扫描过程中应用CT头颅定位架以标准化被检者头位，上述因素亦可为两个研究结果差异的可能原因。

本研究的局限之处在于：①未通过可靠的流行病学抽样方法招募华东地区正常成年人，而是通过张贴广告方式招募，影响所选人群的代表性；②与选取固定平面进行横截面积测量相比，平均横截面积可更客观准确地代表上气道各区域大小；③未测量气道周围软组织结构相关参数，这些参数有助于明确上气道狭窄的成因；④需进一步推广此CT头颅定位架，以保证不同单位、不同时间上气道CT检查结果的稳定性、重复性及可比性。

结论

本研究采用CT头颅定位架行标化的上气道CT平扫检查，研究发现华东地区正常成年人上气道大小存在性别及年龄差异。男性依据年龄、女性依据绝经状态分别建立了各区域横截面积、矢状径及冠状径的正常参考值范围。此检查方法及结果有助于该地区OSAHS人群上气道狭窄部位的判定及手术方案的制定。

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（收稿:2015-07-23）

Normalized upper airway image value measurements by CT scan among normal adults in eastern China

LIU Yupu,YI Hongliang,GUAN Jian,LIU Suru,MENG Lili,DING Yuegen,YIN Shankai
Department of Otorhinolaryngology-Head&Neck Surgery,the Affiliated Sixth Municipal Hospital,Shanghai Jiaotong University;Department of medical imageology,the Affiliated Sixth Municipal Hospital,Shanghai Jiaotong University;Shanghai,200233,China

ObjectiveTo determine the normalized normal upper airway(UA)image reference value ranges by CT scan among healthy adults in eastern China.MethodsIncluded in this study were 300 healthy adult volunteers recruited from eastern China,with their UA image reconstructed at multi-planes following CT scanning assisted by head-holding device.Then,image data of UA were collected to determine the normalized normal image reference value ranges.Here,UA was divided into four regions,i.e.nasopharyneal (NP),palatopharyngeal(PP),glossopharyngeal(GP),and hypopharyngeal(HP)regions on the images to calculate their areas at crosssectional plane(CSP),sagittal diameters(SD),coronal diameters(CD),and the narrowest diameters of PP region and GP regions to set up their normal image reference value ranges,with one side 95%confidence interval statistically calculated.ResultsThe lower limits of these cross-sectional areas determined in UA of young men were 251.1 mm2in NP region,118.3 mm2in PP region,141.5 mm2in GP region,and 137.9 mm2in HP region respectively,with the narrowest areas being 61.4 mm2in PP region and 117.1 mm2in GP region,while the lower limits of cross-sectional areas among middle-aged men were 125.1 mm2in PP region,149.7 mm2in GP region,and the narrowest area was 125.0 mm2at the plane of GP region,with other area values being the same as that of young men. Among young and middle-aged non menopausal women,the lower limits of these values were 225.6 mm2,96.9 mm2,112.8 mm2,108.8 mm2,56.6 mm2and 100.9 mm2respectively for those locations as that of young men in the same order,while the area was 245.1 mm2in NP region among middle-aged menopausal women,with other values being the same as that in young and middle-aged non menopausal women.ConclusionsThere are significant differences present in the size of upper airway among adults in eastern China,mainly affected by such factors as gender,age,as well as menstruation status among women.These normalized image reference values should be helpful for localization on the narrowed sites in upper airway and for decision-making on surgical procedure for cases with OSAHS in this district.

Upper airway;CT image;Normal reference values;Clinical implications

10.16542/j.cnki.issn.1007-4856.2015.06.001

1 上海交通大学附属第六人民医院耳鼻咽喉头颈外科（200233）上海交通大学医学院耳鼻咽喉科研究所

2 上海交通大学附属第六人民医院影像科

易红良，副主任医师.Email：yihongl@126.com