女性阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者睡眠期颏舌肌肌电的研究

张 岩 刘振华 赵英姿 王尊奇 赵永俊 汤明璐 王富敏 贾珊珊

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）是一种常见的睡眠障碍，其主要的致病因素包括由于上气道解剖结构不良造成的空间狭窄，神经肌肉驱动不足，上气道腔内负压增高以及咽腔外部脂肪的增多等[1]。概括起来就是上气道解剖结构的异常和上气道扩张肌张力大小的变化造成的OSAHS 患者睡眠时反复出现上气道塌陷，导致其间歇性低氧血症、高碳酸血症等。这些可对机体产生一系列全身危害如加重或诱发心脑血管疾病、糖尿病、癫痫、性功能障碍等，也影响了多种激素的分泌。

大多数OSAHS 患者有不同程度的上气道解剖结构异常，但仍有部分患者并无明显结构异常。在睡眠期间，颏舌肌肌电活性可能会增加到足以防止觉醒期间咽部塌陷的水平，颏舌肌肌电图的斜率显著高于而其他咽喉部肌肉，咽喉部非颏舌肌的肌电活性并无明显改变[2，3]。研究发现假如没有神经肌肉功能因素的作用，仅有1/3 的睡眠呼吸暂停可用解剖因素解释其原因[4]。上气道扩张肌（颏舌肌）肌电活性的改变是引发OSAHS 发病的重要机制。有流行病学研究（30 岁~60 岁）显示，OSAHS 女性发病率约为2%，为男性的一半，对绝经后女性应用雌激素可使OSAHS在其人群中的发病率恢复至绝经前水平，且颏舌肌活性也有所增强[5，6]。由此笔者猜想，颏舌肌肌电活性与性激素水平是否具有一定的相关关系。以往针对OSAHS 患者颏舌肌肌电的研究以男性居多，为了进一步探讨颏舌肌肌电与OSAHS 发生发展的关系，2017年3月~2018年3月，笔者观察了OSHAS 女性患者睡眠时颏舌肌肌电水平的变化情况。

资料和方法

1.受试对象：病例选择标准：观察组选自山东省立医院睡眠监测中心及口腔正畸科经PSG 诊断的女性OSHAS 患者30 例，年龄（46.60±12.41）岁，BMI（27.57±5.49）kg/m2。多导睡眠仪检测睡眠呼吸暂停低通气指数（AHI）≥10，临床表现为夜间打鼾、低通气乃至呼吸暂停，以及白天嗜睡等症状。对照组选自山东省立医院查体中心接受体检的健康查体者30 例，年龄（43.27±13.24）岁，BMI（25.72±2.53）kg/m2，AHI＜1.5 且无夜间睡眠打鼾或其他呼吸睡眠障碍的临床症状。两组年龄、BMI 比较无统计学差异，具有可比性。排除标准：①合并口鼻咽喉部疾病等可能导致气道阻塞的因素；②严重心、肺功能不全；③甲状腺疾病、糖尿病等全身性内分泌及代谢性疾病；④明显的颅面部畸形（如小下颌）；⑤受检前3个月内服用过激素类药物。

2.睡眠监测及颏舌肌肌电采集：采用多导睡眠监测仪监测睡眠，下颌表面电极法实时测量颏舌肌肌电，二者的监测同步进行。所有受试者必须在睡眠状态下进行至少7h 监测，在进入睡眠监测室前4小时内不要摄入酒精或咖啡因。多导睡眠监测仪为飞利浦Alice 5 和康迪Compumedics E-series 系列产品，以基础睡眠诊断蒙太奇安置电极，口鼻气流采用压力和热敏双传感器，血氧饱和度采用Nonin 或Masimo 指部探头。所有睡眠分期、呼吸事件的判定及下颌颏舌肌肌电采集操作均由睡眠实验室的熟练技术员按照美国睡眠医学会2016 版指南（AASM manual2.3）的规则完成。检测指标包括AHI、觉醒指数、睡眠效率、平均血氧饱和度、最低血氧饱和度等。

3.颏舌肌肌电活性的测量和评价：为了便于对比每个睡眠周期以及觉醒时的肌电活性，笔者将整个睡眠监测划分为稳定状态与不稳定状态。所谓的稳定状态是指任意一段30 秒的连续睡眠监测记录处于同一个睡眠周期，肌电信号、血氧饱和度、呼吸气流保持平稳，PSG 信号及现场视频观察无肢体运动，OSAHS 患者无呼吸暂停、低氧、低通气等呼吸事件的发生。此外，在OSAHS 患者呼吸事件发生的前后10 秒也被笔者归为睡眠的不稳定状态。为了排除对于肌电结果不必要的干扰，笔者只分析睡眠稳定状态时的肌电数据。在统计时，笔者对每位受试者随机截取睡眠监测片段，这些片段分别来自于清醒期（W 期）、N1 期、N2 期、N3 期和REM 期的稳定状态（W 期为闭眼平静呼吸状态），每个片段时长10秒，每人每个睡眠周期截取20 个片段，然后编写代码对其中的颏舌肌肌电波形进行大数据运算。

颏舌肌肌电活性可通过测量其波形振幅进行评价，即通过计算截取的原始肌电波形的均方根振幅（Root Mean Square Amplitude，RMS Amplitude），对各周期的表面肌电活性进行比较。均方根振幅反映了一定时间内肌肉放电的平均水平。

4.统计学方法：采用SPSS20.0 统计软件。计量资料采用±s 表示，使用独立样本t检验及非参数检验分析两组之间的差异。相关性分析采用Pearson 相关。P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

1.两组研究对象颏舌肌肌电活性的比较：通过对两组研究对象各睡眠周期颏舌肌肌电数据的计算，笔者发现，观察组颏舌肌肌电活性在慢波睡眠阶段（N3 期）及清醒期有明显升高，与对照组相比其差异有统计学意义（P＜0.01）；在快动眼睡眠期（REM期）有所降低，与对照组相比其差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组研究对象各睡眠周期颏舌肌肌电均方根振幅（t检验，单位：μV）

为了减少误差，笔者分别计算了稳定睡眠状态时各睡眠期吸气相和呼气相波幅的峰值，结果显示吸气相与呼气相的肌电峰值无统计学差异。此实验结果在一定程度上反映了两组在不同睡眠周期颏舌肌肌电的变化趋势，但不同个体间的肌电值差异较大，为了更加直观的比较各睡眠周期颏舌肌肌电活性的变化情况，笔者通过肌电数值计算了每个受试者不同睡眠周期之间的肌电变化幅度，再将此变化进行比较，百分数值越高代表变化幅度越大。通过比较各个睡眠周期相对清醒期的肌电变化，发现观察组相较对照组的变化有显著差异，出现整体降低趋势。同时，进一步比较两组在N2 期、N3 期及R 期之间的肌电变化情况（表2），显示相对对照组，观察组的N3 期和R 期肌电都比N2 期有大幅变化，具有统计学意义（P＜0.01）。

2.相关性分析（r 代表Pearson 相关系数）：通过SPSS Statistics 20 软件对观察组和对照组的睡眠监测指标进行相关性分析（表3、4），笔者发现代表睡眠呼吸暂停病情严重程度的AHI 指数及最低血氧饱和度均与颏舌肌在N3 期、R 期、清醒期肌电具有显著相关性（P＜0.05），见表3、4。

表2 睡眠周期之间肌电活性大小比较（t 检验）

表3 AHI指数与主要睡眠监测指标的相关性

表4 最低血氧饱和度与主要睡眠监测指标的相关性

讨 论

胡宝明等通过口外表面电极定量分析下颌肌电活性[7]，发现其变化规律能基本反应上气道扩张肌（主要指颏舌肌）活性的变化规律，且为无创操作，患者容易接受，戴用后更容易入眠，可与多导睡眠监测（PSG）同步，具有良好的有效性与可重复性。

一项针对成年男性的研究发现，中年健康男性的上气道功能虽然优于同性别的OSAHS 患者，但弱于年轻健康男性[8]。肥胖对于OSAHS 患者病情严重程度的影响已经确定。肥胖对于OSAHS 疾病的促进作用亦被大量文献所证实。本实验在排除年龄和体重因素对结果的影响后发现，相比健康女性，患有OSAHS 的女性在清醒期颏舌肌肌电活性有明显升高，REM 期OSAHS 女性患者颏舌肌肌电活性则有明显降低。

Fogel 等人的研究表明[8]，相比于健康成人，在清醒状态下的OSAHS 患者，其颏舌肌有更高的肌电活性，但入睡以后又出现了更大幅度的降低，他同时指出，初始睡眠时上气道肌肉活性的降低是由于缺乏一个“觉醒”刺激，而不是对上气道负压回应的减少，在OSAHS 成年患者中，这种觉醒刺激的作用比健康成年人更强。研究发现，OSAHS 患者的病情在REM 期会更加严重，而慢波睡眠（SWS）即N3 期有着长时稳定的呼吸，很少发生呼吸阻塞[9，10]。有最新的研究在比较了N2 期与N3 期颏舌肌肌电后通过频域分析发现，N3 期肌电的复合峰值密度高于N2期[11]。虽然OSAHS 病人的病情严重程度及AHI 指数不同，但是他们的颏舌肌肌电活性在不同睡眠周期的变化规律具有一致性，即随着睡眠周期的变化而改变[12]。有研究表明[13]：REM 期颏舌肌的肌电活性明显小于NREM 期，而这个时期颏舌肌肌张力降低和是否患有OSAHS 无关[14]，OSAHS 患者此期发生呼吸暂停的时间更长，最低血氧饱和度下降得更低。因此，此时上气道扩张肌（颏舌肌）张力的降低，可能使这个睡眠周期OSAHS 更为严重。而OSAHS 患者在清醒期，颏舌肌运动中枢传导性相比健康成年人有所增加[15]。

本实验与以上研究结论基本相同。本实验针对女性OSAHS 患者颏舌肌肌电的测量结果显示：其清醒期、REM 期和N3 期的肌电活性均有显著改变，具体表现为清醒期及N3 期颏舌肌肌电活性有明显升高，REM 期有所降低。在本实验对肌电的测量中，由于年龄跨度较大以及每个人骨骼的解剖形态以及皮肤、脂肪厚度的差异，可能会对电极安放造成不同的影响，这都会对表面肌电的测量结果产生影响，这种局限性是我们不得不承认的。因此，笔者通过肌电数值计算了每个受试者不同睡眠周期之间的肌电变化幅度，将之进行比较，发现观察组相较对照组在各个睡眠周期相对清醒期的变化出现整体降低趋势。与国外近期观查结果[16]相近，观察组在清醒期的颏舌肌肌电显著较高，为此笔者进一步比较了两组在N2 期、N3 期及R 期之间的肌电变化情况，显示女性OSAHS 患者颏舌肌在REM 期的肌电活性显著小于NREM 期，N3 期相较于N2 期的升高亦有统计学意义。有研究解释健康成人REM 期颏舌肌肌电活性的降低的原因是，相较于N2 期，此期单个运动单元（single motor unit，SMU）活动明显减少[17]。而本实验中女性OSAHS 患者N3 期肌电活性有显著增强，则可能是由于此期气道阻塞的频率低于轻度睡眠N2 期。

由于临床上有些OSAHS 患者的AHI 增高和最低血氧饱和度的降低程度并不平行，目前推荐以AHI 为标准对OSAHS 病情程度评判，注明低氧血症情况。OSAHS 患者睡眠时血氧饱和度的改变对其疾病严重程度的影响不可忽视。国内研究发现[18]，随着低氧活动的进行，小鼠颏舌肌肌纤维类型可发生有规律的转化，从而影响其功能。本实验中，最低血氧饱和度与慢波睡眠和快动眼睡眠阶段的颏舌肌肌电活性均有显著的相关关系。

目前有大量研究支持颏舌肌肌电活性与血清雌激素水平有关。有基础研究指出17β-雌二醇可通过调节缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）的表达对颏舌肌起到保护作用[19]。侯玉霞等[20]通过对雌性大鼠颏舌肌肌功能的研究发现，去除卵巢的雌性大鼠颏舌肌电和收缩功能有明显降低。国外最新研究也证实[21]，肌电频率的测量结果受到雌激素波动的影响。但是颏舌肌肌电活性与血清性激素水平的相关关系以及其中是否存在某种内在作用机制仍有待于进一步的研究探索。