均角型青少年口咽气道形态与上下颌骨的相关性

袁 洁,王小琴

(1山西医科大学口腔医学院,口腔医院口腔科,太原 030001;2山西医科大学口腔医学院,第一医院口腔正畸科;*通讯作者,E-mail:Wangxiaoqin2009@yeah.net)

口咽气道狭窄是阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea/hypopnea syndrome,OSAHS)的主要病理机制[1],研究青少年口咽气道的相关影响因素对该疾病的预防有重要的临床意义。口咽气道是上气道的重要组成部分,位于固有口腔的正后方,包括传统上气道分区的软腭后区和舌根后区[2],与上下颌骨关系紧密[3]。有研究显示不同矢状骨面型的患者口咽气道形态差异有统计学意义,与Ⅰ类相比,Ⅱ类口咽气道更为狭窄,且口咽气道的容积与下颌骨距气道的距离有关[4]。也有研究结果指出口咽气道形态与矢状骨面型无关而与上下颌骨的矢状向发育有关[3]。目前关于均角型青少年三种矢状骨面型口咽气道形态对比的研究较少,口咽气道形态与上下颌骨的研究较为单一。本研究使用锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)在三维方向上精确测量口咽气道与上下颌骨的形态[5],比较不同矢状骨面型均角青少年患者的口咽气道形态差异,分析口咽气道形态与上下颌骨的相关关系。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取就诊于山西医科大学第一医院口腔正畸科的90名均角型青少年患者,根据ANB角(上牙槽坐点A、下牙槽坐点B与鼻根点N连线的夹角)分为骨性Ⅰ类组、骨性Ⅱ类组、骨性Ⅲ类组各30例,男女比例均为1 ∶1,所有患者及其家属均取得知情同意。

纳入标准：①汉族，年龄12-15岁；②恒牙列；③均角骨面型(下颌平面MP与前颅底平面SN夹角，27.3°4.7°)，骨性Ⅲ类组(ANB<0.7°)；⑤体质量指数18.5 kg/m2≤BMI≤24 kg/m2。

排除标准:①有正畸治疗史;②有唇腭裂、先天颅面畸形及下颌骨偏斜;③有口呼吸不良习惯及扁桃体肥大等呼吸系统疾病;④有腺样体肥大病史及切除手术史;⑤有急慢性牙周病;⑥有软腭及舌体形态大小异常。

1.2 实验方法

1.2.1 CBCT影像的获取 所有患者均由山西医科大学第一医院口腔影像放射科同一技师拍摄,拍摄仪器为:NewTom VG10048S(Verona,意大利);拍摄参数:电压110 kV,扫描时间3.6 s,扫描视野15 cm×15 cm,最小轴向厚度0.3 mm。拍摄时受试者姿势为端坐位,调整头部姿态,使眶耳平面与水平面平行,唇颊部肌肉放松,后牙轻咬处于牙尖交错位,避免吞咽及深呼吸等动作。扫描数据结果以Dicom格式输入mimics20.0软件,重建二维及三维图像,连接蝶鞍点、鼻根点和颅底点确定头颅正中矢状平面。

1.2.2 口咽气道的解剖分界 上界:过后鼻棘点PNS且与眶耳平面平行的CBCT轴位截面。下界:过会厌顶点E且与眶耳平面平行的CBCT轴位截面(见图1)。

1.2.3 头颅侧位测量项目 所有患者均采集了头颅侧位片进行头颅侧位测量分析,头影测量标志点:①S为蝶鞍点;②N为鼻根点;③A为上牙槽座点;④B为下牙槽座点;⑤Me为颏下点。MP平面是通过Me点与下颌角下缘相切的线。头影测量角度:①∠SNA;②∠SNB;③∠ANB;④∠MP-SN(见图2)。所有测量项目均由第一作者在规定时间内按同一标准完成,并在2周后行重复测量,取均值。

PNS:后鼻棘点;E:会厌顶点;过PNS点水平线为口咽气道的上界;过E点的水平线为口咽气道的下界;黄色区域为口咽气道图1 口咽气道的解剖分界Figure 1 Anatomical boundary of oropharyngeal airway

S:蝶鞍点;N:鼻根点;A:上牙槽座点;B:下牙槽座点;Me:颏下点;MP平面:过Me与下颌角下缘的切线图2 头影测量标志点与测量平面示意图Figure 2 Schematic diagram of cephalometric landmarks and measurement plane

1.2.4 口咽气道形态的测量项目 ①S矢:口咽气道正中矢状截面积;②Smin:最小横截面积;③Y最小横截面:最小横截面上矢状径;④X最小横截面:最小横截面上横径;⑤Ymin:最小矢状径,口咽气道矢状方向上最小距离;⑥Ymax:最大矢状径,口咽气道矢状方向上最大距离;⑦Xmin:最小横径,口咽气道冠状方向上最小距离;⑧Xmax:最大横径,口咽气道冠状方向上最大距离;⑨H:高度,口咽气道垂直高度;⑩V:容积。口咽气道测量项目示意图见图3。

A.正中矢状截面积(S矢);B.横截面积(Smin);C.矢状径(Y);D.横径(X);E.高度(H);F.容积(V)图3 口咽气道测量项目示意图Figure 3 Schematic diagram of oropharyngeal airway measurement items

1.2.5 上颌骨形态的测量项目 ①上颌宽:双侧第一磨牙颊侧骨板最凸点连线;②上颌长:前鼻棘点ANS与后鼻棘点PNS的连线;③D1:上颌骨舌侧切牙区牙槽嵴顶与气道的水平距离;④D2:切牙孔与气道的水平距离。D1-D2为正中矢状面上颌骨不同位置与气道间的水平距离。上颌骨形态的测量项目示意图见图4。

ANS:前鼻棘点;PNS:后鼻棘点;上颌宽:双侧第一磨牙颊侧骨板最凸点连线;上颌长:ANS-PNS连线;D1:上颌骨舌侧切牙区牙槽嵴顶与气道的水平距离;D2:切牙孔与气道的水平距离图4 上颌骨形态的测量项目示意图Figure 4 Schematic diagram of measurement items of maxilla shape

1.2.6 下颌骨形态的测量项目 ①下颌体宽:两侧下颌角点Go间的连线;②下颌体长:下颌角点Go与颏顶点Gn的连线;③下颌升支长:下颌角点Go与髁顶点Co的连线;④下颌骨总长:髁顶点Co与颏顶点Gn的连线;⑤D3:颏棘至悬雍垂顶点的距离[4];⑥D4:下颌骨舌侧切牙区牙槽嵴顶与气道的水平距离;⑦D5:颏棘与气道的水平距离;⑧D6:颏底点Me与气道的水平距离。D4-D6为正中矢状面上下颌骨不同位置与气道间的距离。下颌骨三维重建后测量项目示意图见图5。

1.3 统计学分析

应用SPSS25.0软件对各测量项目结果进行统计学分析,计量资料服从正态分布时采用均数±标准差进行描述,不服从正态分布时采用中位数(上四分位数,下四分位数)进行描述。三组间均数的比较采用单因素方差分析,中位数的比较采用Kruskal-Wallis检验,对差异有统计学意义的测量项目进行LSD-t检验;口咽气道测量项目与上颌骨测量项目、下颌骨测量项目进行相关性分析,数据服从正态分布采用Pearson相关性分析,不服从正态分布采用Spearman相关性分析,若P<0.05,则差异有统计学意义。

Go:下颌角点;Gn:颏顶点;Co:髁顶点;Me:颏底点;下颌体宽:Go-Go连线;下颌体长:Go-Gn连线;下颌升支长:Go-Co连线;下颌骨总长:Co-Gn连线;D3:颏棘至悬雍垂顶点的距离;D4:下颌骨舌侧切牙区牙槽嵴顶与气道的水平距离;D5:颏棘与气道的水平距离;D6:颏底点与气道的水平距离图5 下颌骨三维重建后测量项目示意图Figure 5 Schematic diagram of measurement items after three-dimensional reconstruction of mandible

2 结果

2.1 三组患者的一般资料比较

三组患者年龄、∠SNB、∠MP-SN及BMI的测量值差异无统计学意义(P>0.05),∠SNA和∠ANB差异有统计学意义(P<0.05,见表1)。

表1 三组间年龄、BMI及头影侧位测量值之间的比较Table 1 Comparison of age, BMI and cephalometric position measurement among the three groups

2.2 三组患者的口咽气道形态的比较

三种不同矢状骨面型组间口咽气道的容积、截面积、矢状径、横径及高度差异均无统计学意义(P>0.05,见表2)。

表2 三组间口咽气道形态的比较Table 2 Comparison of oropharyngeal airway morphology among the three groups

2.3 上颌骨与口咽气道形态的相关性分析

∠SNA与口咽气道的最大横径和矢状径呈正相关关系(P<0.05,见表3)。上颌骨的宽度与口咽气道的容积、正中矢状位截面积和高度呈正相关关系(P<0.05),上颌骨的长度与口咽气道无相关关系(P>0.05,见表3)。上牙槽嵴、切牙孔距气道的水平距离(D1、D2)与口咽气道的最大矢状径呈正相关关系(P<0.05,见表3)。上颌骨的宽度与口咽气道最小横径呈负相关关系(P<0.05,见表3)。

表3 口咽气道形态与上颌骨测量项目间的相关性分析Table 3 Correlation between oropharyngeal airway morphology and maxilla measurement items

2.4 下颌骨与口咽气道形态的相关性分析

∠SNB与口咽气道的最大和最小矢状径呈正相关关系(P<0.05),∠ANB与口咽气道的最大横径呈正相关关系(P<0.05,见表4)。左右两侧下颌骨长取均值后与口咽气道进行相关性分析,下颌骨的各项长度与口咽气道容积、矢状位截面积、高度、最大横径、最小横截面上的横径和矢状径呈正相关关系(P<0.05,见表4)。下颌骨的宽度、颏棘至悬雍垂顶点的距离(D3)、颏底点至气道的水平距离(D6)与口咽气道的容积、矢状截面积、最大横径、最小横截面积上的横径呈正相关关系(P<0.05),颏棘至悬雍垂顶点的距离(D3)、颏底点与气道的水平距离(D6)与口咽气道最小横截面上的矢状径呈正相关关系(P<0.05,见表4)。牙槽嵴顶与气道的水平距离(D4)与口咽气道的最大矢状径和最小横截面积上的矢状径呈正相关关系(P<0.05,见表4)。颏棘与气道的水平距离(D5)与口咽气道的最大矢状径和最小横截面上的横径呈正相关关系(P<0.05,见表4)。∠ANB与口咽气道的最小横截面积呈负相关关系(P<0.05,见表4)。

3 讨论

上呼吸道长时间部分阻塞或间歇性完全阻塞是青少年阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAHS)的主要病理特征[6]。多因素导致的口咽气道狭窄和塌陷都会增加OSAHS的发生风险。口咽气道位于脊椎的前方,软硬腭和舌体的后方。软腭末端和舌后部的软组织缺乏骨性结构支持,在受到被动压力时,变形最大,容易发生塌陷[7]。对于口咽气道狭窄的青少年患者,软腭及舌后部软组织的塌陷更易导致OSAHS的发生。因此在接诊口咽气道狭窄的青少年时,需根据其口咽气道形态特点制定矫治计划,通过口腔正畸治疗改善口咽气道狭窄问题,进而预防OSAHS的发生。

口咽气道的形态受多方面因素的影响,排除垂直骨面型、年龄及性别等其他干扰因素,我们通过研究临床矢状骨面型分型、上颌骨形态和下颌骨形态对青少年口咽气道的影响,分析均角型青少年患者的口咽气道形态特点,为临床矫治计划的制定提供参考。

3.1 矢状骨面型对口咽气道形态的影响

胡小蓓等[8]通过分析75例不同矢状骨面型青少年上气道的形态,发现骨性Ⅱ类组与骨性Ⅲ类组口咽气道的舌咽段差异有统计学意义,且骨性Ⅱ类组的上气道总容积小于骨性Ⅰ类组和骨性Ⅲ类组。Firwana等[4]的研究结果也显示骨性Ⅱ类患者口咽部气道容积、矢状位截面积和最小横截面积上的矢状径小于骨性Ⅰ类患者。Alhammadi等[9]认为骨性Ⅱ类组咽气道最小横截面积大于骨性Ⅰ类组患者,骨性Ⅱ类下颌后缩伴有上咽部气道容积减少,这种容积的减少一定程度上以最小横截面积的增加补偿了咽部气道狭窄。但是Di Carlo等[10]研究的结果认为不同矢状骨面型间的口咽气道形态差异无统计学意义。Indriksone等[11]通过Meta分析气道与矢状骨面型的关系,认为现有研究成果不足以证明不同矢状骨面型口咽气道形态存在差异,还需要大量研究以明确两者间的关系。

本实验以ANB角作为标准划分三种矢状骨面型,结果显示骨性Ⅲ类组的口咽气道容积及矢状位截面积等指标的均值小于骨性Ⅰ类组和Ⅲ类组,但差异没有统计学意义。这与胡小蓓等[2]的另一项研究结果类似,胡小蓓认为青少年口咽气道的大小与矢状骨面型无关,而与上下颌骨的长度有关。一般情况下骨性Ⅱ类患者的下颌骨长度相对于骨性Ⅰ类和Ⅲ类患者较小,口咽气道的容积也较小,但也存在上下颌骨较长的骨性Ⅱ类患者,因此不能仅根据矢状骨面型分型判断口咽气道的大小。

3.2 上颌骨对口咽气道形态的影响

以往研究多认为口咽气道与上颌骨的发育无关[3,12],他们以SNA角代表上颌骨的矢状向发育进行分组,发现上颌发育不足对口咽气道的形态影响不大。陈巧云等[13]认为骨性Ⅲ类患者不同年龄段的上气道形态不同,还未进入生长发育高峰期的青少年,上颌发育不足和软腭的被迫靠后容易造成口咽部气道的塌陷进而导致气道狭窄,而生长高峰期后上颌骨发育不足对口咽气道形态的影响较小。本实验Ⅰ类和Ⅱ类组的SNA角分别与Ⅲ类组比较,差异有统计学意义,而三组间的SNB角差异无统计学意义,结果显示三组间口咽气道形态差异无统计学意义,表明上颌骨矢状向发育不足对口咽气道形态的影响较小,与上述实验结果一致。

在以往实验的基础上,本实验测量ANS-PNS的长作为上颌骨的长,测量两侧上颌第一磨牙的颊侧骨壁的最凸点作为上颌骨的宽,研究上颌骨的大小与口咽气道形态的关系,发现ANS-PNS的长与口咽气道的形态无关。ANS-PNS的长度一定程度上代表了鼻基底的发育,因此对口咽气道的影响较小。上颌骨的宽度与口咽气道的多项测量值存在相关关系,上颌骨的宽度越大,口咽气道的容积、正中矢状截面积和高度越大,最小横截面上的横径越小。上牙槽嵴、切牙孔距气道的水平距离(D1、D2)与口咽气道的最大矢状径呈正相关关系,即上颌骨距气道的距离越大,口咽气道的最大矢状径越大。我们还观察到SNA角与口咽气道的最大横径和矢状径呈正相关关系,即上颌发育过度会增加口咽气道的最大横径和矢状径。

3.3 下颌骨对口咽气道形态的影响

郑赵杨等[14]使用CBCT测量下颌骨与口咽气道的形态大小,发现下颌骨的长度与气道舌咽段存在正相关关系,下颌骨的宽度与口咽气道无相关关系。与此研究结果不同的是本实验结果显示下颌骨的宽度与口咽气道的容积、矢状截面积、最大横径和最小横截面上的横径呈正相关关系。Firwana等[4]研究156例成年患者的CBCT,发现口咽气道的容积和矢状截面积与下颌骨距气道的距离呈正相关关系。关于口咽气道与下颌骨距气道距离的相关性分析,本研究结果显示颏棘至悬雍垂顶点的距离(D3)、颏底点与气道的水平距离(D6)与口咽气道的容积、矢状截面积、最大横径、最小横截面积上的横径和矢状径呈正相关关系,表明颏底部位置前移对口咽气道形态有一定的影响,与国内外学者的研究结果一致[15,16]。ANB角与口咽气道的最小横截面积呈负相关关系,而按照ANB角进行分组却无差异,主要是ANB角分组时取值范围小且样本量有限造成的。

均角型青少年患者口咽气道的形态与上下颌骨存在一定的相关性。其中口咽气道的容积随上颌骨宽度的减小而减小;口咽气道的容积随下颌骨距气道的距离的减小而减小;口咽气道的容积随下颌骨的长度和宽度的减小而减小。口咽气道的最小横截面积随ANB角的增大而减小。综上,上颌狭窄、下颌后缩的患者,下颌骨的长度和宽度越小,口咽气道的容积越小,ANB角越大,口咽气道的最小横截面积越小。口咽气道的容积和最小横截面积与OSAHS的发生密切相关[1]。临床治疗中需要注意此类青少年患者拥有较小的容积和最小横截面积,及时调整综合治疗方案,通过扩弓及促进下颌骨发育,改善狭窄的口咽气道,降低OSAHS的发病风险。考虑到本实验的样本量有限,可能存在误差,还需扩大样本量以进一步提高本实验结果的准确性。