上气道形态影响因素的研究概况

孙建伟，鲁华山，王之发

(1.火箭军广州特勤疗养中心，广州 510010； 2.南部战区总医院口腔科，广州 440104)

自20世纪初以来，人们就展开了上气道狭窄或阻塞及其对颅颌面结构、口功能影响的研究。睡眠时上气道塌陷可引起阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome,OSAHS)，近年来OSAHS在人群中的发病率逐年升高[1]。研究表明，OSAHS是心脑血管疾病、内分泌疾病、神经系统疾病以及精神疾病等的独立致病因素，亦可影响儿童的生长发育和行为认知，如出现典型的腺样体面容、智力低下等，严重危害儿童身心健康[2]。OSAHS的主要病理生理学特点是上气道阻塞和总容积减小，其发病与多项牙颌面形态学特征相关，如下颌平面陡峭、舌骨位置低下、舌背高拱、软腭长等[3]。正畸、颅颌面手术等也会在一定程度上改变牙颌面的位置及形态，有造成或加重上气道狭窄的风险，近年来逐渐引起临床医师的关注。

上气道是软硬组织复合体，周围被腺样体、扁桃体、软腭以及舌体等软组织包绕，亦有颈椎、颌骨等硬组织作为骨性支架，其解剖结构和功能易受影响而诱发各种疾病[4]。为增加气道通气或预防医源性OSAHS的发生，医师常需对上气道进行测量分析，用于评价患者与通气相关的健康状况。因此，正确认识上气道的影响因素有重要意义，有助于推动OSHAS等上气道相关疾病的诊断和治疗。现结合上气道解剖结构，重点阐述影响其形态、大小的因素，以提高对上气道的认识和诊疗水平。

1 上气道的解剖结构

气道由鼻、咽、喉和气管等管状腔隙组成，是气体进出肺泡的通道，以环状软骨下缘为界，分为上气道和下呼吸道[5]。上气道即咽腔部分，自上至下分为三部分：①鼻咽，前通鼻腔，上界为鼻甲和咽腔顶部，下界为硬腭水平；②口咽，上界为硬腭水平，下界为会厌软骨上缘；③喉咽，上界为会厌软骨上缘，下界为环状软骨下缘[6]。上气道是一个不规则管状腔隙，易受周围软硬组织影响，与之毗邻的软组织结构有舌体、软腭、会厌和咽旁肌群等，硬组织结构有颈椎、上下颌骨和舌骨等[7]。鼻咽和喉咽有骨或软骨支撑不易发生塌陷，而口咽前壁由软腭和舌体构成，易受周围组织及其他因素影响而出现狭窄或阻塞，是医学领域研究的重点。

2 上气道的影响因素

2.1年龄 上气道在不同年龄段表现出的形态学特征不同，其生长发育一直持续到青春期末期；成年后，上气道表现出一定的增龄性变化。一般认为，上气道宽度随生长发育持续增大，20岁达到一个相对稳定阶段后宽度慢慢缩小，并在40岁以后缩小速度加快[8]。Kollias和Krogstad[9]的研究选取22岁成年人作为研究对象，随访观察20年后发现，男性上气道较研究开始时缩短7.34 mm，女性缩短5.90 mm。成年人上气道会随着年龄的增长和脂肪沉淀等而变窄，因此鼻咽大、上气道扁宽者有利于保持气道通畅。然而，上气道各部分随年龄变化的趋势也不同。刘杉杉等[10]对8～11岁儿童进行横断面研究发现，9岁前高位上气道生长发育基本完成。因此，正畸医师应早期对有颌骨后缩倾向的患者进行矫形治疗以避免气道狭窄，进而影响颌骨的生长发育。老年人因下颌骨倾向远中移位，同时受牙列缺失、舌体肥大等因素影响，其口咽部相对狭小[11]。分析原因可能是鼻咽部为骨性结构支撑，不易受影响，而上气道下段的变化相对复杂，随年龄增长上气道下段先增大后缩小的趋势更加明显。

2.2种族 不同人种由于饮食习惯和骨骼结构的差异，上气道形态各具特点，因而患OSAHS的风险也不同[12]。Liu等[13]通过对比安氏Ⅱ类Ⅰ分类的中国人和高加索人发现：中国人颌骨体积较小，表现出更严重的下颌后缩、下前牙唇倾等特点，且上气道的各项测量值与高加索人比较差异有统计学意义。而针对不同人种呼吸功能的评价认为，亚洲人易受颅颌面骨骼因素影响，非裔美国人更易受肥胖因素影响，而高加索人则更易受骨组织和软组织的共同影响[14]。提示对不同种族的OSAHS患者时，治疗方法的选择也应有所区别。

2.3性别 关于上气道在性别间的差异仍存在争议，研究认为成年人上气道的性别差异大于儿童[15-16]。Li等[15]研究发现，6～12岁儿童上气道在性别上差异无统计学意义，而在13～18岁人群中，男性上气道较女性更长、容积更大。但有学者得出不同结论，如El和Palomo[16]研究认为，儿童上气道的大小无性别差异；Zhong等[17]研究指出，成年人上气道不受性别因素影响。一般认为男性气道容积大于女性，但是随着年龄增长，男性气道有长度增加和容积减小的趋势，因此更易发生狭窄塌陷[18]。

2.4肥胖 肥胖人群的上气道周围有脂肪沉积且软组织体积增大，因此上气道易受到压迫而发生狭窄塌陷。流行病学研究证实，肥胖是OSAHS发病的主要危险因素之一[19]。国际上常将体质指数作为评价人体肥胖程度和健康状况的一个客观指标。有数据显示，女性的体质指数高于男性，但男性更易患OSAHS，这可能与脂肪分布部位不同有关，舌体和颈部周围脂肪对上气道的影响更大[20]。范巨峰[21]的研究证实，肥胖人群口咽和颈部皮下脂肪堆积会增加OSAHS的发病风险，而咽腔其他部位脂肪分布异常与OSAHS发病无关。因此，可将颈围作为肥胖的参考指标，其更能代表性别上的差异。

2.5软组织结构 上气道被多种软组织结构包绕，包括腺样体、扁桃体、软腭、舌体、各种肌肉和淋巴组织等。软组织易受牵拉、脂肪沉积、炎症反应等因素影响而发生形变，进而影响上气道的形态和大小。

腺样体是位于鼻咽顶部和后壁的淋巴组织，出生后逐渐长大至6岁达到高峰，10岁后开始萎缩，如出现病理性肥大或未按时萎缩会阻塞鼻咽段气道，从而诱发儿童OSAHS、颌骨畸形、口呼吸等疾病[22]。腺样体在鼻咽腔的占位率用A/N表示，即腺样体厚度(A)与鼻咽宽度(N)的比率，Feng等[23]通过研究不同年龄段患者的三维鼻咽发现，气道大小与A/N比率具有相关性，且年龄<15岁时相关性更强。腺样体肥大患者因张口呼吸可导致以下颌后缩、面下1/3偏长、嘴唇厚且外翻等为特征的腺样体面容，而下颌后缩又进一步加重上气道阻塞。扁桃体是位于口咽段的淋巴组织，随年龄变化的特点与腺样体相似。儿童OSAHS患者扁桃体切除后，上气道形态发生显著变化，其中腭咽和舌咽容积明显增大[24]。因此，患儿早期行扁桃体切除术有利于解决气道阻塞，术后口呼吸习惯和下颌后缩等问题也可得到纠正。

软腭位于腭咽前界，软腭松弛、悬雍垂过长过粗等均会导致上气道阻塞，一般认为软腭在20岁以后表现出逐渐变长变厚的增龄性变化趋势，与健康人群相比，OSAHS患者的软腭、舌体、咽壁以及咽旁脂肪体积均较正常人增大[25]。有学者发现，正常情况下软腭形态表现为叶型，当表现为S型(钩型)时，口咽气道容积明显变小，因此认为软腭形态可作为OSAHS的病因研究[26]。舌体松弛肥大、舌根部淋巴增生或位置后移等均会压迫上气道，因此舌体对上气道的影响不仅取决于体积还取决于位置。曾祥龙和唐志慧[27]研究证实，OSAHS患者的舌体体积较大且与软腭接触长度增加，舌骨位置较低。利用阻鼾器治疗OSAHS的机制也是前移下颌骨及舌体，降低舌背水平，软腭前移后上气道宽度增大。同时，舌体借助颏舌肌、舌骨舌肌、茎突舌肌和腭舌肌等舌外肌与周围组织相连，这些肌肉附着的骨性结构出现异常也会间接引起舌根位置改变，从而影响上气道[28]。

2.6硬组织结构 上气道以骨性结构作为支架，上方为颅骨，前方为上颌骨、下颌骨和舌骨，后方为椎骨。硬组织结构发育各具特点，不同骨面型和舌骨位置亦可影响上气道的形态和大小。

2.6.1矢状骨面型 矢状骨面型对于上气道的影响存在争议。上颌骨固定于颅骨，所以其位置相对固定，但下颌骨本身可动且易出现形态、大小和位置异常，可间接影响上气道，且主要发生在口咽和喉咽。一般认为，上气道在不同矢状骨面型人群中存在显著差异，从Ⅲ类、Ⅰ类到Ⅱ类骨面型，上气道形态逐渐变窄变长，容积则表现出逐渐缩小的趋势。Kim等[29]研究表明，Ⅰ类骨面型的上气道上段与Ⅱ类相比差异无统计学意义，其中鼻咽气道容积与下颌后缩无相关性。李志敏等[30]进一步比较了骨性Ⅰ类组、骨性Ⅲ类上颌后缩组和下颌前突组的气道容积发现，下颌前突组的口咽部容积最大，而其他两组的口咽部容积比较差异无统计学意义。因此，针对OSAHS患儿上颌或下颌发育不足的情况，明确口咽大小主要受下颌骨大小和位置的影响，有助于查找病因[31]。

但有学者提出不同的观点，认为上气道在不同矢状骨面型间差异无统计学意义[32]。出现分歧的原因可能为：①研究的样本量不足或不具代表性；②头位改变导致测量误差；③上颌骨发育差异；④本体补偿机制，如舌骨位置改变以调节气道通气。目前的研究更支持Ⅱ类骨面型人群因下颌骨发育不足或位置后移易出现上气道狭窄，临床需予以关注。

2.6.2垂直骨面型 根据上下颌骨垂直向关系(以下颌平面角表示)，临床将骨面型分为高角型、正常型和低角型3类。垂直骨面型的不同是由髁突、面部骨缝与牙槽骨垂直向生长发育差异导致，表现为下颌骨不同的旋转方向，从而导致上气道周围软硬组织位置改变，间接影响上气道的形态和大小。Ucar和Uysal[33]的研究证实，骨性Ⅰ类高角型青少年的上气道狭窄主要发生在鼻咽，而其上气道下段与骨性Ⅰ类均角型青少年比较差异无统计学意义，并指出上气道大小与不同垂直骨面型之间具有显著相关性；Celikoglu等[34]研究发现，高角型患者的鼻咽和口咽容积均较其他类型患者小，这可能与鼻上颌复合体先天发育不足有关。但张明烨等[35]研究发现，骨性Ⅰ类不同垂直骨面型的成人鼻咽容积无明显差别，上气道最狭窄区域为口咽。以上研究提示，鼻咽容积大小不但与骨面型有关还与鼻上颌复合体的发育情况有关。

2.6.3舌骨位置 舌骨呈U字形，其上有韧带、肌肉附着，是人体中唯一不与其他骨骼相接触的小骨。舌骨位置随儿童生长发育相对颈椎逐渐下移，成年时舌骨垂直向位于C3～4，而水平向位置易受附着的韧带和肌肉长度影响，同时也受性别、肥胖、骨性畸形以及下颌运动等因素影响[36]。通常骨性Ⅰ类患者的舌骨处于上前位，骨性Ⅱ类下颌后缩患者的舌骨位置相对靠后[37]，而骨性Ⅲ类患者的舌骨位置相对靠前[38]。考虑到垂直骨面型影响，Sivakumar等[39]研究发现，舌骨位置与垂直骨面型无显著相关性，但当下颌位置靠后时，下颌平面角会影响舌骨位置。

舌骨位置改变会影响舌后气道的形态和大小，其是影响OSAHS发病的一个重要因素。da Costa等[40]研究指出，舌骨位置越靠后、向下，口咽和喉咽容积越小。OSAHS患者的舌骨位置在矢状向上通常表现为后移或正常位，在垂直向上明显降低[41]。舌骨受其上附着韧带和肌肉影响的同时，韧带和肌肉功能也会适应舌骨形态异常。因此，舌骨作为多条韧带肌肉的附着点在维持上气道形态中发挥重要作用。

2.7呼吸 上气道影像学检查时常要求患者“平稳呼吸”，但仍有误差且难以控制。呼吸时，由于气流通过加之被检者紧张等可能会出现悬雍垂上翘、软腭抬高等情况，从而间接影响上气道。由于咽侧壁气道肌肉对上气道的调节作用较软腭和舌大，上气道横径变化较矢状径更为明显[42]。Ashaat和Al-Jumaily[43]认为，上气道形态在吸气时较呼气时更加稳定，呼气过程中，咽腔侧壁先变薄后增厚，管径也随之先增大后减小。因此，有学者提出让患者在“呼气末”状态下接受检查，但实践证明可操作性仍较差[44]。

2.8张/闭口位、头位与体位 上气道形态在张口位和闭口位时有显著差异，为减小误差，检查时多要求患者保持牙尖交错位。Lee等[45]研究发现，正常人张口时腭咽和舌咽缩小，硬腭至会厌谷底距离增大、舌骨至下颌平面距离缩小，与闭口位相比差异有统计学意义。同理，OSAHS患者张口时上气道变得更长、更窄，可能会增加气道阻塞程度。

头位变化也会影响上气道形态，影像学检查时多采用自然头位，即被检者直立放松端坐状态下平视前方时头部所处位置。头位不同客观反映在颅颈角上，Muto等[46]研究发现，舌咽矢状径随头部后仰而逐渐增加，每增大10°颅颈角舌咽矢状径增大约14 mm。因此，不同姿势下拍摄的头颅侧位片所显示的上气道形态也有所不同。

仰卧位时，上气道由于重力作用轻微缩窄，这种情况在OSAHS患者中更明显，会加重气道通气不畅[47]。Ingman等[47]比较OSAHS患者直立位和仰卧位时的上气道形态发现，仰卧位时上气道矢状径减小主要发生在鄂咽区，仰卧时软腭长度不变但厚度增加，同时舌体变短变厚。

3 小 结

上气道是人体的“生命腔隙”，在呼吸、发音和吞咽等生理功能中扮演重要角色，复杂的解剖结构决定了其易受多种因素影响而出现狭窄阻塞，并诱发OSAHS等疾病。但目前OSAHS的治疗手段多为对症治疗，很少对因治疗，因而治疗效果不佳。随着影像学检查方法从二维向三维过渡，目前亟待积累并建立正常人上气道三维指标的正常参考值，但需要正确认识各种影响因素，从而为临床评估患者的上气道、诊断相关疾病、制订治疗计划和比较治疗效果提供依据。