气道与颅颌面形态关系的研究进展

2017-5-10 11:05  来源:北京口腔医学
作者:王明洁 崔淑霞 阅读量:1439

    近年来,呼吸功能与颅颌面生长之间的关系成为学者研究的热点。研究气道与颅颌面形态之间的关系,一方面,可以作为反映功能和结构之间生物学联系的典型实例;另一方面,对正畸医生、儿科医生、鼻咽喉专家、生理学家等的临床治疗工作均有重要意义。气道作为生命腔隙,其形态大小与颅颌面形态之间的密切关系已得到证实。气道形态异常与错牙合畸形的发生具有明显的相关性。不同错牙合畸形患者气道形态也存在个体差异。本文对气道解剖结构、研究方法、气道形态与颅颌面形态之间的相互关系等方面的研究进展进行综述。

    气道解剖结构

    气道即呼吸道,是气体进出肺的通道,以环状软骨为界,分为上、下呼吸道。临床上将口、鼻、咽、喉称为上呼吸道,将气管、支气管及其肺内分支支气管称为下呼吸道。上气道即咽腔部分,是一个由软硬组织组成的筋膜管,其形态与颅颌面形态关系密切。中华睡眠研究会将上气道分为3段:鼻咽、口咽、喉咽,口咽以软腭游离缘水平为界分为腭咽、舌咽。

    鼻咽上界为整个咽腔的顶部,下界为硬腭水平;口咽上界为硬腭水平,下界为会厌上缘水平;喉咽由会厌上缘至环状软骨下缘,向下与食管连续。鼻咽、喉咽分别有骨和软骨支持而不易塌陷,而口咽前壁由软腭和舌构成,易受自身及周围结构影响而发生塌陷。气道研究方法目前,临床上常用的上气道评估方法有体格检查、内镜和影像学检查,其中影像学检查应用最为广泛,主要有X线头影测量分析、MRI和CT。早期由于各项条件的限制,对气道的研究主要为头颅侧位片上二维结构的测量分析,在反映气道这一复杂的三维结构时有一定的局限性。

    磁共振可以三维显示上气道的结构,但其扫描需要时间较长,扫描过程中可能受到的干扰因素较多,且价格昂贵,在一定程度上限制了使用。上世纪70年代开始,人们开始重视并采用CT对气道进行研究,2001年锥束CT(CBCT)正式应用于临床。Aboudara等最早利用CBCT分析气道结构,并对CBCT与头颅侧位片测量结果的精确性等进行了比较分析,结果显示CBCT是一种简单有效、准确可行的分析方法。现今,CBCT的推广普及和其成像的明显优势,使其在对气道的三维测量中已得到广泛的应用。

    气道形态异常对颅面形态的影响

    1.影响机制

    Moss的功能基质理论认为,颌面部的生长动力源于口鼻咽腔的功能需要,功能因素是颌骨生长的主要决定因素。同时,根据牙颌发育的平衡理论,呼吸是颌骨和舌位置的主要决定因素,呼吸方式的改变,必然会导致牙颌发育的平衡机制被打破,影响颌骨的正常生长和牙齿的位置。Kikuchi认为,对于上气道阻塞或功能紊乱者,由于口呼吸的产生,口周肌群平衡机制被打破,从而影响颅颌面骨骼的生长发育和正常咬合的建立,导致不同程度的错牙合畸形。

    2.OSAHS患者上气道形态与颅颌面形态的相关性

    近年来研究发现,上气道形态与睡眠呼吸紊乱存在潜在的关系。阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apena and hypopne asyndrome,OSAHS)是一种以睡眠中反复发生气道部分或完全塌陷所致频繁的低通气和呼吸暂停为特征的睡眠呼吸紊乱疾病,其直接发病机制是上气道的狭窄和阻塞,好发于腭咽和舌咽段,部分见于喉咽段。Liu等研究发现,OSAHS常发生于具有Ⅱ类矢状骨面型和高下颌平面角特征的人群,伴有下颌后缩的OSAHS患者呼吸暂停指数更高。另外也有报道表明,OSAHS患者多具有安氏Ⅱ类1分类错颅面结构特征,如ANB较大、下颌后缩、下颌体短小、下颌升支高度不足等。这些均提示OSAHS和错牙合畸形的发生有明显的相关性。Lam等发现严重的OSAHS往往伴有下颌后缩,推测下颌位置的改变导致下颌骨本体与颈椎的间隙减小,进而可能导致舌体位置及软腭位置发生改变,由此产生日间呼吸功能的损害和夜间呼吸问题。近年来,用于OSAHS治疗的口腔矫治器如下颌前移作用器,就是通过改变下颌的位置(向前向下)间接改变舌、软腭与气道之间的相互位置关系,以扩大或稳定上气道,改善患者通气功能。

    颅面形态异常对气道的影响

    早在1907年,Angle医生就发现颅面异常与气道间隙之间具有明显相关性。颅面异常,包括上颌后缩、下颌后缩、双颌后缩、下颌体较短及下颌骨的旋转等,都会对气道间隙的大小产生影响。一方面,颅颌面骨骼的大小、位置及形态异常,改变了气道局部骨性构架的大小,从而影响上气道的形态;另一方面,颅面骨骼异常改变了上气道周围有关肌肉的附着位置及功能活动,亦影响上气道的稳定性。很多因素包括牙槽骨的发育、上下颌骨位置与形态等骨性因素,唇、颊、舌运动等功能因素,以及牙齿萌出机制等均会导致骨面型的不同。为进一步明确不同骨面型错牙合畸形患者上气道形态的不同,近年来众多学者对此进行了研究。

    1.垂直骨面型

    垂直性的错牙合畸形主要来源于骨骼和牙槽骨。Chung等研究发现不同垂直骨面型的形成主要是髁突的垂直向生长与面部骨缝、牙槽骨垂直向生长竞争的结果。如果前者生长量小于后者,会导致下颌骨向后下旋转及开;如果前者生长量大于后者,则会出现下颌骨向前上方旋转,出现深覆。早期很多学者研究均证实不同垂直骨面型与气道大小之间有明显相关性。Braun研究指出,垂直变化导致下颌骨顺时针或逆时针的旋转,相应的改变了牙颌间关系,从而影响面部美学和唇、舌功能。这与赵志河等研究结果一致,说明面下部高度是影响气道形态的主要因素,由于不同垂直骨面型的形成,下颌骨旋转模式不同,下颌骨位置相应改变,导致了舌体及软腭位置的改变,进而导致气道形态的不同。

    Joseph等研究表明,高角人群气道形态相比均角人群显著狭窄。张明烨等通过对骨性Ⅰ类不同垂直骨面型成人上气道形态进行三维测量分析也得出结论,气道容积高角组最小,低角组最大,与反映颅面骨垂直向发育趋势的GoGn-SN角存在明显负相关关系,而与反映矢状骨面型的ANB角相关关系不明显。提示在矢状骨面型相对正常的情况下,面部垂直向高度异常对气道间隙影响较大。Joseph等还指出鼻咽气道间隙在高角组明显小于均角组,该结果在双颌后缩者尤为明显。Lee等曾报道,对于骨性Ⅲ类儿童患者,经上颌前方牵引后上气道间隙有所增加,也证实了这一猜测。Zhong等通过对370名不同垂直骨面型青少年研究表明,上气道的上部即鼻咽间隙、腭咽间隙明显不同,但在上气道的下部并未发现明显不同。

    上气道的上部和垂直骨面型之间的这种关系可能是由于鼻上颌复合体发育不足或过度,进而导致上气道的上部间隙变化明显。随后Ucar等对104名恒牙早期青少年安氏Ⅰ类不同垂直骨面型患者研究也发现,不同骨面型患者鼻咽气道间隙及舌咽间隙低角组均高于高角组,喉咽气道间隙各组间无明显差异。这都证实对于面部矢状关系正常者,即上下颌骨前后向位置关系基本正常者,上气道上部间隙主要受鼻上颌复合体生长的影响。该复合体生长不足,面部垂直向生长呈现高角型,上气道上部间隙减小,下部间隙则变化不明显。

    2.矢状骨面型

    在正畸临床诊断中,根据ANB角的不同将矢状骨面型分为三类,即Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。上下颌骨前后向生长量的差异决定着矢状骨面型的不同。上颌骨固定于颅骨上,位置相对恒定,下颌骨作为面部唯一的可动骨,生长过程中易受各种因素干扰,形态和大小异常的可能性较大,对错牙合畸形的影响也较大,间接影响气道大小。有研究认为矢状骨面型对上气道的影响主要在于下颌位置靠后及下颌体长度的减小,进而导致口咽和喉咽体积的减小。研究表明,成人骨性Ⅲ类下颌前突组分别较骨性Ⅲ类上颌后缩组、骨性Ⅰ类组口咽气道容积大,但骨性Ⅲ类上颌后缩组与骨性Ⅰ类组相比无显著差异,提示下颌骨矢状位置、长度较上颌骨对口咽气道容积影响显著。Ⅲ类、Ⅰ类、Ⅱ类患者下颌骨位置逐渐后缩,下颌体长度逐渐减小,因此上气道容积也有Ⅲ类,Ⅰ类、Ⅱ类逐渐减小的趋势。

    Mergen等早在1970年就报道,正中矢状位鼻咽气道间隙Ⅰ类患者明显大于Ⅱ类患者。陈科名等对90例不同矢状骨面型成年错牙合畸形患者,经CBCT三维测量分析也发现,Ⅲ类、Ⅰ类、Ⅱ类口咽气道体积逐渐减小,气道高度逐渐由宽阔型向狭长型转变。这与Iwasaki等研究结果一致。但上气道形态与矢状骨面型之间的相关性至今仍存在争议。2009年Dan等对62名已无生长潜力的不同矢状骨面型患者进行气道三维测量分析,并未发现明显差异,提示气道容积与矢状骨面型间无明显相关性,这与Ceylan等研究结果一致。

    针对各学者研究结果不一,推测原因有4:①在样本选择方面可能由于样本量不足不具代表性,样本纳入标准不严格,如性别、年龄等客观因素可能对研究结果产生影响;②从影像资料获取方面,由于头位的不同,导致测量不准确,头部姿势位的改变会影响头颈角的大小及颌骨和舌的位置,相反对于不同错牙合畸形患者,也可通过改变头位使气道处于一个均值水平,使研究结果无统计学意义;③从矢状骨面型形成机制来看,虽然上颌骨固定于颅骨上,位置相对恒定,但对于某些患者,由于各种功能因素或骨性因素可能导致上颌发育不足或过度,进而影响鼻咽形态,导致研究结果不同;④从机体代偿机制来看,当上下颌骨位置发生改变后,舌骨位置也发生适应性改变以维持气道容积。

    Issa等研究表明,Ⅱ类较Ⅰ类下颌骨位置靠后,舌骨位置后移,颏舌肌收缩,使上气道保持开放。舌骨的适应性位置改变和颏舌肌的代偿性活动增加,可能造成不同矢状骨面型患者口咽气道大小无明显差异。尽管气道形态和矢状骨面型间相互关系尚不完全明了,但其对临床诊断与治疗的指导意义不容忽视。在临床中,要避免人为因素对气道的可能影响。对于伴气道阻塞的Ⅱ类错牙合畸形患者,前移下颌不仅有利于矫正错牙合畸形,也有利于改善患者气道形态,但气道形态量的改变是否就会引起质的改变,即是否能改善通气障碍患者临床症状目前尚无定论。

   气道形态与颅颌面形态的相互关系已得到证实,颅颌面结构对上气道间隙及舌骨位置影响较大,因此各类影响颅颌面结构的正畸、正颌治疗措施均会在一定程度上影响气道形态。

    如功能矫治器前方牵引+扩弓,固定正畸拔牙矫治大量内收前牙,单颌手术或双颌手术者,治疗后患者气道形态均发生了一定变化。正畸治疗在最大限度地矫治患者的牙颌畸形和追求容颜最大限度改善的同时,还应注意可能给患者的牙及生理功能造成的不利影响。因此在进行任何治疗措施前,都要充分评估患者包括呼吸功能在内的各项指标,针对不同患者制定个性化的治疗方案,只有全面考虑,才能保证正畸治疗目标平衡、稳定、美观的彻底实现。

编辑: 陆美凤

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