张口呼吸引起的咽腔形态变化对咽腔气流动力学以及OSA严重程度的影响

The main pathogenesis of obstructive sleep apnea hypopnea syndrome is the upper airway stenosis or occlusion which causes repeat hypopnea or apnea during sleep due to various factors. The external manifestation of obstructive sleep apnea hypopnea syndrome is changes of upper airway aerodynamics parameters, but the innate character is dysfunction of upper airway ventilation. Open-mouth breathing is a common symptom for patients with OSAHS. Studies indicated open-mouth breathing leads to morphological changes of velopharyngeal cavity and oropharyngeal cavity, higher total upper airway resistance, increased pharyngeal airway collapse. There were some relevance between open-mouth breathing and obstructive sleep apnea hypopnea syndrome. The frequency and duration of sleep disorder events increased, and the oxygen saturation of blood decreased with the increasing time spent on open-mouth breathing. We hypothesis, open-mouth breathing cause some pharyngeal morphological changes, the changes of pharyngeal morphology are the basis of changes of pharyngeal aerodynamics, and the changes of pharyngeal aerodynamics are the direct cause of obstructive sleep apnea hypopnea syndrome.The numerical simulation of upper airway aerodynamics will be perform in our study, and the computational fluid mechanics is used to exposit the relationship between the morphological changes of pharyngeal lumen and the severity of OSA.

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)的病理学机制为各种原因导致睡眠时上气道反复狭窄或阻塞，出现低通气或呼吸暂停，其本质为上气道通气功能障碍，其表现为上气道气流动力学变化。张口呼吸是OSAHS患者睡眠时常见的症状之一。研究发现：张口可加重OSAHS患者咽腔狭窄程度，增加上气道通气阻力，使咽腔气道塌陷性升高；张口呼吸睡眠时间的长短与呼吸事件发生次数和持续时间呈正比，与血氧饱和度呈反比。但目前张口呼吸对OSAHS的严重程度的影响机制并不明确。我们假设：张口使咽腔某些形态学测量指标发生变化；这些形态学测量指标的变化，是咽腔局部或整体气流动力学显著改变的原因；咽腔气流动力学的变化，是张口呼吸加重OSAHS患者疾病严重程度的直接原因和表现形式。本研究借助计算流体力学数值模拟分析的方法作为连接咽腔形态测量与OSAHS疾病严重程度的桥梁，探索张口呼吸导致或加重睡眠呼吸障碍性疾病的病理生理学机制。

背景：张口呼吸是阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)患者睡眠期间常见的症状之一。自硬腭平面至舌骨上缘水平的咽腔属于可塌陷气道，其前部由包括舌、软腭以及部分咽侧壁软组织在内的软组织包裹。张口运动可分解为下颌骨体向下以及向后的移动，使包括舌、软腭在内的咽腔软组织压向后方的椎体，导致咽腔管腔形态的改变，是张口呼吸加重OSAHS患者疾病严重程度的结构性基础。.主要研究内容：通过上气道三维重建测量观察分析闭口和张口时OSAHS患者上气道管腔形态学测量指标的差异，观察张口呼吸对咽腔形态的影响趋势，并分析其影响因素；借助于计算流体力学数值模拟，对比张口和闭口时咽腔气流动力学相关指标的变化，综合评价张口对咽腔气流动力学的影响。.重要结果及关键数据：依据OSAHS疾病严重程度将患者分成轻度、中度和重度三组，发现张口导致口咽腔最狭窄截面的横截面积显著缩小，且患者张口度越大，张口所致的口咽腔狭窄程度越大，但张口对腭咽腔最狭窄横截面积的改变没有影响。多元线性回归分析结果提示患者的Friedman舌位评分是影响张口导致的腭咽腔最狭窄横截面积的改变的关键因素，Friedman舌位I型患者张口时腭咽腔最狭窄横截面积甚至有所增加，Friedman舌位IV型患者张口时腭咽腔最狭窄横截面积减小，而对于Friedman舌位II型和Friedman舌位III型组来说，张口对腭咽腔最狭窄横截面积几乎没有影响。从流体力学数值模拟的结果来看，对于Friedman I型的患者来说，张口导致气道的关键负压平面下移，吸气气流流经咽腔可塌陷气道的主要能量损失节段较闭口位时有所缩短，换句话说张口位时咽腔可塌陷气道的气道阻力反而降低。而对于Friedman IV型的患者来说，张口导致腭咽腔和口咽腔的管腔都明显狭窄，气流流经该区域时发生了更多的能量损耗，间接提示Friedman IV患者的张口增大了气道的阻力。.科学意义：OSAHS患者张口呼吸可导致咽腔形态学显著变化，反映舌和软腭关系的差异的Friedman评分是张口导致咽腔管腔形态变化和咽腔气流动力学改变的关键影响因素。UPPP手术前后由于软腭的缩短可能改变患者的Friedman评分，基于本研究的结果推知习惯性张口呼吸可能是影响UPPP手术疗效的原因之一。