双相气道正压无创机械通气上呼吸道影像分析

目的应用多层螺旋CT对患者不同通气状态下上呼吸道放射性成像,证实在全身麻醉无自主呼吸的条件下,双相气道正压(bi-level positive airway pressure,BiPAP)无创机械通气能克服上呼吸道阻力,实施有效的机械通气。方法选择拟实施全身麻醉的择期手术患者10例,分别对患者清醒自主呼吸、麻醉诱导后自主呼吸停止、BiPAP无创通气时头颈部正位和侧位作螺旋CT扫描。监测扫描过程的无创血压(NIBP)、脉搏氧饱和度(SpO2)、心率(HR)、自主呼吸频率(RR)。测量上呼吸道各软组织区(软腭后区RP、舌根后区RG、会厌区EPG)的最窄气道横截面左右径、前后径线长度及相应横截面积。结果头部正位麻醉诱导后各软组织区的最窄横截面左右径、前后径线长度及相应横截面积均比清醒时缩小(P<0.05),BiPAP通气时各截面径线和面积与清醒期比较差异仍有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。头部侧位BiPAP通气时各径线和截面积与清醒时比较,差异无统计学意义。EPG区和RG区在BiPAP通气期的侧位截面积明显比正位时增大(P<0.05,P<0.01)。诱导期正、侧位SpO2均明显下降(P<0.01);头部正位BiPAP通气时与诱导期的SpO2比较虽有改善,但差异无统计学意义(P>0.05);头部侧位BiPAP通气时SpO2较诱导期明显升高(P<0.01),基本恢复到清醒期水平(P>0.05)。结论麻醉诱导后上呼吸道的通气面积明显减少,气道通畅度下降;头颈部侧位时上呼吸道各软组织区最狭窄处的通气截面积比正位时显著改善,以会厌区最明显。无明显上呼吸道梗阻性病史的成年患者全身麻醉时,头部侧位BiPAP无创通气能克服上呼吸道阻力,实施有效的机械通气,保证通气和氧合正常。     

双相气道正压无创机械通气时阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者上呼吸道影像分析

目的 应用多层螺旋CT对阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)患者不同通气状态下上呼吸道行放射学成像,分析在全身麻醉无自主呼吸条件下双相气道正压(BiPAP)无创机械通气是否能克服上呼吸道阻力达到有效的机械通气.方法 选择拟行咽腭成形术的OSAS患者10例,手术前常规实施麻醉诱导睡眠.分别对患者清醒状态下自主呼吸(清醒期)、睡眠诱导后意识消失(诱导期)、BiPAP无创机械通气后5 min(通气期)时头部正位和侧位作螺旋CT扫描,测量上呼吸道各软组织区[软腭后区(RP)、舌根后区(RG)、会厌区(EPG)]的最窄气道横截面左右径、前后径长度及相应横截面积,并监测扫描过程中的无创血压(NIBP)、脉搏血氧饱和度(SpO2)、心率(HR)、自主呼吸频率(RR).结果 头颈部正位扫描显示诱导期RP区和EPG区最窄气道横截面左右径、前后径线长度比清醒期明显缩短,各区横截面积明显缩小[RP区:0.00(0.00,0.60)mm2比38.34(10.57,72.76)mm2,RG区:145.16(0.00,183.72)mm2比177.79(111.05,216.27)mm2,EPG区:39.02(7.55,86.36)mm2比154.69(124.74,322.00)mm2,均P＜0.05].通气期各横截面径线和面积较清醒期仍明显缩小(均P＜0.05),但与诱导期差异无统计学意义(均P＞0.05).头部侧位诱导期除RG区左右径外,各区最窄气道横截面左右径、前后径线长度均短于清醒期,横截面积亦缩小[RP区:0.00(0.00,18.74)mm2比61.46(36.77,141.46)mm2,RG区:69.75(35.74,214.83)mm2比287.68(197.01,393.18)mm2,EPG区:17.28(4.37,65.45)mm2比293.76(254.63,374.83)mm2,均P＜0.05].BiPAP通气时各区横截面径线与清醒期比较尚明显缩短,横截面积虽缩小却较诱导期明显回升(均P＜0.05).各期正、侧位NIBP、HR无明显变化,诱导期RR明显受抑制,SpO2降低(均P＜0.05),通气期RR、SpO2与诱导期比较虽有所改善,但差异无统计学意义(均P＞0.05),仍未回复到清醒期水平(均P＜0.05).结论 OSAS患者睡眠诱导后上呼吸道通畅度明显下降,即使将头部侧位后仍未能改善上呼吸道的通畅度,无自主呼吸的状态下应用BiPAP无创机械通气不能克服上呼吸道阻力达到有效通气,需特殊处理保证安全.     

上气道内流动现象与压力分布模拟

目的用计算流体力学模拟的方法和体外模型实验的手段,研究呼吸时真实结构的上气道内的流动状态和压力分布,同时验证数值模拟模型的准确性。方法首先基于磁共振图像,借助Mimics软件重建上气道三维结构。在此真实几何结构基础上,建立上呼吸道内流动的有限元分析模型,以及制作相应的实体模型。模拟并测量呼吸流量为200、400和600 m L/s时的情况,并将数值模型预测的壁面压力分布与实测结果比较。结果如果气道内气流流量相同,吸气时气道两端的压差比呼气时大,即吸气时气道阻力比呼气时大。不同点压力分布的数值计算结果与实体模型测量结果一致。数值模拟结果表明,吸气时气道悬雍垂以及会厌后的舌后区域流动速度较高,悬雍垂下舌后区有涡旋产生。呼气时矢状位鼻咽顶端靠近后壁处,冠状位鼻咽、会厌下口咽处均有涡旋产生。结论数值模型可以准确地模拟上气道的流动状态和压力分布,直观地反映上气道内流动特点。作为非侵入式的工具,气道模型和数值模拟可以在探索阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea,OSA)的发病机制和有效治疗方法的过程中发挥重要作用。     

双相气道正压无创机械通气上呼吸道影像分析

目的 应用多层螺旋CT对患者不同通气状态下上呼吸道放射性成像,证实在全身麻醉无自主呼吸的条件下,双相气道正压(bi-level positive airway pressure,BiPAP)无创机械通气能克服上呼吸道阻力,实施有效的机械通气.方法 选择拟实施全身麻醉的择期手术患者10例,分别对患者清醒自主呼吸、麻醉诱导后自主呼吸停止、BiPAP无创通气时头颈部正位和侧位作螺旋CT扫描.监测扫描过程的无创血压(NIBP)、脉搏氧饱和度(SpO2)、心率(HR)、自主呼吸频率(RR).测量上呼吸道各软组织区(软腭后区RP、舌根后区RG、会厌区EPG)的最窄气道横截面左右径、前后径线长度及相应横截面积.结果 头部正位麻醉诱导后各软组织区的最窄横截面左右径、前后径线长度及相应横截面积均比清醒时缩小(P＜0.05),BiPAP通气时各截面径线和面积与清醒期比较差异仍有统计学意义(P＜0.05,P＜0.01).头部侧位BiPAP通气时各径线和截面积与清醒时比较,差异无统计学意义.EPG区和RG区在BiPAP通气期的侧位截面积明显比正位时增大(P＜0.05,P＜0.01).诱导期正、侧位SpO2均明显下降(P＜0.01);头部正位BiPAP通气时与诱导期的SpO2比较虽有改善,但差异无统计学意义(P＞0.05);头部侧位BiPAP通气时SpO2较诱导期明显升高(P＜0.01),基本恢复到清醒期水平(P＞0.05).结论 麻醉诱导后上呼吸道的通气面积明显减少,气道通畅度下降;头颈部侧位时上呼吸道各软组织区最狭窄处的通气截面积比正位时显著改善,以会厌区最明显.无明显上呼吸道梗阻性病史的成年患者全身麻醉时,头部侧位BiPAP无创通气能克服上呼吸道阻力,实施有效的机械通气,保证通气和氧合正常.     

锥形束CT评价直立体位下上气道正常值:山东地区6-19岁人群测量分析

背景:随着锥形束CT在口腔颅颌面部的应用越来越广泛,明确正常人群的上气道指标对于诊断和预防气道相关的异常有重要意义。目的:确定山东地区6-19岁人群上气道的长度、宽度、横截面积及体积的锥形束CT测量值范围,为山东儿童及青少年上气道阻塞的诊断及治疗提供参考指标。方法:对254例(男120例,女134例)山东地区健康的6-19岁人群的锥形束CT图像进行分析,应用Mimics10.01软件分别测量鼻咽、腭咽、舌咽3个平面的矢状径、横径、横截面积及各部分的体积,确定正常值范围,还利用独立样本t检验分析性别差异,并计算95%置信区间。结果与结论:得出山东地区正常6-19岁人群上气道各径线、横截面积及体积的正常值范围及男女间差异对比,得出8-9岁、10-11岁、16-17岁、18-19岁上气道的部分指标存在性别差异。提示上气道的径线、横截面积及体积的正常值及95%置信区间为本地区青少年儿童上气道阻塞的诊断及评估治疗后上气道恢复解剖形态情况提供参考依据。     

CPAP对OSAS小型猪上气道结构和功能的影响

观察持续气道正压通气(Continuous positive airway pressure,CPAP)对阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)小型猪上气道结构和功能的影响。12只雄性成年小型猪随机分为A、B两组,给予连续22d、6h/d低压低氧处理。之后A组再给予30d、6h/d的CPAP治疗,B组饲养30d。低压低氧处理和CPAP治疗后,小型猪均行咽部CT扫描、口咽部呼吸压力检查,之后处死动物,取咽部组织行光镜检查。咽部CT扫描显示,A组CPAP治疗后舌骨前区,舌骨后区咽腔左右径显著增大(P<0.05),咽腔前后径无显著变化(P>0.05);舌骨前区后壁厚度较治疗前显著增加(P<0.05),侧壁厚度无显著差异(P>0.05);A组CPAP治疗后较B组咽腔前后径数值减小,左右径数值增大,但均无统计学意义(P>0.05)。A组CPAP治疗后软腭区、舌骨前区咽腔后壁显著较B组厚(P<0.05),侧壁厚度较B组无显著差异(P>0.05)。A组CPAP治疗后,咽部吸气负压较治疗前显著减小(P<0.05),亦低于B组(P<0.05)。光镜下,A组CPAP治疗后局部上皮组织增生,固有层炎症细胞浸润;咽肌横纹不清,局部肌纤维结构模糊,肌间隙有脂肪;B组病变程度较A组重。结果提示CPAP治疗使可OSAS小型猪上气道结构和功能趋于正常。     

软腭与阻塞性睡眠呼吸暂停综合征

软腭是鼻粘膜与腭粘膜之间含有肌肉的、活动性的软组织结构，软腭后区(RP区)为上气道中最为狭窄的部位。近年来对阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea syndrome，OSAS)的研究逐渐深入，发现软腭及RP区的解剖学结构和功能的异常与OSAS的发生关系非常密切。     

咽腔的形态学测量及其临床意义

目的：规范咽腔的测量方法,并为阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的病因研究、手术治疗及术后效果的评定提供形态学依据。方法：对１００例正常成人及８４例阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的咽腔进行了测量并将相关数据进行对照研究。结果：发现在上述两组人群之间的悬雍垂基底宽、悬雍垂长、舌腭弓间距、悬雍垂咽后壁间距、悬雍垂舌背间距及咽腭弓间距等项指标存有显著的统计学差异。结论：测量方法简便实用,结果提示该综合征患者的阻塞部位主要在咽峡附近。术式选择以悬雍垂腭咽成形术为主并据阻塞部位的不同辅以其它术式。手术切除软腭时其范围不可过大,应控制在１．５ｃｍ以内     

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者手术前后腭咽测量及临床意义

目的 :为阻塞性睡眠呼吸暂停综合征 (OSAS)患者的病源定位 ,悬雍垂腭咽成形术 (UPPP)手术范围的确定和术后疗效的评定提供依据。方法 :对 2 0例正常人及 45例OSAS患者UPPP术前、术后腭咽部进行解剖测量并将相关数据进行对照分析。结果 :正常人和OSAS患者所测腭咽解剖指标分别为 :软腭长 (2 7.6 8± 7.17)mm ,(2 9.94± 4.71)mm(P <0 .0 5 ) ;悬壅垂宽 (8.40± 1.18)mm ,(10 .74± 1.6 8)mm(P <0 .0 1) ;悬雍垂长 (10 .2 0± 2 .85 )mm ,(11.94± 2 .48)mm(P <0 .0 1) ;咽侧距 (2 3 .70± 7.0 5 )mm ,(19.87± 4.40 )mm(P <0 .0 5 ) ;腭咽距 (12 .36± 3 .97)mm ,(9.80± 2 .90 )mm(P <0 .0 1) ,均存在显著差异。UPPP参照正常人腭咽指标保留软腭长度获得良好的手术效果 ,同时控制了并发症的发生。结论 :腭咽测量法简便实用 ,病源定位准确 ,使手术选择和切除范围更为合理 ,有助于提高疗效。     

大鼠OSAHS模型的建立及其上气道流场特性的数值模拟分析

目的研究大鼠上气道狭窄动物模型的构建方法及上气道狭窄后气流运动特性。方法将3月龄大鼠32只随机分为对照组和模型组,模型组每只大鼠在麻醉状态下给予0.1 mL透明质酸钠溶液软腭悬雍垂黏膜下注射处理。对照组和模型组在同等环境中饲养3月后,对两组动物分别进行CT扫描及呼吸检测。运用计算流体力学方法对比分析对照鼠和模型鼠上气道流场特性。结果 (1)模型组较对照组鼻咽部气道最小截面积明显减少,气道明显狭窄(P<0.05);(2)模型鼠呼吸急促、呼吸周期不稳定、咽腔呼吸波动较强;(3)在呼吸过程中,对照鼠鼻咽气道壁面最大剪应力分布较分散;而模型鼠鼻咽气道壁面最大剪应力分布较集中。结论软腭黏膜下注射透明质酸钠诱发了上气道狭窄,气道狭窄的动物模型与阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)病理学特征类似。上气道狭窄将导致呼吸困难,呼吸周期延长,且剪应力对咽部组织(特别是软腭及悬雍垂)的损伤作用更强,这加剧了咽部组织的力学重建。     

典型男性OSAHS患者上气道气流运动特性的数值模拟

目的 研究典型男性阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症（OSAHS）患者在平静呼吸时上气道气流运动特性,以及气流对软腭和悬雍垂作用的动力特点。方法 基于患者CT影像数据建立可靠的上气道流场几何模型,以临床睡眠监测数据作为数值模拟边界条件的依据,采用低雷诺数的湍流模型计算获得一个完整呼吸周期内上气道气流运动规律。结果OSAHS患者在呼吸过程中,上气道气流流动形式有显著差异。在吸气阶段,上气道腔内流速可达9.808 m/s,最大负压可达-78.856 Pa,鼻腔顶部出现局部回流,软腭受到的最大气流压力为-10.884 Pa,悬雍垂受到的最大气流压力为-51.946 Pa,气流对软腭和悬雍垂造成的最大剪切应力分别为78和311 mPa。在呼气阶段,上气道腔内最大流速为10.330 m/s,最大负压为-51.921 Pa,口咽部和鼻腔顶部均出现局部回流,且口咽部顺时针回流现象显著,软腭受到的最大气流压力为2.603 Pa,悬雍垂受到的最大气流压力为-18.222 Pa,软腭和悬雍垂受到的最大剪切应力分别为51和508 mPa。结论 口咽部是易塌陷的部位,一个呼吸循环过程的数值模拟可以捕捉到上气道流场显著的回流特征,上气道回流直接影响软腭和悬雍垂所受的力,同时也关系到患者呼吸的流畅程度。     

Changes in upper airway resistance during progressive normocapnic hypoxia in patients with obstructive sleep apnoea syndrome

SUMMARY  The responses of the upper airway to progressive normocapnic hypoxia were studied in 6 healthy men and in 6 patients with obstructive sleep apnoea syndrome (OSAS). The upper airway resistance was calculated by the ratio of the laryngeal pressure (measured using a catheter introduced into oesophagus) to the inspiratory flow. Additionally, genioglossal EMG activity (GG-EMG) was measured and analysed. The changes of all variables were analysed individually for each subject. The OSAS patients showed reduced ventilatory response, GG-reactivity and changes in upper airway resistance during progressive hypoxia. It is concluded that impaired reactivity to hypoxic activation (probably due to the process of adaptation of carotid chemoreceptors to nocturnal hypoxia), might reduce the defence abilities of OSAS patients against episodes of obturation in upper airway and obstructive apnoea events.     

Changes in upper airway resistance during progressive normocapnic hypoxia in patients with obstructive sleep apnoea syndrome

The responses of the upper airway to progressive normocapnic hypoxia were studied in 6 healthy men and in 6 patients with obstructive sleep apnoea syndrome (OSAS). The upper airway resistance was calculated by the ratio of the laryngeal pressure (measured using a catheter introduced into oesophagus) to the inspiratory flow. Additionally, genioglossal EMG activity (GG-EMG) was measured and analysed. The changes of all variables were analysed individually for each subject. The OSAS patients showed reduced ventilatory response, GG-reactivity and changes in upper airway resistance during progressive hypoxia. It is concluded that impaired reactivity to hypoxic activation (probably due to the process of adaptation of carotid chemoreceptors to nocturnal hypoxia), might reduce the defence abilities of OSAS patients against episodes of obturation in upper airway and obstructive apnoea events.     

Prevalence of Snoring and High Risk of Obstructive Sleep Apnea Syndrome in Young Male Soldiers in Korea

There are little information on prevalence of obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) and clinical features in the young military population. The purpose of this study was to estimate the prevalence of snoring and high risk of OSAS in young male soldiers in Korea and to identify the risk factors of OSAS. A total of 665 participants (aged 20-23 yr) who visited the Armed Forces Ildong Hospital for regular physical examination were enrolled. All participants completed the Berlin Questionnaire and underwent a physical examination. The participants with high risk for OSAS completed portable sleep monitoring. The prevalence of snoring and high risk of OSAS in young male soldiers in Korea was 13.5% and 8.1%, respectively. The prevalence of high arched palate, tongue indentation, long uvula, large tonsil and retrognathia was significantly higher in the high risk OSAS group. High arched palate, long uvula or low lying soft palate, tonsil size III or IV, Epworth Sleepiness Scale score > 10 and obesity (BMI > 27 kg/m²) were found to independently predict OSAS. For early identification and treatment of young soldiers with OSAS in a military environment, a precise screening by questionnaire and physical examination is needed.     

Nasal CPAP in obstructive sleep apnea: mechanisms of action

Sixteen patients with the obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) were studied for 1-2 h while receiving continuous positive airway pressure (CPAP) delivered via a nasal mask. Obstructive apneas were obliterated in all. Eight patients had studies of genioglossal muscle activity (GG EMG) and one patient had computed tomograms (CT) of the upper airway while on nasal CPAP. The GG EMG studies showed two patterns: suppression and augmentation of GG EMG while on CPAP. The CT scan showed the airway to be narrowed while the patient was awake off CPAP. It returned to a normal caliber when CPAP was applied, despite sleep. These results are interpreted to suggest three potential mechanisms of action for nasal CPAP in OSAS: 1) reduced upper airway resistance due to prevention of sleep-induced collapse of the airway; 2) reduced upper airway resistance due to dilatation of the airway by nasal CPAP beyond its dimension in the awake state; and 3) possible stimulation of mechanoreceptors leading to an increase in airway tone while CPAP is applied.     

鼻腔结构矫正手术对OSAHS患者上气道流场影响的数值分析

目的研究伴鼻腔结构异常的OSAHS患者经鼻腔结构矫正手术后,气道结构形态的改变对患者整个上气道流场分布以及软腭运动姿态的影响。方法基于患者手术前后CT影像学数据,建立上气道及软腭三维有限元模型,采用流固耦合的方法模拟手术前后上气道流场特性及软腭的运动情况。结果手术矫正了异常的鼻腔结构形态,鼻腔及整个上气道阻力明显下降。术后软腭的肥厚水肿明显缓解,其游离缘的运动幅度减小。软腭运动幅度随弹性模量的减小而增大。术后的模拟结果与文献报道的正常人实验与模拟结果接近。结论鼻腔结构矫正手术改变了上气道结构,影响了气流流场的分布和软腭的运动姿态;不同病理生理状态下,软腭弹性模量的变化对其运动姿态有影响。