快速上颌扩弓在儿童阻塞性睡眠呼吸暂停中的研究进展
2023-07-14钟榕槟黄敏方
钟榕槟 黄敏方
【关键词】 快速上颌扩弓；阻塞性睡眠呼吸暂停；儿童
中图分类号：R783.5 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2023.06.013
儿童阻塞性睡眠呼吸暂停（obstructive sleep apnea，OSA）是一种严重的睡眠呼吸障碍疾病，是儿童在睡眠中反复发生上气道狭窄，通气不畅，导致低氧和异常的睡眠结构，引起一系列身体、心理异常变化，若未能及时诊断及有效干预，会引起严重的并发症，如颌面部发育异常、神经认知功能受损、心血管功能异常等，甚至随着年龄的增长发展为成人OSA，严重影响儿童的生长发育、身心健康［1］。目前儿童OSA的病因和诊治涉及多个学科，诊断及治疗标准不一，呈现出多学科交叉发展的趋势，其中与口腔医学的关系尤为密切，口腔治疗中的快速上颌扩弓（rapid maxillary expansion，RME）在儿童OSA中发挥着重要的作用。本文就RME应用于儿童OSA的适应证、类型、临床疗效等研究现状进行综述。
1 儿童OSA的概况
1.1 儿童OSA的流行病学
关于儿童OSA的发病率，各研究报道具有差异性，主要原因可能是诊断标准、目标人群及使用方法等不同。据报道［2］，儿童单纯鼾症患病率为1%～17%，儿童OSA的发生发展具有两个高峰期，第一个高峰期为2～8岁，无性别差异性，可能是腺样体和/或扁桃体肥大导致，发病率为0.9%～5.8%。第二个高峰期在青春期，具有性别差异，多见于男孩，可能与青春期脂肪沉积有关，随着肥胖率的增加，肥胖儿童的OSA患病率高达33%～76%［3-4］。
1.2 儿童OSA的病因
儿童OSA的发病机制较为复杂，多种因素均可导致OSA的发生［4］。从颅颌面解剖结构异常看，腺样体和扁桃体肥大、肥胖、颅颌面畸形等原因均可导致上气道解剖结构狭窄，其中腺样体、扁桃体肥大是儿童OSA发生的主要原因。肥胖、炎症标志物和促炎因子会促进上气道淋巴组织过度增生，上气道体积减小，周围软组织塌陷［5］。研究发现［6-7］，肥胖儿童的胸腹壁脂肪的增加会使患者的呼吸功能下降，睡眠过程中血氧降低，二氧化碳增加，出现低氧血症及高碳酸血症风险加大，OSA发生的可能性增加，這说明肥胖是影响OSA严重程度的重要因素。
神经肌肉功能、呼吸中枢调控异常也可使上气道梗阻，引起OSA的发生。在神经运动系统活跃的清醒状态下，吸气时由膈肌产生的咽内负压和上气道肌肉（主要是颏舌肌）向外扩张作用和使咽腔保持通畅，睡眠时的神经肌肉张力降低，导致咽腔的横截面积减小，气流受限［8］。上呼吸道扩张肌中枢调控异常时，扩张肌无法进行代偿扩张呼吸［9］。另有研究发现［10］，OSA儿童对高碳酸血症的呼吸反应是正常的，异常的呼吸中枢调控即使有作用也是微乎其微。因此，呼吸调控异常是否是OSA发生的危险因素，临床还需要进一步加大样本量来研究证实。
遗传和环境因素在儿童OSA的病理生理学中具有重要的作用［11］，尤其具有OSA家族遗传史，家族中出现睡眠呼吸障碍者，直系亲属成员患OSA的概率就会加大。周围烟雾、灰尘、烟草暴露及打鼾等也与OSA的发病有关。
1.3 儿童OSA的诊断标准
儿童OSA诊断不同于成人OSA，《中国儿童阻塞性睡眠呼吸暂停诊断与治疗指南（2020）》［1］将我国儿童OSA的诊断与治疗进行标准化，阻塞性呼吸暂停低通气指数（obstructive apnea/hypopnea index，OAHI）是阻塞性睡眠暂停、混合性呼吸暂停、阻塞性低通气次数的总和与睡眠时间（小时）之比，当OAHI≥1次/小时，多导睡眠图显示阻塞性低通气，睡眠时间超过四分之一患有PaCO2＞50 mmHg高碳酸血症，并至少伴有以下的一项：①打鼾；②吸气相鼻腔压力波形变平坦；③胸腹矛盾呼吸，即可明确儿童OSA的诊断。临床诊断需要根据儿童的病史及体格检查，结合多导睡眠图监测，进行多因素综合分析，而不是单纯依靠某一个指标。
2 RME应用于儿童OSA的适应证
RME疗法是一种矫治儿童OSA伴腭盖高拱、牙弓狭窄、牙弓宽度不调的上颌骨，增加上气道总容积，可有效改善OSA临床症状及患者的颌面部美观和完善口颌系统功能的正畸治疗方法［12］。其主要适用于8～14岁的替牙期和恒牙早期的OSA患儿，在此范围内年龄越小，骨缝扩开的作用越明显，产生牙周并发症的可能性越小，并能使颅颌面生长发育趋向于正常，8岁前儿童骨缝尚未闭合，使用RME会导致腭部软组织因牵拉而损伤，随着生长发育，青少年在14～16岁时腭中缝开始骨组织沉积，由纤维结合完全转变成骨结合，单纯RME效果不明显。若成人患者使用RME时须配合颊侧骨皮质切开术。RME应用于上颌严重拥挤或者严重上颌牙弓狭窄、宽度不调（后牙反牙合）的OSA儿童患者，上颌发育不足进行前方牵引的安氏Ⅲ类错牙合畸形也可以同时使用RME疗法扩展。上颌骨狭窄、横向发育不足的自发矫正概率较低，会造成颌面部美观失调，口颌系统功能异常。若这类OSA儿童患者不能及时获得干预治疗，其OSA症状会加重，颌面部肌肉及颌骨的不良发育更加严重。
3 RME的类型及作用原理
RME的矫治器主要有三种类型：单纯矫形力、混合矫形正畸力和功能性扩展［12］。对于腭盖高拱或上牙弓狭窄导致的儿童OSA患者，主要采用矫形力扩展上颌骨宽度，RME使矫形力通过上颌后牙传递到腭中缝，促使腭中缝的结缔组织被牵张后产生新的骨组织，从而增加上颌基骨和牙弓的宽度。RME产生的机械牵张力可以导致腭中缝的内皮生长因子生成增加，从而促进血管和新骨的生成［13］。RME治療过程中每天使用专用钥匙转动螺旋器，每次转四分之一圈，每天2到3次，10天后牙弓可扩大6 mm左右，扩弓直到所需要的牙弓宽度，随后RME继续戴用保持3～6个月使腭中缝的骨组织重新钙化沉积。目前临床上常用的上颌快速扩弓装置主要有Hyrax扩弓矫治器、Hass扩弓矫治器、Schwarz扩弓矫治器、种植体辅助快速上颌扩弓器等。
4 RME的临床疗效
研究表明［14］，使用RME进行正畸治疗具有短期疗效，治疗OSA有显著性改善。一项荟萃分析发现［15］，RME可使上颌骨发育趋向于正常化，使OSA儿童的呼吸暂停低通气指数（AHI）降低70%，并将最低血氧饱和度提高至5.7%。一项长达12年的随访研究也证实了RME治疗OSA患者后上气道的通畅长期稳定［16］。RME不仅可以改善OSA儿童的颅面畸形，引导颌面部结构正常生长，还使夜间血氧饱和度增加，呼吸紊乱指数明显降低，夜间觉醒次数减少，进一步促进儿童患者生长发育。
关于RME与其他治疗方法联合治疗的疗效。一名8岁患儿患有睡眠不宁，伴有鼾声、重度呼吸暂停、下颌后倾、口呼吸、上下颌骨明显横倾、中度牙列拥挤和前牙张开咬合，口腔锥形束CT（CBCT）显示会厌前部明显塌陷，气道明显狭窄，使用RME疗法、会厌部成形术和舌根缩小术联合治疗，患者AHI从21.8次/小时降到0.6次/小时，平均血氧饱和度从96.5%提升到98.1%，氧减饱和事件从23.4次/小时下降到1次/小时［17］。有研究首次报道了［18］RME和持续气道正压通气（CPAP）疗法同时使用能成功治疗儿童重度OSA，该例患儿的上颌骨狭窄和中度扁桃体肥大，出现肌肉强直、骨骼发育不良、面部畸形，单纯使用CPAP不能耐受，当RME与CPAP联合使用时，AHI进一步降低至2.4次/小时，随着气道压力的降低，患儿对CPAP的依从性更好，耐受力提高。腺扁桃体手术切除后配合RME治疗，AHI大幅度降低，患儿的睡眠质量得到明显提高，生长发育趋于正常化［19］。儿童OSA的复发可能在治疗后的几年，为了防止复发，临床上推荐肌功能治疗作为后续治疗，可获得良好的疗效。以上的联合疗法说明儿童OSA的诊断与治疗属于跨学科性质，同时RME是一种治疗OSA儿童患者有效的正畸辅助性治疗。目前单纯的上颌扩弓对OSA的治疗效果仍存在争议，若患者存在正畸治疗指征，可考虑将RME作为辅助性治疗。单纯RME疗法对于儿童OSA的临床疗效，尚且需要进一步研究。
但也有学者认为，RME对上气道上部体积扩张作用仅具有短期的效果，长期的稳定无法维持，儿童OSA经过早期正畸治疗后，仍约有57.5％的患儿存在残余的OSA［20-22］。儿童OSA观察等待比RME治疗更有效，随着生长发育，儿童OSA的临床症状会自行缓解、消退，因此不建议进行腺样体、扁桃体手术切除，不使用RME辅助治疗儿童OSA只进行观察等待，其OSA临床症状可能会减轻甚至消失［23-24］。但在儿童时期造成的缺氧并发症或颌面部发育的异常，因不能得到及时诊治，有可能使颌面部畸形加重，儿童的生长发育及身心健康可能会受到严重影响。
5 RME对OSA儿童颌面部结构的影响
5.1 对上气道结构的影响
目前RME应用于OSA儿童上气道影响的相关研究较少，研究发现［25］，根据硬腭平面、第二颈椎平面、会厌平面将上气道容积分为上、中、下三部分，使用RME后，这三部分的容积显著性增加，血氧饱和度增加，呼吸暂停低通气指数明显减少。一项研究表明［26］，26例伴有上颌骨狭窄的OSA儿童行RME治疗后，上气道鼻咽、腭咽容积、鼻咽部最小横截面积显著性增加，舌咽部无明显变化，说明RME可有效治疗儿童OSA。
5.2 对口腔的影响
RME对儿童OSA口腔的影响可能是扩弓器治疗后患者的口腔空间增大，舌运动范围加大，使咽部组织扩张。扩宽上颌骨骨性支撑结构的横向发育不足，从根本上解决了咽腔狭窄，促进骨骼发育，扩大气道容量，改善肌肉力量及口腔气流量，气道容量可增加26%［27］。因此，RME治疗产生扩大的口腔体积，有助于舌体、气道软组织正常结构的恢复。
5.3 对鼻腔的影响
大多数健康儿童对腺扁桃体切除术的一线治疗反应良好，但20%的儿童OSA对腺扁桃体切除术无效，可能是鼻-颌畸形尚未得到有效的改善。RME可扩宽患者的鼻腔侧壁，降低腭穹窿高度，鼻中隔形态改建，偏曲程度减小，鼻腔容积增大，这些均降低了鼻腔气流阻力，使吸气时咽气道最大负压减小，改善鼻呼吸功能，这有助于缓解儿童OSA鼻腔不通畅症状［28-29］。RME可在腭中缝扩宽5.91 mm，鼻腔和咽腔的体积随之增加了31%，对正常的呼吸功能和运动表现有很大的帮助，这可能是因为鼻腔扩大后气流量增加，咽部气道被撑开，或是上颌后部的扩张使咽上部组织扩张，引起神经肌肉的改变从而使鼻咽部扩大［30］。RME治疗OSA儿童腭中缝开放，鼻骨宽度、全上气道、鼻腔、咽腔和口咽体积显著增加，儿童慢性鼾症和阻塞性睡眠呼吸暂停的疗效是肯定的，可以恢复和改善患者因阻塞性睡眠呼吸障碍消失鼻腔的正常气流。
RME可以显著缩小腺样体和扁桃体的大小，使气道通畅，这归功于鼻内瓣水平的体积增加，这种鼻腔体积的扩张会降低鼻腔中的空气流速和阻力，从而减少气流对淋巴组织的刺激［31-32］。此外，改善的鼻气流产生低于大气压的吸气压力，从而减少咽气道的塌陷，气道中的淋巴组织受到的刺激也减轻；RME疗法可使呼吸外周阻力降低，利于肺活量、潮气量增加，肺通气量及呼吸功能获得改善，说明RME对呼吸肌的生理功能产生积极的影响［33］。
6 小结
综上所述，RME可改善气道狭窄引起的睡眠障碍，但儿童OSA的发生发展及远期预后尚不明确，是否是成人OSA的前期表现还是发生于不同人群中的两种疾病，还需要多学科进行探索。口腔正畸科医生在OSA儿童生长发育期间干预口腔面部结构生长，可使患者免于错牙合和繁琐的治疗，如CPAP和各种手术，对全身性疾病的适当诊断和管理可以防止生活质量降低、治疗延误，降低发病率以及在某些情况下的病死率。
参 考 文 献
［1］中国儿童OSA诊断与治疗指南制订工作组，中华医学会耳鼻咽喉头颈外科学分会小儿学组，中华医学会儿科学分会呼吸学组，等.中国儿童阻塞性睡眠呼吸暂停诊断与治疗指南（2020）［J］.中华耳鼻咽喉头颈外科杂志，2020，55（8）： 729-747.
［2］高雪梅.儿童睡眠呼吸障碍与口腔医学治疗［J］.华西口腔医学杂志，2014，32（4）：319-322.
［3］KANG K T， WENG W C， LEE P L， et al. Age-and gender-related characteristics in pediatric obstructive sleep apnea［J］.Pediatr Pulmonol， 2022， 57（6）：1520-1526.
［4］XIAO L， SU S P， LIANG J， et al. Analysis of the risk factors associated with obstructive sleep apnea syndrome in Chinese children［J］.Front Pediatr， 2022， 10：900216.
［5］NEWMARCH W， WEILER M， CASSERLY B.Obesity cardiomyopathy：the role of obstructive sleep apnea and obesity hypoventilation syndrome［J］.Ir J Med Sci， 2019， 188（3）：783-790.
［6］张丰珍，王桂香，许志飞，等.儿童重度OSAHS睡眠结构及相关因素分析［J］.临床耳鼻咽喉头颈外科杂志，2019，33（5）：441-446.
［7］TONG Y B， UDUPA J K， SIN S， et al. MR image analytics to characterize the upper airway structure in obese children with obstructive sleep apnea syndrome［J］.PLoS One， 2016， 11（8）：e0159327.
［8］KERR S L， KOHRMAN M H.Polysomnographic abnormalities in Duchenne muscular dystrophy［J］.J Child Neurol， 1994， 9（3）：332-334.
［9］BROCKBANK J C.Update on pathophysiology and treatment of childhood obstructive sleep apnea syndrome［J］.Paediatr Respir Rev， 2017， 24：21-23.
［10］MARCUS C L， GOZAL D， ARENS R， et al. Ventilatory responses during wakefulness in children with obstructive sleep apnea［J］.Am J Respir Crit Care Med， 1994， 149（3 Pt 1）：715-721.
［11］CAMPBELL A J， MATHER S J， ELDER D E.Obstructive sleep apnea risk factors and symptoms in children with a known parental obstructive sleep apnea diagnosis［J］.Sleep Med， 2021， 78：149-152.
［12］劉从华，毛琴，王春林.上颌横向扩弓技术的应用及研究进展［J］.口腔疾病防治，2020，28（11）：689-697.
［13］张卫兵，王林.上颌快速扩弓腭中缝血管内皮生长因子的时空表达与新骨形成的相关性研究［J］.华西口腔医学杂志，2014，32（6）：561-565.
［14］BARIANI R C， BADREDDINE F R， YAMAMOTO L H， et al. Rapid maxillary expansion in patient with obstructive sleep apnea：case report［J］.Sleep Sci， 2022， 15（Spec 1）：293-299.
［15］CAMACHO M， CHANG E T， SONG S A， et al. Rapid maxillary expansion for pediatric obstructive sleep apnea：a systematic review and meta-analysis［J］.Laryngoscope， 2017， 127（7）：1712-1719.
［16］PIRELLI P， SAPONARA M， GUILLEMINAULT C.Rapid maxillary expansion （RME） for pediatric obstructive sleep apnea：a 12-year follow-up［J］.Sleep Med， 2015， 16（8）：933-935.
［17］GRACCO A， BRUNO G， DE STEFANI A， et al. Combined orthodontic and surgical treatment in a 8-years-old patient affected by severe obstructive sleep apnea：a case-report［J］.J Clin Pediatr Dent， 2018， 42（1）：79-84.
［18］ PEANCHITLERTKAJORN S， ASSAWAKAWINTIP T， PIBULNIYOM M， et al. Successful treatment of a child with Schwartz-Jampel syndrome using rapid maxillary expansion and CPAP［J］.J Clin Sleep Med， 2021， 17（3）：601-604.
［19］ TEMPLIER L， ROSSI C， MIGUEZ M， et al. Combined surgical and orthodontic treatments in children with OSA：a systematic review［J］.J Clin Med， 2020， 9（8）：2387.
［20］GIUDICE A L， SPINUZZA P， RUSTICO L， et al. Short-term treatment effects produced by rapid maxillary expansion evaluated with computed tomography：a systematic review with meta-analysis［J］.Korean J Orthod， 2020， 50（5）：314-323.
［21］NIU X W， DI CARLO G， CORNELIS M A， et al. Three-dimensional analyses of short- and long-term effects of rapid maxillary expansion on nasal cavity and upper airway：a systematic review and meta-analysis［J］.Orthod Craniofac Res， 2020， 23（3）：250-276.
［22］ VILLA M P， RIZZOLI A， RABASCO J， et al. Rapid maxillary expansion outcomes in treatment of obstructive sleep apnea in children［J］.Sleep Med， 2015， 16（6）：709-716.
［23］ FERN?NDEZ-BARRIALES M， LAFUENTE-IB?EZ DE MENDOZA I， ALONSO-FERN?NDEZ PACHECO J J， et al. Rapid maxillary expansion versus watchful waiting in pediatric OSA：a systematic review［J］.Sleep Med Rev， 2022， 62：101609.
［24］CHAN K C， AU C T， HUI L L， et al. How OSA evolves from childhood to young adulthood：natural history from a 10-year follow-up study［J］.Chest， 2019， 156（1）：120-130.
［25］FASTUCA R， PERINETTI G， ZECCA P A， et al. Airway compartments volume and oxygen saturation changes after rapid maxillary expansion：a longitudinal correlation study［J］.Angle Orthod， 2015， 85（6）：955-961.
［26］杜林娜，于连峰，李丹.上颌快速扩弓治疗儿童OSAHS療效及相关上气道结构改变的研究［J］.山东医学高等专科学校学报，2020，42（5）：324-326.
［27］STORTO C J， GARCEZ A S， SUZUKI H， et al. Assessment of respiratory muscle strength and airflow before and after microimplant-assisted rapid palatal expansion［J］.Angle Orthod， 2019， 89（5）：713-720.
［28］聂萍，陶丽，孙蕙珺，等.手术辅助上颌骨快速扩弓对鼻气道流场特征的影响［J］.中国口腔颌面外科杂志，2018，16（3）：237-241.
［29］娄珊，刘盈盈，罗春花，等.上颌快速扩弓治疗后上气道变化的CBCT特征［J］.中国临床新医学，2018，11（11）：1072-1077.
［30］GARCEZ A S， SUZUKI S S， STORTO C J， et al. Effects of maxillary skeletal expansion on respiratory function and sport performance in a Para-athlete—A case report［J］.Phys Ther Sport， 2019， 36：70-77.
［31］YOON A， ABDELWAHAB M， BOCKOW R， et al. Impact of rapid palatal expansion on the size of adenoids and tonsils in children［J］.Sleep Med， 2022， 92：96-102.
［32］IWASAKI T， YOON A， GUILLEMINAULT C， et al. How does distraction osteogenesis maxillary expansion （DOME） reduce severity of obstructive sleep apnea？［J］.Sleep Breath， 2020， 24（1）：287-296.
［33］ABATE A， CAVAGNETTO D， FAMA A， et al. Short term effects of rapid maxillary expansion on breathing function assessed with spirometry： a case-control study［J］.Saudi Dent J， 2021， 33（7）：538-545.
（收稿日期：2022-07-22 修回日期：2022-09-03）
（編辑：潘明志）
