Obesity, Sleep Apnea, the Airway and Anesthesia
毛庆祥 于春锐 王景阳
第二军医大学附属长海医院麻醉科 上海200433
Department of Anesthesiology, Changhai Hospital, The Second Military Medical University, Shanghai 200433  <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

ABSTRACT

The incidence of Obstructive sleep apnea (OSA) is greatly increased and it is now a common involved disorder in ENT department. The review gives a detailed description of etiology, diagnosis, pathophysiology and major problems might be encountered during perioperative period, especially the proper management on airway patency in OSA. All of these may give clinical anesthesia a good reference.
　keywords:Obstructive sleep apnea;Airway;Intubation;Anesthesia
　Corrseponding auther:Qing-xiang Mao;E-mail:yishengzhijia@hotmail.com

一、     前言

近期许多文献指出，目前对阻塞性睡眠呼吸暂停（obstructive sleep apnea, OSA）病人的围术期处理发生灾难性的呼吸后果是一个大问题^[1-4]。回顾文献显示，灾难性的呼吸后果多由于插管失败、拔管后的气道阻塞或应用镇静药和麻醉性镇痛药后呼吸停止所引起。
　　成年肥胖病人患有OSA的非少见。据测，如果在睡眠过程中进行睡眠研究和检查，24％的男性和9％的女性会被诊断为OSA，临床上有明显症状的男性约有4％，女性约占2％。肥胖是OSA一个独立的重要危险因素，以体重指数BMI>29kg/m²为准，60％--90％OSA病人具有所有肥胖的指标，包括体重指数、腰围、臀围、颈围以及皮褶厚度等均与OSA严重程度直接相关。有OSA的非肥胖病人和许多儿科病人的病因多为颅面和口腔、颜面骨畸形、鼻阻塞和扁桃体肥大。

二、     OSA的定义

OSA是指在每小时睡眠中，不管病人持续努力通气，气流停止时间大于10秒，次数大于或等于5次，伴有动脉血氧饱和度下降大于4％。阻塞性睡眠低通气（obstructive sleep hyponea , OSH）是指睡眠中呼吸气流降低大于50％，并持续10秒以上，每小时发作次数大于或等于15次，同时伴有鼾声，动脉血氧饱和度也可能下降大于4%。OSA和OSH由于增加通气努力而易引起觉醒，使睡眠中断，转而引起白天嗜睡，心肺和大脑皮质功能的改变^[5,6]。

三、成年肥胖病人OSA的病理生理学
　　1．正常咽肌活动
　　咽可分为三部分：腭后咽（或称鼻咽部，位于软腭之后）、舌后咽（或称口咽部，位于舌后）和会厌后咽（或称喉咽部，位于会厌之后），腭后咽、舌后咽和会厌后咽于吸气时通畅系由于腭帆张肌、颏舌肌和舌骨肌各自的收缩。咽部由于前、侧壁缺乏骨组织支持，横膈收缩吸气相时，当鼻腔出现高阻力而产生气道负压，可能使咽部塌陷变窄，容易引起OSA。
　　2．正常睡眠
　　睡眠时上呼吸道的解剖和肌肉功能之间的关系至关重要。成人典型的夜睡眠过程包括非快速眼球运动睡眠（nonrapid eye movement, NREM）4－6期，继之为快速眼球运动睡眠（rapid eye movement, REM）期。有分NREM睡眠为4阶段和REM1阶段，NREM4个阶段即入睡首先进入第1阶段，脑电活动特点为低振幅、高频率；至2阶段出现睡眠梭行波、突发类似α波；至3阶段频率较低而振幅增高；至4阶段为巨形慢波，因而深睡眠脑电特点为有节律性慢波。REM睡眠时，脑电活动为高振幅低频率。NREM期第3、第4阶段和REM期EEG多为慢波，特点是全身肌张力丧失，从而易导致咽部塌陷，塌陷最重要部位为具有顺应性的咽侧壁，是肥胖病人脂肪组织主要沉积之处。
　　在NREM睡眠期间，上呼吸道肌群的规律活动降低，上呼吸道阻力明显增加，可以是苏醒状态的两倍。在REM睡眠时，上呼吸道肌群的活动完全消失，上呼吸道阻力进一步增高。上呼吸道阻力增加和膈肌收缩增强的同时，产生咽部负压。咽部负压越大，咽部塌陷程度就越大。近50％－70％OSA病例中，至少有两部分咽区发生阻塞，腭后咽结合其它一个咽部为最常见。
　　3．肥胖和OSA：咽部病理学和发病率
　　第一，肥胖与咽区大小之间存在负相关，MRI表明咽区缩小是由于咽部脂肪组织的堆积，受累组织有悬雍垂、扁桃腺、扁桃腺柱、舌、杓状会厌襞以及最重要的咽侧壁。咽侧壁的脂肪量与OSA严重程度成正相关。在增加上呼吸道肌群松弛的情况下，也可能引起悬雍垂和会厌之间口咽软壁塌陷。第二，塌陷的咽部通畅决定于越过咽壁的跨壁压（腔内压与腔外压之差）和咽壁的顺应性。如果咽壁顺应性与腔内压（吸气时气道内压）恒定，那么留下决定上呼吸道开放程度的为腔外压。肥胖病人的腔外压因浅表脂肪堆积而增加，即可使上呼吸道受到外部的压迫。OSA的发病率和严重程度与颈围的相关性比全身性肥胖的相关性较密切。第三，许多研究表明，无论节食还是手术减肥引起的体重减轻都可改善OSA的严重程度。
　　4．觉醒
　　在呼吸暂停期间，可发生许多与呼吸相关的重大变化。首先，动脉血氧张力（PaO₂）降低，与初始PaO₂、功能性残气量和暂停持续时间相关。其次，动脉血二氧化碳张力(PaCO₂)增加，与暂停持续时间相关。再其次，在暂停期间，吸气力度逐渐增加，与PaO₂降低和PaCO₂增加两者相关。最后，随着吸气力度逐渐增加，气道内负压也逐渐增加。上述任何一个因素均可使上行网状激活系统内神经传入冲动交流增加，因而可使病人从睡眠中觉醒（表现在EEG活动增加、发声、肢体抽动、转身、喘气或发哼声）。一旦发生觉醒，上呼吸道肌群恢复活动，咽部通气道随之开放，通气得到改善，呼吸重新开始，低氧血症和高二氧化碳血症得到纠正，病人可重新入睡，如此过程可周而复始。觉醒反应原为机体的保护性反射之一，但是反复觉醒影响睡眠质量，达到一定严重程度，最终可引起一系列全身性病理生理改变，包括白天嗜睡和疲劳、晨起头痛、出汗、夜间遗尿、认知力和智力下降以及性格和行为异常。
　　5．OSA的全身性病理生理改变
　　图1指出每次睡眠期间多次反复产生睡眠→觉醒→睡眠，可引起全身性的影响，如呼吸暂停期间PaO₂降低，可引起心动过缓，觉醒后又恢复正常。大约一半呼吸暂停病人有窦性停搏、Ⅱ 房室传导阻滞和窦性心律不齐。当动脉血氧饱和度下降低于60％时，心动过缓和室性逸搏发生率明显增加。OSA病人心律不齐的高发生率致这些病人夜间心绞痛和心肌梗死的发病率较高。
　　OSA病人白天肺循环及体循环高血压似由每次低氧血－高碳酸血症无数次重复产生觉醒增加交感张力所致。50％OSA病人，有白天体循环高血压。其与肥胖、年龄和性别无关。经适当治疗OSA后血压可以降低。白天和夜间肺循环和体循环高血压OSA病人，其右室和左室肥大分别占71％和31％。双重循环高压和双室肥厚、心律不齐、心肌梗死和中风的发病率增加。因而未治疗的中度OSA病人8年累积的死亡率为37％而轻度OSA病人仅为4%。

四、OSA的诊断
　　临床所见OSA 病人，大多有典型体征和症状，包括：肥胖、睡眠时打鼾或呼吸暂停，周期性发哼声和明显的觉醒表现以及白天嗜睡或疲劳。可见初步诊断并非困难，但为了更准确地诊断、分型及评估严重程度，则宜进一步作睡眠研究和检查包括：脑电图（睡眠深度和唤醒），眼动电图（electrooculogram）（判断NREM和REM睡眠），口鼻气流传感器，二氧化碳描记检查（空气的实际流动），响声（鼾声和发哼声），食道压力和胸腹活动（吸气动作），颏下和四肢肌电图，咽肌、颏舌肌和四肢活动，血氧定量法[脉搏、耳垂、经皮以测定脉搏血氧饱和度（SpO₂）]及无创血压和心电图（心血管功能）。市场上已供应有多导睡眠监测仪（polysomography,PSG）可监测上述项目。此外还有颈围测定和BMI定量。颈围增加与OSA相关，OSA病人的颈围为41.1±3.5cm与非OSA病人的颈围38.0±3.5cm相比相差非常显著（p<0.001）。BMI=体重/身高2＝kg/m²，<19.0 kg/m²为偏轻、 19.0-24.9 kg/m²为正常、25.9-29.9 kg/m²为超重、30.0-34.9 kg/m²为肥胖、>35 kg/m²为病态肥胖。90％OSA病人BMI>28kg/m²。
　　呼吸力度同时结合气流监测，可用以判断阻塞性还是中枢性睡眠呼吸暂停。OSA和OSH是指有呼吸动作但无气流，中枢性睡眠呼吸暂停是指没有呼吸动作也没有气流。每小时呼吸暂停和呼吸不足的总次数称为呼吸暂停－低通气指数（apnea-hypopnea index，AHI）用以表明OSA的严重程度，5－15次为轻度、16－30次为中度、>30次为重度。每小时觉醒总次数称为觉醒总次数指数（total arousal index），AHI和觉醒总次数之和称为呼吸紊乱指数（respiratory disturbance index）。中枢性睡眠呼吸暂停（无气流，无动作）通常分别报道。病态肥胖病人需要治疗OSA的平均BMI=48.7（32.4-78.6），年龄为41（28-63），中枢性呼吸暂停只占整个AHI的5.8%。
五、麻醉药对成年OSA病人气道通畅的影响
　　所有中枢抑制性药物都会降低咽扩张肌群的活动，因而可促进四周充满脂肪的咽部塌陷。常用麻醉药可引起咽部塌陷的有：丙泊酚、硫贲妥钠、麻醉性镇痛药、苯二氮卓类、小剂量神经肌肉阻滞剂和N₂O。此外，阿片类药物引起气道阻塞，还可引起通气反应差，接着产生低氧血症和高二氧化碳血症。
　　了解术后干扰睡眠状态的原因是很重要的。术后前3天，疼痛评分最高，往往需要增加镇痛药的需要量，由此，药物导致睡眠期间威胁生命的呼吸暂停的危险性增加。接下来的3天里，疼痛减轻病人回到REM深睡也可导致呼吸暂停威胁生命的危险增加。故OSA病人术后睡眠期间呼吸暂停带来的危险常持续一周左右。
　　不论是药物还是REM深睡导致的咽部塌陷，术后睡眠期间严重打鼾病人的SpO₂下降程度比正常病人为严重。提出对OSA病人，术后维持气道开放的重要性。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

七、结论
　　OSA发病率逐年增加,已成为耳鼻喉科常见病。OSA的发病原因复杂，在多种致病因素中，其发生与上气道的机械性阻塞密切相关，可因鼻咽、腭咽或喉咽等多个气道平面阻塞引起，其中最常见的是腭咽平面的阻塞。目前外科技术解除上气道阻塞为治疗OSA的主要方法。成年肥胖病人疑有或证实存在OSA，则围手术期会有许多困难，威胁生命的问题与气管插管、把管和术后镇痛相关，需要术前加强对病情的了解，明确OSA的严重程度，保证围手术期呼吸、循环稳定与安全。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

参考文献：
1 Benumof JL, et al. J Clin Anesth 2001; 13:144-156.
2 Lofsky A,et AL. Anesthesia Patient Safety Foundation Newsletter 2002; 17:24.
3 Benumof  JL,et al. Anesthesia Patient Safety Foundation Newsletter 2002; 17:39.
4 Benumof  JL,et al. Anesthesia Patient Safety Foundation Newsletter 2002; 17:59.
5 Barthel SW, et al. Med Clin North Am 1999; 83:85-96.
6 Strollo PJ, et al. N Engl J Med 1996; 334:99-10.
7 Siyam MA, et al. Anesth Analg 2002; 95:1098-1102.
8 Benumof  JL,et al. CV Mosby Yearbook, Inc; New York 1999.

毛庆祥 男，原籍江苏，毕业于第二军医大学麻醉专业，现主要从事临床麻醉及疼痛诊疗工作，已发表医学论文6篇。