Die Schwere individueller Atemstillstandsereignisse in der Diagnostik der obstruktiven Schlafapnoe

Obstruktive Schlafapnoe (OSA) ist eine weit verbreitete nächtliche Atmungsstörung, die durch vollständige (Apnoe) und partielle (Hypopnoe) Atemaussetzer während des Schlafs gekennzeichnet ist 1. OSA ist mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen, erhöhter Sterblichkeitsrate und Beeinträchtigung der Lebensqualität verbunden 2-4. Seine Prävalenz wird auf 9–27 % in der Bevölkerung mittleren Alters geschätzt, und es wird erwartet, dass die Prävalenz in Zukunft zunehmen wird 5,6.

Derzeit ist der am häufigsten verwendete diagnostische Parameter für OSA der Apnoe-Hypopnoe-Index (AHI), der auf der Anzahl von Apnoen und Hypopnoen während des Schlafs basiert, wobei deren Dauer sowie die Dauer und Tiefe der damit verbundenen Entsättigungsereignisse vernachlässigt werden. Bei Erwachsenen wird OSA diagnostiziert, wenn der Patient 1) AHI≥5 Ereignisse/h mit damit verbundenen Symptomen (z. B. übermäßige Tagesmüdigkeit (EDS)) oder eine medizinische oder psychiatrische Störung (z. Bluthochdruck oder Stimmungsstörung) oder 2) AHI ≥ 15 Ereignisse/h 7.

Zuvor haben die Ermittler neue Parameter eingeführt, die als Schweregrad der Obstruktion, Dauer der Obstruktion, Schweregrad der Entsättigung, Dauer der Entsättigung und angepasster AHI bezeichnet werden und die Anzahl, Dauer und Morphologie einzelner Obstruktionsereignisse (d. h. Apnoen, Hypopnoen und Sauerstoffentsättigungen) 8,9. Wir haben gezeigt, dass diese Parameter die Schweregradschätzung von OSA verbessern können und dass der individuelle Schweregrad des Atemaussetzereignisses stärker mit erhöhter Mortalität und kardiovaskulären Morbiditäten verbunden ist als herkömmliche AHI8,10,11 . Das Potenzial dieser Parameter zur Verbesserung der Beurteilung des OSA-Schweregrads wurde bisher nur anhand ambulanter polygraphischer Aufzeichnungen ohne EEG-Registrierung untersucht. Daher berücksichtigen die Parameter keine Hypopnoen, gefolgt von Erregung (aber nicht Entsättigung). Darüber hinaus berücksichtigen die Parameter keine Apnoen, denen keine Entsättigung folgt, und neue Parameter müssen verfeinert werden, um auch solche Ereignisse zu berücksichtigen, um ihren prognostischen Wert weiter zu erhöhen.

Es ist bekannt, dass Alter und Body-Mass-Index (BMI) positiv mit der Prävalenz von OSA zusammenhängen12,13. Darüber hinaus ist der AHI in Rückenlage höher und Apnoen länger als in Seitenlage14-16. Es ist jedoch nicht gründlich untersucht, ob die Schwere einzelner Obstruktionsereignisse im Laufe der Zeit fortschreitet und welche Faktoren diese Progression beeinflussen.

EDS ist ein häufiges Symptom von OSA und kann mit verschiedenen Methoden gemessen werden. Die am weitesten verbreiteten Methoden sind der Epworth Sleepiness Scale (ESS)-Fragebogen, der die subjektive Schläfrigkeit misst, der Multiple Sleep Latency Test (MSLT) und der Maintenance of Wakefulness Test (MWT), die die Schläfrigkeit objektiv messen. Die Korrelation zwischen dem ESS-Score und dem Schweregrad der OSA (d. h. Anzahl der Obstruktionsereignisse) haben sich als schlecht erwiesen 17. Obwohl gezeigt wurde, dass MSLT und MWT bessere Korrelationen mit Tagesfunktionen aufweisen als ESS, bleiben ihre Korrelationen mit AHI und dem Erregungsindex weiterhin schwach18. Daher muss untersucht werden, ob der Schweregrad einzelner Atemstillstandsereignisse besser mit MSLT und MWT korreliert und somit die Tagessymptome genauer erklärt werden.

Es hat sich gezeigt, dass zwischen Patienten mit identischen AHI-Werten die Dauer einzelner Apnoen und Hypopnoen sowie die Dauer, Tiefe und Fläche individueller Entsättigungen signifikant unterschiedlich sein können 19. Längere und tiefere Obstruktionsereignisse könnten als schädlicher angesehen werden als kürzere und flachere Ereignisse, da sie mit einer erhöhten Sterblichkeitsrate bei Patienten mit mittelschwerer oder schwerer OSA verbunden sind 8. Dennoch wurde nicht gründlich untersucht, ob bei Patienten mit schwerer OSA ein identischer AHI vorliegt Werte Schlafeffizienz oder Bluthochdruck hängen mit der Schwere individueller Atemstillstandsereignisse zusammen und ob diese Beziehung durch die Schlafposition moduliert wird.

Positionstherapie (PT), die Vermeidung der Rückenlage während des Schlafs, ist die Behandlung der Wahl für Positionspatienten (PP), die nur oder die meisten Apnoen/Hypopnoen beim Schlafen in Rückenlage haben 22. Patienten ohne Positionslage (NPP) haben viele Apnoen/Hypopnoen beim Schlafen sowohl in Rückenlage als auch in Seitenlage. Für diese Patienten ist Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) die Behandlung der Wahl, jedoch haben viele Patienten große Schwierigkeiten, sich an CPAP zu halten, und daher möchten die Forscher den therapeutischen Wert von PT für diese NNP bewerten. Da Apnoen/Hypopnoen beim Schlafen in Rückenlage stärker sind als in Seitenlage.15, 16 PT für diese Patienten könnte eine wertvolle Behandlung darstellen. Eine Frage, die die Ermittler auch in diesem Projekt untersuchen wollen.

In diesem Forschungsprojekt wollen die Forscher diese Defizite in der Diagnostik von OSA angehen. Das Hauptziel besteht darin, die Schweregradschätzung von OSA zu verbessern, indem die neuen Parameter für die Diagnose von OSA weiter verfeinert werden. Diese Verbesserungen der Parameter werden vorgenommen, um die schädlichen Folgen der Krankheit zu verhindern und die begrenzten Behandlungsressourcen gezielt auf die Bedürftigsten richten zu können.

2. HYPOTHESEN UND ZIELE

In diesem Forschungsprojekt gehen die Forscher die Grenzen von AHI an und verfeinern die neuen Parameter, die in unseren früheren Arbeiten eingeführt wurden. Um dies zu erreichen, werden vier Ziele verfolgt. Zunächst soll untersucht werden, ob der Schweregrad einzelner Atemaussetzer mit der Zeit fortschreitet und wie unterschiedliche Störfaktoren (z. BMI, Schlafposition und Geschlecht) beeinflussen diesen Verlauf. Die Forscher glauben, dass einzelne Ereignismerkmale eine wichtige Rolle bei der Gesamtschwere von OSA spielen. Das aktuelle Wissen über den Verlauf von OSA ist auf eine Anzahl von Ereignissen beschränkt, während die detaillierten Veränderungen in den einzelnen Ereignismerkmalen bisher nicht gründlich untersucht wurden. Dies ist ein großer Mangel, da der Schweregrad des Ereignisses als klinisch signifikant angesehen werden kann und mit dem Risiko einer OSA-bedingten Mortalität und kardiovaskulären Morbidität in Verbindung gebracht wurde. Das zweite Ziel ist die Verbesserung unserer kürzlich entwickelten neuartigen Parameter, um eine noch genauere Einschätzung des Schweregrads zu ermöglichen, indem eine detailliertere Analyse von Hypopnoe-Ereignissen, gefolgt von Erregungs- und Apnoe-Ereignissen, die keine Entsättigungen induzieren, eingeschlossen wird. Diese detailliertere Analyse kann die Schätzung der OSA-bedingten Mortalität und des Auftretens von Komorbiditäten verbessern und die Unterscheidung der zu behandelnden Patienten verbessern, aber sie kann auch Ärzten helfen, die beste individuelle Behandlungsmethode für jeden Patienten auszuwählen. Das dritte Ziel des Forschungsprojekts ist die Bewertung der Korrelation von exzessiver Tagesschläfrigkeit (EDS) mit der individuellen Schwere des Atemstillstands, der Schlafstruktur sowie der Häufigkeit und dem Auftreten kortikaler Arousals. Da EDS ein großes Problem darstellt, das die Lebensqualität beeinträchtigt, könnte die Suche nach wirksamen Maßnahmen zur Erkennung von Faktoren hinter EDS dazu beitragen, die Behandlung dieser Patienten zu verbessern und ihre Lebensqualität zu verbessern. Das vierte Ziel besteht darin, zu untersuchen, ob der prozentuale Anteil der Zeit mit gestörter Atmung an der Gesamtschlafzeit bei Patienten mit schwerer OSA und ähnlichen AHI-Werten mit der Schlafeffizienz oder dem Bluthochdruck zusammenhängt und ob sich dieser Anteil in Abhängigkeit von Störfaktoren (z. BMI, Bluthochdruck und Anteil des Schlafs in Rückenlage). Eine detailliertere Charakterisierung von Patienten mit schwerer OSA könnte den Ärzten helfen, die Patienten zu erkennen, die am dringendsten eine wirksame Behandlung benötigen.

Das fünfte Ziel ist die Beurteilung des therapeutischen Werts der Positionstherapie (PT) bei schwerer NPP. Diese Einschätzung ist von Interesse, da viele Patienten mit schwerer OSA, die mit CPAP behandelt werden sollten, aufgrund der Schwierigkeiten, die CPAP-Behandlung einzuhalten, nicht behandelt werden. Diese Verhaltenstherapie könnte eine Teillösung darstellen, bis diese Patienten Gewicht verlieren, eine Operation (HNO oder Adipositas) oder den Einsatz von Zahngeräten in Betracht ziehen oder CPAP eine weitere Chance geben.

Es ist wichtig zu beachten, dass NPP durch Gewichtsverlust zu PP 23 werden kann und PT daher keine Teillösung, sondern eine radikalere Lösung darstellen könnte.

2. FORSCHUNGSPLAN UND METHODEN

Die geplante Forschung umfasst fünf Arbeitspakete, die das Erreichen der Projektziele ermöglichen sollen.

Arbeitspaket I: Fortschreiten einzelner Obstruktionsereignisse im Laufe der Zeit – retrospektive Folgestudie In diesem Paket untersuchen wir, wie die Dauer einzelner Apnoe- und Hypopnoe-Ereignisse sowie Dauer, Tiefe und Fläche einzelner Entsättigungsereignisse im Laufe der Zeit fortschreiten. Es wird untersucht, wie verschiedene Störfaktoren (z. Alter, BMI, Schlafposition und Geschlecht) beeinflussen den Verlauf der individuellen Schwere des Atemstillstandsereignisses. Dieses Paket basiert auf polysomnographischen (PSG) Aufzeichnungen von etwa 400 Patienten mit Verdacht auf OSA, die mit Geräten von Embla (Natus Medical Incorporated, Pleasanton, CA, USA) oder Rembrandt (Natus Medical Incorporated, Pleasanton, CA, USA) aufgezeichnet und mit der RemLogic-Software analysiert wurden in der Abteilung für Schlafstörungen, Lowenstein Hospital - Rehabilitation Center, Raanana, Israel. Bei allen Patienten wurden zwei bis drei PSG-Aufzeichnungen zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt, zu Studienbeginn und nach 3, 5, 10 Jahren oder mehr. Diese polygraphischen Aufzeichnungen wurden in Übereinstimmung mit den von der AASM spezifizierten Standardrespirationsregeln und basierend auf der klinischen Praxis im Lowenstein Hospital zum Zeitpunkt der Analyse analysiert. Basierend auf den analysierten Aufzeichnungen wird der Schweregrad einzelner Obstruktionsereignisse mit maßgeschneiderten MATLAB-Funktionen (Matlab R2014b, MathWorks Inc., Natick, MA, USA) berechnet. Der Schweregrad einzelner Obstruktionsereignisse wird zwischen den verschiedenen Zeitpunkten für jeden Patienten und auf Gruppenebene verglichen. Die Gruppierung der Patienten erfolgt basierend auf den Störfaktoren (z. BMI, Geschlecht, Schlafposition, AHI und Alter des Patienten).

Arbeitspaket II: Optimierung der diagnostischen Parameter von OSA, die den Schweregrad einzelner Atemstillstandsereignisse einbeziehen Entsättigung). Darüber hinaus soll bewertet werden, ob Apnoen mehr Gewicht beigemessen werden sollte als Hypopnoen, während gleichzeitig der Gesamtschweregrad der OSA abgeschätzt wird. In diesem Paket werden laborinterne PSG-Aufzeichnungen (n = 7540), einschließlich EEG, die in der Abteilung für Schlafstörungen des Löwenstein-Krankenhauses – Rehabilitationszentrum für Patienten mit klinischem Verdacht auf OSA durchgeführt und analysiert wurden, untersucht. Außerdem werden die grundlegenden anthropometrischen Daten und Informationen zu Mortalität und Komorbiditäten erhoben. Alle Aufzeichnungen wurden gemäß den von der AASM definierten Standardrespirationsregeln und basierend auf der klinischen Praxis im Lowenstein Hospital analysiert. Neuartige Parameter und der Schweregrad einzelner Obstruktionsereignisse werden mit maßgeschneiderten MATLAB-Funktionen berechnet. Die berechneten Schweregrad-Indizes basierend auf den erweiterten und den ursprünglichen Schweregradparametern der Obstruktion werden mit der Inzidenz von OSA-bedingter Mortalität und Komorbiditäten verglichen.

Die Informationen zu Sterblichkeit, Todesursache und Komorbiditäten werden hoffentlich vom Gesundheitsministerium eingeholt.

Arbeitspaket III: Auswirkung der Schwere einzelner Obstruktionsereignisse auf übermäßige Tagesmüdigkeit In diesem Paket untersuchen die Untersucher den Zusammenhang zwischen der Schwere einzelner Atemstillstandsereignisse und übermäßiger Tagesmüdigkeit gemessen mit objektiven Mitteln (d. h. Multiple Sleep Latency Test (MSLT) und Aufrechterhaltung des Wachheitstests (MWT)). Darüber hinaus wird untersucht, welche Informationen aus PSG-Aufzeichnungen (z. Häufigkeit und Dauer der kortikalen Erregung, Schlafstruktur oder Schweregrad einzelner Obstruktionsereignisse) korreliert am besten mit übermäßiger Tagesschläfrigkeit und sollte daher bei der Einschätzung des Schweregrads von OSA berücksichtigt werden. Es werden klinische laborinterne PSG-Aufzeichnungen (n=3000) von Patienten mit Verdacht auf OSA verwendet, die in der Abteilung für Schlafstörungen des Löwenstein-Krankenhauses – Rehabilitationszentrum mit den Embla-Geräten und der RemLogic-Software durchgeführt und analysiert wurden. Die Werte der neuartigen Parameter und der Schweregrad einzelner Obstruktionsereignisse werden unter Verwendung von maßgeschneiderten MATLAB-Funktionen und ihrer Korrelation mit Ergebnissen objektiver Tests zur Messung übermäßiger Tagesmüdigkeit (d. h. MSLT und MWT) untersucht werden.

Arbeitspaket IV: Unterschiede im Schweregrad einzelner Obstruktionsereignisse zwischen Patienten mit schwerer OSA In diesem Paket werden die Patienten mit schwerer OSA mit AHI abgeglichen und die prozentuale Zeit der Atemstörung von der gesamten Schlafzeit zwischen diesen Patienten verglichen. Die Patientenpopulation besteht aus 463 Patienten, bei denen eine schwere OSA diagnostiziert wurde, nachdem eine vollständige PSG-Aufzeichnung über Nacht in der Abteilung für Schlafstörungen des Lowenstein Hospital – Rehabilitation Center durchgeführt wurde. Es wird untersucht, ob sich die prozentuale Zeit der gestörten Atmung von der Gesamtschlafzeit zwischen den Patienten mit ähnlichem AHI unterscheidet und ob dies mit unterschiedlichen Ergebnismaßen (z. Bluthochdruck und Schlafeffizienz). Weiterhin soll untersucht werden, ob dieser Prozentsatz durch verschiedene Störfaktoren (z.B. Geschlecht, BMI und Schlafposition).

Arbeitspaket V: Die Bewertung des therapeutischen Werts der Positionstherapie für Patienten mit schweren Non-Positional-Patienten (NPP) In diesem Paket werden die Forscher den therapeutischen Wert der Positionstherapie (PT) bewerten, d. H. Die Vermeidung der Rückenlage während des Schlafes, wie eine Behandlungsalternative für schwer lageunempfindliche Patienten (NPP), die den kontinuierlichen positiven Atemwegsdruck (CPAP) nicht einhalten konnten. Die Patientenpopulation besteht aus den gleichen 463 Patienten, bei denen eine schwere OSA diagnostiziert wurde, nachdem eine vollständige PSG-Aufzeichnung über Nacht in der Abteilung für Schlafstörungen des Loewenstein-Krankenhauses – Rehabilitationszentrum durchgeführt wurde. Bei dieser Patientengruppe werden die Forscher die Wirkung des Schlafens nur in der Seitenlage (PT) beurteilen und die Beurteilung der Schwere der Erkrankung wird nach herkömmlichen und neuen Methoden berechnet, die zuvor von unserer Forschungsgruppe entwickelt wurden.