La gravità degli eventi di cessazione della respirazione individuale nella diagnostica dell'apnea ostruttiva del sonno

L'apnea ostruttiva del sonno (OSA) è un disturbo respiratorio notturno prevalente caratterizzato da interruzioni respiratorie complete (apnea) e parziali (ipopnea) durante il sonno 1. L'OSA è collegata a malattie cardiovascolari, aumento del tasso di mortalità e compromissione della qualità della vita 2-4. La sua prevalenza è stata stimata tra il 9 e il 27 % tra la popolazione di mezza età e si prevede che la prevalenza aumenterà in futuro 5,6.

Attualmente, il parametro diagnostico più comunemente utilizzato per l'OSA è l'indice di apnea-ipopnea (AHI) basato sul numero di apnee e ipopnee durante il sonno, trascurando la loro durata e anche la durata e la profondità degli eventi di desaturazione correlati. Negli adulti l'OSA viene diagnosticata se il paziente presenta 1) AHI≥5 eventi/h con sintomi associati (ad es. sonnolenza diurna eccessiva (EDS)) o disturbi medici o psichiatrici (ad es. ipertensione o disturbo dell'umore) o 2) AHI≥15 eventi/h 7.

In precedenza, i ricercatori hanno introdotto nuovi parametri chiamati gravità dell'ostruzione, durata dell'ostruzione, gravità della desaturazione, durata della desaturazione e AHI aggiustato che incorpora il numero, la durata e la morfologia dei singoli eventi di ostruzione (ad es. apnee, ipopnee e desaturazioni di ossigeno) 8,9. abbiamo dimostrato che questi parametri possono migliorare la stima della gravità dell'OSA e che la gravità dell'evento di cessazione respiratoria individuale è più fortemente collegata all'aumento della mortalità e delle morbilità cardiovascolari rispetto all'AHI convenzionale8,10,11 . Il potenziale di questi parametri per migliorare la valutazione della gravità dell'OSA è stato precedentemente studiato solo utilizzando registrazioni poligrafiche ambulatoriali senza registrazione EEG. Pertanto, i parametri non tengono conto delle ipopnee seguite dall'arousal (ma non dalla desaturazione). Inoltre, i parametri non tengono conto delle apnee non seguite da desaturazione e nuovi parametri devono essere perfezionati per tenere conto anche di tali eventi al fine di aumentare ulteriormente il loro valore prognostico.

È noto che l'età e l'indice di massa corporea (BMI) sono positivamente correlati con la prevalenza di OSA12,13. Inoltre, l'AHI è più alto e le apnee più lunghe in posizione supina rispetto alla posizione laterale14-16. Tuttavia, non è stato esplorato a fondo se la gravità dei singoli eventi di ostruzione progredisca nel tempo e quali fattori influiscano su questa progressione.

L'EDS è un sintomo comune dell'OSA e può essere misurato con vari metodi. I metodi più utilizzati sono il questionario Epworth Sleepiness Scale (ESS) che misura la sonnolenza soggettiva e il Multiple Sleep Latency Test (MSLT) e il Maintenance of Wakefulness Test (MWT) che misurano oggettivamente la sonnolenza. Tuttavia, la correlazione tra il punteggio ESS e la gravità dell'OSA (es. numero di eventi di ostruzione) si sono dimostrati scarsi 17. Inoltre, sebbene MSLT e MWT abbiano dimostrato di avere migliori correlazioni con le funzioni diurne rispetto a ESS, le loro correlazioni con AHI e indice di eccitazione rimangono ancora deboli18. Pertanto, è necessario indagare se la gravità degli eventi di cessazione respiratoria individuale sia meglio correlata con MSLT e MWT e, quindi, spiegare con maggiore precisione i sintomi diurni.

È stato dimostrato che tra pazienti con valori AHI identici, la durata delle singole apnee e ipopnee e la durata, la profondità e le aree delle singole desaturazioni possono differire in modo significativo 19. Eventi di ostruzione più lunghi e più profondi potrebbero essere considerati più dannosi di eventi più brevi e meno profondi poiché sono collegati a un aumento del tasso di mortalità nei pazienti con OSA moderata o grave 8. Tuttavia, non è stato studiato a fondo se nei pazienti con OSA grave con identico AHI I valori dell'efficienza del sonno o dell'ipertensione sono correlati alla gravità degli eventi di cessazione respiratoria individuale e se questa relazione è modulata dalla posizione durante il sonno.

La terapia posizionale (PT), l'evitamento della postura supina durante il sonno, è il trattamento di scelta per i pazienti posizionali (PP) che hanno solo o la maggior parte delle apnee/ipopnea durante il sonno in posizione supina 22. I pazienti non posizionali (NPP) hanno molte apnee/ipopnea durante il sonno sia in posizione supina che laterale. Per questi pazienti la pressione positiva continua delle vie aeree (CPAP) è il trattamento di scelta, tuttavia, molti pazienti hanno forti difficoltà ad aderire alla CPAP e quindi i ricercatori vorrebbero valutare il valore terapeutico del PT per questi NNP. Poiché le apnee/ipopnee sono più gravi durante il sonno in posizione supina che in posizione laterale.15, 16 PT per questi pazienti potrebbe rappresentare un valido trattamento. Questo è un problema che gli investigatori vogliono valutare anche in questo progetto.

In questo progetto di ricerca i ricercatori mirano ad affrontare queste carenze nella diagnostica dell'OSA. L'obiettivo principale è quello di migliorare la stima della gravità dell'OSA perfezionando ulteriormente i nuovi parametri per la diagnostica dell'OSA. Questi miglioramenti ai parametri saranno fatti per prevenire le conseguenze dannose della malattia e per poter indirizzare le limitate risorse terapeutiche a coloro che ne hanno più bisogno.

2. IPOTESI E OBIETTIVI

In questo progetto di ricerca i ricercatori affrontano i limiti dell'AHI e perfezionano i nuovi parametri introdotti nei nostri precedenti articoli. Per raggiungere questo obiettivo, verranno intrapresi quattro obiettivi. Il primo obiettivo è esplorare se la gravità delle singole cessazioni respiratorie progredisce nel tempo e in che modo i diversi fattori di confusione (ad es. BMI, posizione durante il sonno e sesso) influenzano questa progressione. I ricercatori ritengono che le caratteristiche dei singoli eventi abbiano un ruolo importante nella gravità complessiva dell'OSA. Le attuali conoscenze sulla progressione dell'OSA sono limitate al numero di eventi, mentre i cambiamenti dettagliati nelle caratteristiche dei singoli eventi non sono stati esplorati a fondo prima. Questo è un grave difetto in quanto la gravità dell'evento può essere considerata clinicamente significativa ed è stata associata al rischio di mortalità correlata all'OSA e morbilità cardiovascolare. Il secondo obiettivo è migliorare i nostri nuovi parametri sviluppati di recente per fornire una stima della gravità ancora più accurata includendo un'analisi più dettagliata degli eventi di ipopnea seguiti da eventi di eccitazione e apnea che non inducono desaturazioni. Questa analisi più dettagliata può migliorare la stima della mortalità correlata all'OSA e dell'incidenza delle comorbilità e migliorare la discriminazione dei pazienti che necessitano di essere trattati, ma può anche aiutare i medici a scegliere il miglior metodo di trattamento individualizzato per ciascun paziente. Il terzo obiettivo del progetto di ricerca è valutare la correlazione tra l'eccessiva sonnolenza diurna (EDS) e la gravità dell'evento di cessazione respiratoria individuale, la struttura del sonno e la frequenza e il verificarsi di risvegli corticali. Poiché l'EDS è un grave problema che riduce la qualità della vita, trovare misure efficaci per riconoscere i fattori alla base dell'EDS potrebbe aiutare a migliorare il trattamento di questi pazienti e migliorare la loro qualità di vita. Il quarto obiettivo è esplorare se la percentuale di tempo di respirazione disturbata rispetto al tempo totale di sonno sia correlata all'efficienza del sonno o all'ipertensione in pazienti con OSA grave con valori di AHI simili e se questa percentuale cambi a seconda di fattori confondenti (ad es. BMI, ipertensione e percentuale di sonno supino). Una caratterizzazione più dettagliata dei pazienti con OSA grave potrebbe aiutare i medici a riconoscere i pazienti con la necessità più urgente di un trattamento efficace.

Il quinto obiettivo è valutare il valore terapeutico della terapia posizionale (PT) per la NPP grave. Questa valutazione è interessante poiché molti pazienti con OSA grave che dovrebbero essere trattati con CPAP non sono stati trattati a causa delle difficoltà ad aderire al trattamento CPAP. Questo trattamento comportamentale potrebbe rappresentare una soluzione parziale fino a quando questi pazienti non dimagriscono, prendono in considerazione la chirurgia (ORL o bariatrica) o l'uso di apparecchi dentali o danno alla CPAP un'altra possibilità.

È importante notare che perdendo peso NPP può diventare PP 23 e quindi PT potrebbe rappresentare una soluzione non parziale ma più radicale.

2. PIANO E METODI DELLA RICERCA

La ricerca pianificata comprende cinque pacchetti di lavoro progettati per consentire il raggiungimento degli obiettivi del progetto.

Pacchetto di lavoro I: progressione dei singoli eventi di ostruzione nel tempo - studio di follow-up retrospettivo In questo pacchetto, esploreremo come la durata dei singoli eventi di apnea e ipopnea e la durata, la profondità e l'area dei singoli eventi di desaturazione progrediscono nel tempo. Verrà indagato come diversi fattori confondenti (ad es. età, indice di massa corporea, posizione durante il sonno e sesso) influenzano la progressione della gravità dell'evento di arresto respiratorio individuale. Questo pacchetto si basa sulle registrazioni polisonnografiche (PSG) di circa 400 pazienti con sospetta OSA registrati con dispositivi Embla (Natus Medical Incorporated, Pleasanton, CA, USA) o Rembrandt (Natus Medical Incorporated, Pleasanton, CA, USA) e analizzati utilizzando il software RemLogic presso l'Unità per i disturbi del sonno, Lowenstein Hospital - Rehabilitation Center, Raanana, Israele. Per tutti i pazienti, sono state condotte due-tre registrazioni PSG in momenti diversi, al basale e dopo 3, 5, 10 anni o più. Queste registrazioni poligrafiche sono state analizzate in conformità con le regole respiratorie standard specificate da AASM e basate sulla pratica clinica nell'ospedale di Lowenstein al momento dell'analisi. Sulla base delle registrazioni analizzate, la gravità dei singoli eventi di ostruzione sarà calcolata utilizzando funzioni MATLAB personalizzate (Matlab R2014b, MathWorks Inc., Natick, MA, USA). La gravità degli eventi di ostruzione individuale sarà confrontata tra i diversi punti temporali per ciascun paziente ea livello di gruppo. Il raggruppamento dei pazienti sarà effettuato sulla base dei fattori confondenti (ad es. BMI, sesso, posizione durante il sonno, AHI ed età dei pazienti).

Pacchetto di lavoro II: Ottimizzazione dei parametri diagnostici dell'OSA che incorpora la gravità degli eventi di cessazione respiratoria individuali In questo pacchetto, i nuovi parametri saranno ulteriormente perfezionati aggiungendo funzioni per includere anche apnee non seguite da desaturazioni e ipopnee seguite da eccitazione (ma non desaturazione). Inoltre, l'obiettivo è valutare se le apnee debbano avere un peso maggiore rispetto alle ipopnee mentre si stima la gravità complessiva dell'OSA. In questo pacchetto, verranno studiate le registrazioni PSG in laboratorio (n=7540) tra cui EEG condotto e analizzato presso l'Unità per i disturbi del sonno, Lowenstein Hospital - Centro di riabilitazione per i pazienti con sospetto clinico di OSA. Verranno inoltre raccolti i dati antropometrici di base e le informazioni sulla mortalità e sulle comorbilità. Tutte le registrazioni sono state analizzate secondo le regole respiratorie standard definite dall'AASM e basate sulla pratica clinica del Lowenstein Hospital. I nuovi parametri e la gravità dei singoli eventi di ostruzione saranno calcolati utilizzando funzioni MATLAB personalizzate. Gli indici di gravità calcolati sulla base dei parametri di gravità dell'ostruzione migliorati e originali saranno confrontati con l'incidenza della mortalità e delle comorbilità correlate all'OSA.

Le informazioni su mortalità, causa di morte e comorbilità si spera siano ottenute dal Ministero della Salute.

Pacchetto di lavoro III: effetto della gravità degli eventi di ostruzione individuale sull'eccessiva sonnolenza diurna In questo pacchetto, i ricercatori indagano sulla correlazione tra la gravità degli eventi di cessazione respiratoria individuale e l'eccessiva sonnolenza diurna misurata con mezzi oggettivi (ad es. Multiple Sleep Latency Test (MSLT) e Maintenance of Wakefulness Test (MWT)). Inoltre, si studierà quali informazioni ottenute dalle registrazioni del PSG (es. frequenza e durata dell'eccitazione corticale, struttura del sonno o gravità dei singoli eventi di ostruzione) è meglio correlata con l'eccessiva sonnolenza diurna e, pertanto, sarebbe utile tenerne conto durante la stima della gravità dell'OSA. Saranno utilizzate le registrazioni cliniche PSG in laboratorio (n=3000) di pazienti con sospetta OSA, condotte e analizzate presso l'Unità per i disturbi del sonno, Lowenstein Hospital - Rehabilitation Center con i dispositivi Embla e il software RemLogic. I valori dei nuovi parametri e la gravità dei singoli eventi di ostruzione saranno calcolati utilizzando funzioni MATLAB personalizzate e la loro correlazione sui risultati di test oggettivi che misurano l'eccessiva sonnolenza diurna (es. MSLT e MWT) saranno studiati.

Pacchetto di lavoro IV: Differenze nella gravità dei singoli eventi di ostruzione tra pazienti con OSA grave In questo pacchetto, i pazienti con OSA grave saranno confrontati per AHI e la percentuale di tempo di respirazione disturbata rispetto al tempo totale di sonno sarà confrontata tra questi pazienti. La popolazione di pazienti è composta da 463 pazienti con diagnosi di OSA grave dopo la registrazione completa del PSG durante la notte condotta presso l'Unità per i disturbi del sonno, Lowenstein Hospital - Rehabilitation Center. Verrà studiato se la percentuale di tempo di respirazione disturbata rispetto al tempo totale di sonno differisce tra i pazienti con AHI simile e se è correlata a diverse misure di esito (ad es. ipertensione ed efficienza del sonno). Inoltre, si verificherà se questa percentuale è modulata da diversi fattori confondenti (ad es. sesso, indice di massa corporea e posizione durante il sonno).

Pacchetto di lavoro V: la valutazione del valore terapeutico della terapia posizionale per i pazienti gravi non posizionali (NPP) In questo pacchetto i ricercatori valuteranno il valore terapeutico della terapia posizionale (PT), ovvero l'evitamento della postura supina durante il sonno, come un'alternativa terapeutica per i pazienti gravi non posizionali (NPP) che non hanno aderito alla pressione positiva continua delle vie aeree (CPAP). La popolazione di pazienti è composta dagli stessi 463 pazienti con diagnosi di OSA grave dopo la registrazione completa del PSG durante la notte condotta presso l'Unità per i disturbi del sonno, Loewenstein Hospital - Rehabilitation Center. In questo gruppo di pazienti gli investigatori valuteranno l'effetto del dormire solo nella postura laterale (PT) e la valutazione della gravità della malattia sarà calcolata secondo metodi convenzionali e nuovi sviluppati in precedenza dal nostro gruppo di ricerca.