呼吸努力の非侵襲的測定

睡眠時無呼吸は、睡眠医学の実践で観察される最も一般的な障害であり、他のどの睡眠障害よりも多くの罹患率と死亡率の原因となっています.(1) 40 年以上前に特徴付けられましたが、睡眠時無呼吸は、世界で最も一般的な未診断の障害の 1 つとして認識されたのはごく最近のことです。 関連する罹患率と死亡率により、睡眠時無呼吸は主要な公衆衛生上の懸念として特定されています。 現在、睡眠時無呼吸症候群は睡眠検査を行うことで診断されています。 これには、患者が監視されている間、睡眠検査室に一晩滞在する必要があり、これはしばしば患者にとって不便であり、実行するのに比較的費用がかかります。 睡眠時無呼吸を評価する際に患者を自宅で簡単にモニタリングできるデバイスの開発は、睡眠医学の分野で重要な発展となるでしょう。

閉塞性睡眠時無呼吸 (OSA) と中枢性睡眠時無呼吸の鑑別は、OSA の診断と治療の重要な側面です。 中枢性無呼吸/低呼吸では、気流の欠如は呼吸努力の欠如によるものです。 OSA では、呼吸しようとする努力は続きますが、気道が閉塞しているため気流が妨げられます。 最近では、部分的に閉じた気道に対する呼吸努力の増加を特徴とし、覚醒によって終了する、明確な脱飽和を伴わない微妙な閉塞イベントが、上気道抵抗症候群 (UARS) として説明されています。 UARS は、これらの頻繁な覚醒により、日中の傾眠につながる可能性があります。 鼻圧信号は代用として使用されてきましたが、定義上、UARS と OSA を区別するには食道マノメトリーを使用する必要があります。 この症候群は、ますます負の吸気食道圧によって定義された上気道抵抗 (IUAR) の増加によって特徴付けられます。 (2) 食道マノメトリーの臨床的重要性をよりよく理解するために、いくつかの基本的な生理学を簡単に復習しましょう。 息を吸うには、吸気筋が胸壁と肺の弾性反動、肺と胸壁組織の摩擦抵抗、および気道を通る気流の摩擦抵抗に打ち勝つのに十分な力を生成する必要があります。 吸気の終わりに、肺と胸壁の組織に蓄えられた位置エネルギーが利用可能になり、吸気筋が収縮を止めて膨張力がなくなると、迅速な受動呼気が可能になります。 すべての胸腔内構造は、呼吸によって発生する圧力を受けます。 食道は、肺生理学者の観点から、理想的には肺表面と胸壁の間の胸腔に配置される薄壁の筋肉管です。 食道内腔の差圧変化の測定は、胸腔内圧の変化を正確に反映します。 胸腔内圧のこれらの変化は、吸気努力を反映しており、吸気努力を検出および定量化するためのゴールド スタンダードとなっています。

残念ながら、食道マノメトリーの測定には、鼻または口から食道カテーテルを配置する必要があります。 この手順は侵襲的で時間がかかり、専門的なトレーニングが必要です。 このため、食道マノメトリーは、睡眠研究中に日常的に行われることはありませんが、UARS の疑いがある WRAMC 睡眠研究所の患者に対して行われます。 食道マノメトリーの代わりに、呼吸努力を監視する最も頻繁に使用される方法は、胸郭の拡張を記録することです。 この手順では、胸郭と腹部の周りにバンドが配置されます。 呼吸によるこれら2つのコンパートメントの円周の変化が測定されます。 この手順は、吸気量の質的な変化をもたらし、胸郭または腹部の逆説的な動きは、閉鎖または部分的に虚脱した気道に対する努力を示すことができます。 このデバイスは、患者による自己適用には実用的ではありません。 後者の手順の制限と食道マノメトリーの侵襲的な性質を考えると、呼吸努力を測定するための非侵襲的な定量的方法は、睡眠医学の大きな進歩となるでしょう。

過去 5 年間にわたり、Advanced Brain Monitoring, Inc. の研究者は無呼吸リスク評価システム (ARES) を開発し、検証してきました。 このデバイスは当初、患者の快適さと使いやすさを最大化する、OSA の在宅診断の非常に正確な方法を提供するために開発されました。 ARES Unicorder は、酸素飽和度、脈拍数、いびき、気流 (鼻圧)、頭の位置/動きを取得するための単一部位 (額) システムとして設計されました。 最近、研究者は、Unicorder で取得されていた多数の信号を使用して呼吸を測定できることを突き止めました (1)。 酸素飽和度を計算するために使用される赤と赤外線の光信号と額センサーの圧力信号で観察される脈動は、中心静脈圧の変化を反映しているように見えます。 これらのデータは、額静脈圧/呼吸運動 (FVP/RM) 測定と呼ばれています。 FVP/RM データが食道マノメトリー データと相関することが証明されれば、胸腔内圧と呼吸努力の非侵襲的定量測定が長らく求められてきました。 これは、睡眠時呼吸障害の診断評価における重要な進歩を表しています。

額の静脈圧が胸腔内圧をどのように反映するかをよりよく説明するために、いくつかの生理学をもう一度おさらいしましょう。 吸気中は、中心静脈圧 (CVP) が低下し、血液が心臓に戻るのを助けます。 呼吸による胸膜圧および胸腔内圧の変化は、中心静脈圧の変化によって反映され、タイミングを合わせることができます。 横になっていると、内頸静脈と外頸静脈が開いて、一次大脳および表在額静脈還流を提供します。 上大静脈と頭部の静脈との間の連絡により、胸腔内圧の変化が頭部の表在静脈に反映されます。 ある意味では、額の静脈は、胸腔に液体で満たされたカテーテルを直接提供し、頭蓋骨に対して正しい圧縮力が適用されると、呼吸努力に関連する静脈圧の変化を正確に測定できます。

要約すると、現在の UARS の評価には、正確な診断のための侵襲的で時間のかかる手順である食道マノメトリー検査が必要です。 現在、呼吸努力に関連する胸腔内圧の変化を測定する非侵襲的な定量的手段は存在しません。 この研究は、胸腔内圧を決定する新しい非侵襲的方法のパイロット試験です。 このデバイスからの胸腔内圧データが食道マノメトリー データと相関することが判明した場合、これは UARS の診断方法に重大な影響を与える可能性があります。 この技術は、CVP を測定する非侵襲的な手段を開発する可能性も秘めています。