Ikke-invasiv måling av respirasjonsanstrengelse

Søvnapné er den vanligste lidelsen som observeres i praksisen med søvnmedisin og er ansvarlig for mer sykelighet og dødelighet enn noen annen søvnforstyrrelse.(1) Selv om det ble karakterisert for over 40 år siden, har søvnapné først nylig fått anerkjennelse som en av verdens mest utbredte udiagnostiserte lidelser. På grunn av tilhørende sykelighet og dødelighet har søvnapné blitt identifisert som et stort folkehelseproblem. For tiden diagnostiseres søvnapné ved å utføre en søvnundersøkelse. Dette krever at en pasient overnatter i et søvnlaboratorium mens han overvåkes, noe som ofte er upraktisk for pasienter og er relativt dyrt å utføre. Utviklingen av en enhet som muliggjør enkel hjemmeovervåking av pasienter ved vurdering av søvnapné, vil være en betydelig utvikling innen søvnmedisin.

Differensiering av obstruktiv søvnapné (OSA) fra sentral søvnapné er et viktig aspekt ved diagnostisering og behandling av OSA. Ved sentrale apnéer/hyponeas skyldes manglende luftstrøm manglende respirasjonsanstrengelse. I OSA fortsetter pusteanstrengelsen, men luftstrømmen forhindres av en tilstoppet luftvei. Mer nylig har subtile obstruktive hendelser uten en definert desaturasjon, karakterisert ved økende respirasjonsanstrengelser mot en delvis lukket luftvei og avsluttet av en opphisselse, blitt beskrevet som Upper Airway Resistance Syndrome (UARS). UARS kan føre til somnolens på dagtid på grunn av disse hyppige opphisselsene. Selv om nasalt trykksignal har blitt brukt som et surrogat, krever det per definisjon å skille UARS fra OSA bruk av esophageal manometri. Dette syndromet er preget av økt motstand i øvre luftveier (IUAR) som ble definert av stadig mer negativt inspiratorisk øsofagustrykk. (2) For bedre å forstå den kliniske betydningen av esophageal manometri, la oss kort gjennomgå litt grunnleggende fysiologi. Å puste krever at inspirasjonsmusklene genererer tilstrekkelig kraft til å overvinne den elastiske rekylen i brystveggen og lungene, friksjonsmotstanden i lunge- og brystveggvevet og friksjonsmotstanden til luftstrøm gjennom luftveiene. På slutten av inspirasjonen er den potensielle energien som er lagret i vevet i lungene og brystveggen tilgjengelig for å tillate rask passiv utånding når inspirasjonsmusklene slutter å trekke seg sammen og den utstrakte kraften forsvinner. Alle intratorakale strukturer utsettes for trykket som genereres av pusten. Spiserøret er et tynnvegget muskelrør som, sett fra lungefysiologers syn, er ideelt plassert i brysthulen mellom lungeoverflaten og brystveggen. Måling av differensialtrykksendringer i lumen i spiserøret reflekterer nøyaktig endringer i intratorakalt trykk. Disse endringene i intratorakalt trykk gjenspeiler i sin tur inspiratorisk innsats og har blitt gullstandarden for å oppdage og kvantifisere inspiratorisk innsats.

Dessverre krever måling av esophageal manometri plassering av et esophageal kateter via nesen eller munnen. Denne prosedyren er invasiv, tidkrevende og krever spesialisert opplæring. Av denne grunn utføres ikke esophageal manometri rutinemessig under søvnstudier, selv om det utføres hos pasienter ved WRAMC søvnlaboratoriet som mistenkes for å ha UARS. I stedet for esophageal manometri, er den mest brukte metoden for å overvåke respiratorisk innsats å registrere thoraxburekspansjon. I denne prosedyren plasseres bånd rundt brystkassen og magen. Endringen i omkrets av disse to avdelingene med pust måles. Denne prosedyren gir en kvalitativ endring i inspiratorisk volum og paradoksal bevegelse av brystkassen eller magen kan indikere innsats mot en lukket eller delvis kollapset luftvei. Denne enheten er upraktisk for selvpåføring av pasienter. Gitt begrensningene til sistnevnte prosedyre og den invasive karakteren av esophageal manometri, vil en ikke-invasiv kvantitativ metode for å måle respirasjonsanstrengelse være et betydelig fremskritt innen søvnmedisin.

I løpet av de siste fem årene har etterforskere fra Advanced Brain Monitoring, Inc. utviklet og validert Apnea Risk Evaluation System (ARES). Denne enheten ble opprinnelig utviklet for å gi en svært nøyaktig metode for hjemmediagnostisering av OSA som maksimerte pasientkomfort og brukervennlighet. ARES Unicorder ble designet som et enkeltstedssystem (pannen) for å oppnå oksygenmetning, puls, snorking, luftstrøm (nesetrykk) og hodeposisjon/bevegelse. Nylig fastslo etterforskere at en rekke signaler som ble innhentet med Unicorder kunne brukes til å måle respirasjon.(1) Pulsasjoner observert i de røde og infrarøde optiske signalene som brukes til å beregne oksygenmetning og pannesensorens trykksignal ser ut til å reflektere endringer i sentrale venetrykk. Disse dataene har blitt betegnet som målingen for venetrykk/respirasjonsbevegelse (FVP/RM) i pannen. Hvis FVP/RM-data viser seg å korrelere med esophageal manometridata, vil den lenge etterspurte ikke-invasive kvantitative målingen av intratorakalt trykk og respirasjonsanstrengelse være tilgjengelig. Dette vil representere et betydelig fremskritt i den diagnostiske evalueringen av søvnforstyrrelser.

For å bedre illustrere hvordan pannens venetrykk kan reflektere intrathorax trykk, la oss igjen se litt fysiologi. Under inspirasjon synker det sentrale venetrykket (CVP) og hjelper til med å returnere blod til hjertet. Endringer i pleura- og intratorakalt trykk på grunn av respirasjon reflekteres av og kan times til endringer i sentralt venetrykk. Når de ligger tilbake, er de indre og ytre halsvenene åpne og gir den primære cerebrale og overfladiske pannevenøse returen. Kommunikasjonen mellom vena cava superior og venene i hodet gjør at intratorakale trykkendringer reflekteres av de overfladiske venene i hodet. På en måte tilbyr pannevenene et direkte væskefylt kateter inn i thoraxhulen, og når den korrekte trykkkraften påføres mot skallen, kan respirasjonsanstrengelsen knyttet til venøse trykkendringer måles nøyaktig.

Oppsummert krever nåværende evaluering av UARS esophageal manometri testing, en invasiv og tidkrevende prosedyre for nøyaktig diagnose. For tiden eksisterer det ingen ikke-invasive kvantitative metoder for å måle intratorakale trykkendringer knyttet til respirasjonsanstrengelse. Denne studien er en pilotforsøk av en ny ikke-invasiv metode for å bestemme intratorakalt trykk. Hvis intrathoraxtrykkdata fra denne enheten viser seg å korrelere med esofgeal manometridata, kan dette ha betydelige implikasjoner på måten UARS blir diagnostisert på. Denne teknologien har også potensial til å utvikle et ikke-invasivt middel for å måle CVP.