Svårighetsgraden av individuella andningsupphörande händelser vid diagnostik av obstruktiv sömnapné

Obstruktiv sömnapné (OSA) är en utbredd nattlig andningsstörning som kännetecknas av fullständig (apné) och partiell (hypopné) andningsupphör under sömn 1. OSA är kopplat till hjärt-kärlsjukdom, ökad dödlighet och försämring av livskvalitet 2-4. Dess prevalens har uppskattats till 9-27 % bland medelålders befolkning och prevalensen förväntas öka i framtiden 5,6.

För närvarande är den vanligaste diagnostiska parametern för OSA apné-hypopnéindex (AHI) baserat på antalet apnéer och hypopnéer under sömnen, utan att försumma deras varaktighet och även varaktigheter och djup av relaterade desaturationshändelser. Hos vuxna diagnostiseras OSA om patienten har 1) AHI≥5 händelser/timme med associerade symtom (t. överdriven sömnighet under dagen (EDS) eller medicinsk eller psykiatrisk störning (t.ex. hypertoni eller humörstörning) eller 2) AHI≥15 händelser/h 7.

Tidigare har utredarna introducerat nya parametrar som kallas obstruktionsallvarlighet, obstruktionslängd, desaturationsallvarlighet, desaturationsvaraktighet och justerad AHI som inkluderar antal, varaktighet och morfologi för individuella obstruktionshändelser (dvs. apnéer, hypopnéer och syrgasdesaturationer) 8,9.vi har visat att dessa parametrar kan förbättra uppskattningen av svårighetsgraden av OSA och att svårighetsgraden av den individuella andningsupphörande händelsen är starkare kopplad till ökad mortalitet och kardiovaskulära sjukligheter än konventionella AHI8,10,11 . Potentialen hos dessa parametrar att förbättra bedömningen av OSAs svårighetsgrad har tidigare endast undersökts med användning av ambulerande polygrafiska inspelningar utan EEG-registrering. Därför tar inte parametrarna hänsyn till hypopnéer följt av upphetsning (men inte desaturation). Dessutom tar parametrar inte hänsyn till apnéer som inte följs av desaturation och nya parametrar måste förfinas för att även ta hänsyn till sådana händelser för att ytterligare öka deras prognostiska värde.

Det är känt att ålder och kroppsmassaindex (BMI) är positivt relaterade till förekomsten av OSA12,13. Vidare är AHI högre och apnéer längre i ryggläge jämfört med lateral position14-16. Det är dock inte noggrant undersökt om svårighetsgraden av enskilda obstruktionshändelser fortskrider över tiden och vilka faktorer som påverkar denna progression.

EDS är ett vanligt symptom på OSA och det kan mätas med olika metoder. De mest använda metoderna är Epworth Sleepiness Scale (ESS) frågeformulär som mäter subjektiv sömnighet och Multiple Sleep Latency Test (MSLT) och Maintenance of Wakefulness Test (MWT) som mäter sömnighet objektivt. Korrelationen mellan ESS-poäng och svårighetsgraden av OSA (dvs. antal obstruktionshändelser) har visat sig vara dåligt 17. Dessutom, även om MSLT och MWT har visat sig ha bättre korrelationer med dagtidsfunktioner än ESS, är deras korrelationer med AHI och arousalindex fortfarande svaga18. Därför måste det undersökas huruvida svårighetsgraden av individuella andningsupphörande händelser är bättre korrelerad med MSLT och MWT och därmed förklara symtomen under dagtid med större noggrannhet.

Det har visats att mellan patienter med identiska AHI-värden kan varaktigheterna för individuella apnéer och hypopnéer och varaktigheter, djup och områden av individuella desaturationer skilja sig markant 19. Längre och djupare obstruktionshändelser kan anses vara mer skadliga än kortare och grundare händelser eftersom de är kopplade till ökad dödlighet hos patienter med måttlig eller svår OSA 8. Ändå har det inte undersökts noggrant om det hos patienter med svår OSA med identisk AHI värden sömneffektivitet eller högt blodtryck är relaterat till svårighetsgraden av individuella andningsupphörande händelser och om detta förhållande är modulerat av sovposition.

Positionell terapi (PT), undvikandet av ryggläge under sömn är den behandling som väljs för Positionella patienter (PP) som har endast eller de flesta av apnéerna/hypopnéerna medan de sover i ryggläge 22. Icke positionella patienter (NPP) har många apnéer/hypopnéer under sömnen i både rygg- och sidoställning. För dessa patienter är Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) behandlingsvalet, men många patienter har stora svårigheter att följa CPAP och därför skulle utredarna vilja bedöma det terapeutiska värdet av PT för dessa NNP. Eftersom apnéer/hypopnéer är allvarligare när man sover i ryggläge än i lateral ställning.15, 16 PT för dessa patienter skulle kunna representera en värdefull behandling. Det är en fråga som utredarna också vill bedöma i det här projektet.

I detta forskningsprojekt vill utredarna ta itu med dessa brister i diagnostiken av OSA. Huvudsyftet är att förbättra uppskattningen av svårighetsgraden av OSA genom att ytterligare förfina de nya parametrarna för diagnostik av OSA. Dessa förbättringar av parametrarna kommer att göras för att förhindra de skadliga konsekvenserna av sjukdomen och för att kunna rikta de begränsade behandlingsresurserna till de som har störst behov.

2. HYPOTES OCH MÅL

I detta forskningsprojekt tar forskarna sig an begränsningarna av AHI och förfinar de nya parametrar som introducerats i våra tidigare artiklar. För att uppnå detta kommer fyra mål att genomföras. Det första målet är att undersöka om svårighetsgraden av individuella andningsuppehåll fortskrider över tiden och hur olika förvirrande faktorer (t.ex. BMI, sovställning och kön) påverkar denna utveckling. Utredarna tror att individuella händelseegenskaper har en stor roll i den övergripande svårighetsgraden av OSA. Den nuvarande kunskapen om utvecklingen av OSA är begränsad till antalet händelser medan de detaljerade förändringarna i de individuella händelseegenskaperna inte har undersökts noggrant tidigare. Detta är en stor brist eftersom svårighetsgraden av händelsen kan anses vara kliniskt signifikant och har associerats med risken för OSA-relaterad mortalitet och kardiovaskulär sjuklighet. Det andra syftet är att förbättra våra nyligen utvecklade nya parametrar för att ge ännu mer exakt uppskattning av svårighetsgraden genom att inkludera mer detaljerad analys av hypopnéhändelser följt av upphetsning och apnéhändelser som inte inducerar desaturationer. Denna mer detaljerade analys kan förbättra uppskattningen av OSA-relaterad dödlighet och förekomst av samsjukligheter och förbättra diskrimineringen av patienter som behöver behandlas, men den kan också hjälpa läkare att välja den bästa individuella behandlingsmetoden för varje patient. Det tredje syftet med forskningsprojektet är att utvärdera sambandet mellan överdriven sömnighet under dagen (EDS) med den individuella andningsupphörande händelsen svårighetsgrad, sömnstruktur och frekvens och förekomst av kortikala upphetsningar. Eftersom EDS är ett stort problem som minskar livskvaliteten, kan effektiva åtgärder för att identifiera faktorer bakom EDS hjälpa till att förbättra behandlingen av dessa patienter och förbättra deras livskvalitet. Det fjärde syftet är att undersöka huruvida den procentuella tiden för störd andning från den totala sömntiden är relaterad till sömneffektivitet eller hypertoni hos patienter med svår OSA med liknande AHI-värden och om denna procentandel förändras beroende på förvirrande faktorer (t. BMI, högt blodtryck och andelen liggande sömn). Mer detaljerad karakterisering av patienter med svår OSA kan hjälpa klinikerna att känna igen de patienter som har det mest akuta behovet av effektiv behandling.

Det femte syftet är att bedöma det terapeutiska värdet av positionsterapi (PT) för svår NPP. Denna bedömning är av intresse eftersom många patienter med svår OSA som bör behandlas med CPAP inte behandlas på grund av svårigheterna att följa CPAP-behandling. Denna beteendemässiga behandling skulle kunna representera en partiell lösning tills dessa patienter går ner i vikt, överväger operation (ÖNH eller bariatrisk) eller användning av tandvård eller ger CPAP en ny chans.

Det är viktigt att notera att genom att gå ner i vikt kan NPP bli PP 23 och därmed kan PT inte representera en partiell utan en mer radikal lösning.

2. FORSKNINGSPLAN OCH METODER

Den planerade forskningen omfattar fem arbetspaket utformade för att kunna nå projektmålen.

Arbetspaket I: Progression av individuella obstruktionshändelser över tid - retrospektiv uppföljningsstudie I detta paket kommer vi att utforska hur varaktigheten av individuella apné- och hypopnéhändelser och varaktigheten, djupet och området för individuella desaturationshändelser utvecklas över tiden. Det kommer att undersökas hur olika störande faktorer (t.ex. ålder, BMI, sovställning och kön) påverkar utvecklingen av den individuella andningsupphörandets svårighetsgrad. Detta paket är baserat på polysomnografiska (PSG) inspelningar av cirka 400 patienter med misstänkt OSA registrerade med Embla (Natus Medical Incorporated, Pleasanton, CA, USA) eller Rembrandt (Natus Medical Incorporated, Pleasanton, CA, USA) och analyserade med hjälp av RemLogic-programvara vid sömnstörningsenheten, Lowenstein Hospital - Rehabilitation Center, Raanana, Israel. För alla patienter gjordes två - tre PSG-inspelningar vid olika tidpunkter, vid baslinjen och efter 3, 5, 10 år eller mer. Dessa polygrafiska inspelningar analyserades i enlighet med standard andningsreglerna specificerade av AASM och baserade på klinisk praxis på Lowenstein Hospital vid analystillfället. Baserat på de analyserade inspelningarna kommer svårighetsgraden av enskilda hinderhändelser att beräknas med hjälp av skräddarsydda MATLAB-funktioner (Matlab R2014b, MathWorks Inc., Natick, MA, USA). Allvarligheten av enskilda obstruktionshändelser kommer att jämföras mellan de olika tidpunkterna för varje patient och på gruppnivå. Gruppering av patienterna kommer att göras baserat på de störande faktorerna (t.ex. patienternas BMI, kön, sovställning, AHI och ålder).

Arbetspaket II: Optimering av diagnostiska parametrar för OSA som inkluderar svårighetsgraden av individuella andningsupphörande händelser. I detta paket kommer de nya parametrarna att förfinas ytterligare genom att lägga till funktioner för att även inkludera apnéer som inte följs av desaturationer och hypopnéer följt av upphetsning (men inte desaturation). Vidare är syftet att utvärdera om apnéer bör tillmätas större vikt än hypopnéer samtidigt som man uppskattar den övergripande svårighetsgraden av OSA. I detta paket kommer laboratorieinspelningar av PSG (n=7540) inklusive EEG som utförts och analyseras vid sömnstörningsenheten, Lowenstein Hospital - Rehabiliteringscenter för patienter med klinisk misstanke om OSA att studeras. De grundläggande antropometriska data och information om dödlighet och samsjukligheter kommer också att samlas in. Alla inspelningar analyserades enligt standard andningsreglerna definierade av AASM och baserade på klinisk praxis på Lowenstein Hospital. Nya parametrar och svårighetsgraden av enskilda hinderhändelser kommer att beräknas med hjälp av skräddarsydda MATLAB-funktioner. De beräknade svårighetsindexen baserade på förbättrade och ursprungliga obstruktionsallvarlighetsparametrar kommer att jämföras med incidensen av OSA-relaterad mortalitet och samsjukligheter.

Informationen om dödlighet, dödsorsak och samsjuklighet kommer förhoppningsvis att erhållas från hälsoministeriet.

Arbetspaket III: Effekten av svårighetsgraden av individuella obstruktionshändelser på överdriven sömnighet under dagtid I ​​detta paket undersöker utredarna korrelationen mellan svårighetsgraden av individuella andningsupphörande händelser och överdriven sömnighet under dagtid mätt med objektiva medel (dvs. Multiple Sleep Latency Test (MSLT) och Maintenance of Wakefulness Test (MWT)). Vidare kommer det att studeras vilken information som erhållits från PSG-inspelningar (t.ex. frekvens och varaktighet av kortikal upphetsning, sömnstruktur eller svårighetsgraden av enskilda obstruktionshändelser) är bäst korrelerad med överdriven sömnighet under dagtid och skulle därför vara fördelaktigt att ta hänsyn till när man uppskattar svårighetsgraden av OSA. Kliniska PSG-inspelningar i laboratoriet (n=3000) av patienter med misstänkt OSA, utförda och analyserade vid sömnstörningsenheten, Lowenstein Hospital - Rehabiliteringscenter med Embla-enheterna och RemLogic-mjukvaran, kommer att användas. Värdena för de nya parametrarna och svårighetsgraden av enskilda hinderhändelser kommer att beräknas med hjälp av skräddarsydda MATLAB-funktioner och deras korrelation på resultat av objektiva tester som mäter överdriven sömnighet under dagtid (dvs. MSLT och MWT) kommer att undersökas.

Arbetspaket IV: Skillnader i svårighetsgrad av individuella obstruktionshändelser mellan patienter med svår OSA I detta paket kommer patienter med svår OSA att matchas av AHI och den procentuella tiden för störd andning från total sömntid kommer att jämföras mellan dessa patienter. Patientpopulationen består av 463 patienter som diagnostiserats med svår OSA efter fullständig PSG-registrering över natten, utförd vid sömnstörningsenheten, Lowenstein Hospital - Rehabilitation Center. Det kommer att studeras om den procentuella tiden för störd andning från total sömntid skiljer sig mellan patienter som har liknande AHI och om det är relaterat till olika utfallsmått (t. högt blodtryck och sömneffektivitet). Vidare kommer det att undersökas om denna procentandel är modulerad av olika störande faktorer (t.ex. kön, BMI och sovställning).

Arbetspaket V: Bedömningen av det terapeutiska värdet av Positional Therapy för svåra Non Positional Patienter (NPP) I detta paket kommer utredarna att bedöma det terapeutiska värdet av Positional Therapy (PT), dvs. undvikandet av ryggläge under sömnen, som ett behandlingsalternativ för svåra icke-positionella patienter (NPP) som misslyckades med att hålla sig till Continuous Positive Airway Pressure (CPAP). Patientpopulationen består av samma 463 patienter som diagnostiserats med svår OSA efter fullständig PSG-registrering över natten, utförd vid sömnstörningsenheten, Loewenstein Hospital - Rehabilitation Center. I denna grupp av patienter kommer utredarna att bedöma effekten av att sova endast i lateral hållning (PT) och bedömningen av sjukdomens svårighetsgrad kommer att beräknas enligt konventionella och nya metoder som tidigare utvecklats av vår forskargrupp.