呼吸努力的无创测量

睡眠呼吸暂停是睡眠医学实践中观察到的最常见的疾病，其发病率和死亡率高于任何其他睡眠障碍。 (1) 尽管 40 多年前就已对睡眠呼吸暂停进行了表征，但直到最近它才被公认为世界上最普遍的未确诊疾病之一。 由于相关的发病率和死亡率，睡眠呼吸暂停已被确定为主要的公共卫生问题。 目前，睡眠呼吸暂停是通过进行睡眠研究来诊断的。 这需要患者在睡眠实验室中过夜，同时接受监测，这对患者来说通常很不方便，而且执行起来相对昂贵。 开发一种允许在评估睡眠呼吸暂停时对患者进行简单家庭监测的设备将是睡眠医学领域的一项重大发展。

区分阻塞性睡眠呼吸暂停 (OSA) 与中枢性睡眠呼吸暂停是诊断和治疗 OSA 的一个重要方面。 在中枢性呼吸暂停/呼吸暂停中，缺乏气流是由于缺乏呼吸努力。 在 OSA 中，呼吸努力仍在继续，但气道阻塞阻碍了气流。 最近，没有明确去饱和度的细微阻塞事件，其特征是对部分闭合气道的呼吸努力增加，并因觉醒而终止，被描述为上气道阻力综合症 (UARS)。 由于这些频繁的觉醒，UARS 会导致白天嗜睡。 尽管鼻压信号已被用作替代指标，但根据定义，区分 UARS 和 OSA 需要使用食管测压法。 该综合征的特征是上气道阻力 (IUAR) 增加，其定义为吸气食管负压增加。 (2) 为了更好地理解食管测压的临床意义，让我们简单回顾一下一些基本的生理学。 吸气需要吸气肌产生足够的力量来克服胸壁和肺的弹性回缩力、肺和胸壁组织的摩擦阻力以及气流通过气道的摩擦阻力。 在吸气结束时，当吸气肌停止收缩并且扩张力消失时，储存在肺和胸壁组织中的势能可用于快速被动呼气。 所有胸腔内结构都受到呼吸产生的压力。 食管是一个薄壁的肌肉管，从肺生理学家的角度来看，食管理想地位于肺表面和胸壁之间的胸腔内。 测量食道管腔压差变化准确反映胸腔内压变化。 胸腔内压力的这些变化反过来反映了吸气努力，并已成为检测和量化吸气努力的金标准。

不幸的是，食管测压法的测量需要通过鼻子或嘴放置食管导管。 此过程具有侵入性、耗时，并且需要专门培训。 出于这个原因，虽然在 WRAMC 睡眠实验室对怀疑患有 UARS 的患者进行了食管测压，但在睡眠研究期间并不常规进行食管测压。 代替食管测压法，最常用的监测呼吸努力的方法是记录胸廓扩张。 在这个过程中，带子被放置在胸腔和腹部周围。 测量这两个隔室的周长随呼吸的变化。 此过程会产生吸气量的质变，胸腔或腹部的反常运动可能表明对闭合或部分塌陷的气道的努力。 该装置不适合患者自行使用。 鉴于后一种程序的局限性和食管测压法的侵入性，用于测量呼吸努力的非侵入性定量方法将是睡眠医学的重大进步。

在过去五年中，Advanced Brain Monitoring, Inc. 的研究人员开发并验证了呼吸暂停风险评估系统 (ARES)。 该设备最初的开发目的是提供一种高度准确的 OSA 家庭诊断方法，最大限度地提高患者的舒适度和易用性。 ARES Unicorder 被设计为单点（额头）系统，用于采集血氧饱和度、脉搏率、打鼾、气流（鼻压）和头部位置/运动。 最近，研究人员确定可以使用 Unicorder 采集的许多信号来测量呼吸。 (1) 在用于计算氧饱和度的红色和红外光信号和前额传感器压力信号中观察到的脉动似乎反映了中心静脉压的变化。 这些数据被称为前额静脉压力/呼吸运动 (FVP/RM) 测量值。 如果 FVP/RM 数据被证明与食管测压数据相关，那么长期寻求的胸腔内压力和呼吸努力的非侵入性定量测量将可用。 这将代表睡眠呼吸障碍诊断评估的重大进步。

为了更好地说明前额静脉压力如何反映胸腔内压力，让我们再次回顾一些生理学。 在吸气期间，中心静脉压 (CVP) 降低，有助于血液回流到心脏。 呼吸引起的胸腔内压力和胸腔内压力的变化反映在中心静脉压的变化上，并且可以与中心静脉压的变化同步。 卧位时，颈内静脉和颈外静脉开放，提供主要的大脑和浅表额静脉回流。 上腔静脉和头部静脉之间的交通使得胸腔内压力的变化可以通过头部的浅表静脉反映出来。 从某种意义上说，前额静脉提供了一个直接充满液体的导管进入胸腔，当对颅骨施加正确的压力时，可以准确测量与呼吸作用相关的静脉压力变化。

总之，目前对 UARS 的评估需要食管测压测试，这是一种侵入性且耗时的准确诊断程序。 目前，不存在测量与呼吸努力相关的胸腔内压力变化的非侵入性定量方法。 这项研究是一种新的非侵入性确定胸内压方法的试验性试验。 如果发现来自该设备的胸腔内压力数据与食管测压数据相关，这可能会对 UARS 的诊断方式产生重大影响。 该技术还有可能开发出一种非侵入性的 CVP 测量方法。