阻塞性睡眠呼吸暫停內(nèi)型的量化技術(shù)

阻塞性睡眠呼吸暫停內(nèi)型的量化技術(shù)【摘要】阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)是睡眠中頻繁發(fā)生呼吸暫停和(或)低由于OSA的潛在機(jī)制(即內(nèi)型)存在個(gè)體差異，因而其治療有效性及其預(yù)后也可有效性及其預(yù)后也可能因取決于這些特征而不同[1]。然而，目前OSA診斷和管理模式在很大程度上存在“一刀切”現(xiàn)象，即index,AHI),而且大多數(shù)患者使用持續(xù)氣道正壓通氣(continuouspositiveairwaypressure,CPAP)作為一線治療方法。但CPAP治療的長(zhǎng)期依從性可具有重要意義[2]。Eckert等[3]提出了PALM模型，即上氣道臨界閉合壓(c究發(fā)現(xiàn)，69%的OSA患者存在一種或多種非解剖PT,其中36%存在上氣道擴(kuò)張肌意義的屬性(如癥狀、對(duì)治療的反應(yīng)、健康結(jié)果、生活質(zhì)量)相關(guān)。而內(nèi)型是指分開來，甚至混淆了二者的關(guān)系[7]?？赡苡捎诒硇偷漠愘|(zhì)性和內(nèi)型測(cè)量的難度，目前沒有具體證據(jù)表明OSA內(nèi)型可預(yù)測(cè)表型[8]。無論從潛在機(jī)制(內(nèi)型)還是臨床表現(xiàn)(表型)的角度來看，OSA都是一種異質(zhì)性很大的疾病[9]。以下幾種生理內(nèi)型可能與OSA存在因果關(guān)系。(一)解剖學(xué)傾向所有OSA患者均有一定程度的解剖學(xué)傾向[5]。導(dǎo)致這種傾向的原因可能(二)其他除解剖學(xué)傾向外，至少3種非解剖學(xué)內(nèi)型在OSA中也起著關(guān)鍵的因果作用，雜異質(zhì)性。此外，常見的治療方法(如CPAP、上氣道手術(shù)、口腔矯治器)只針對(duì)一種特征-氣道解剖學(xué)異常，而最有效的治療方法CPAP的接受率僅為50%[1潛在機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)特定OSA亞群的個(gè)性化精準(zhǔn)治療。例如，目前非CPAP干預(yù)(如減重、改變體位、上氣道手術(shù)、口腔矯治器等)對(duì)OSA患者Pcrit的改善程度已被量化。其中口腔矯治器可改善上氣道塌陷約2cmH20(1cmH20=0.098kPa),而激中獲益更大[5,8,12]。吸氧、補(bǔ)充二氧化碳(carbondioxide,CO2)和乙酰唑胺可減少通氣控制不穩(wěn)定從而降低LG,非肌松鎮(zhèn)靜藥可提高AT[11]。已知的危險(xiǎn)因素之一，可能反映其中一些患者的低AT。此外，神經(jīng)肌肉疾病患者通?；加蠴SA,可能是由于潛在的上氣道擴(kuò)張肌功能障礙所致[9]。此外，與AT正常的患者相比，低AT的患者對(duì)CPAP治療的依從性降低。癥可能是高AT的標(biāo)志。這些發(fā)現(xiàn)提示OSA內(nèi)型在指導(dǎo)臨床管理中的重要性。只量?jī)?nèi)型所需的精密設(shè)備和訓(xùn)練有素的技術(shù)人員。當(dāng)前同標(biāo)準(zhǔn)方法需要患者佩帶大量?jī)x器或裝置(如食道壓導(dǎo)管)以及插入關(guān)鍵咽肌的肌電圖(electromyography,EMG)導(dǎo)線睡覺，或者需要復(fù)雜的CPAP操作[8]。P壓力滴定中豐富的生理信息)生成可重復(fù)的內(nèi)型測(cè)量方法，可擴(kuò)展至臨床和大(一)傳統(tǒng)的內(nèi)型量化技術(shù)量化呼吸性AT的金標(biāo)準(zhǔn)為食道壓或會(huì)厭壓力(epiglottispressure,Pepi),將Pepi導(dǎo)管從鼻腔推進(jìn)到舌根下1~2cm,將導(dǎo)管貼在鼻孔上并通過CPAP呼吸狀態(tài)下食管中下1/3交界處的壓力，可用一個(gè)前端帶10cm氣囊(內(nèi)含0.5~1ml氣體)的導(dǎo)管，經(jīng)鼻置入約39~44cm處(即胃、食管交界處上方約10cm處)測(cè)定。呼吸性AT定義為呼吸事件引起的皮層覺醒前即刻的最低食道壓或Pepi平均值，并結(jié)合PSG判讀覺醒和睡眠分期[3,5,13-14]。舌肌對(duì)其他呼吸刺激(如高CO2、低氧和呼吸負(fù)荷)的反應(yīng)[14]。7mm),使其電極陣列的中心(9個(gè)圓周電極，距離16mm)位于膈肌水平。記錄每次呼吸的EMGdi峰值減去吸氣開始時(shí)的值，并將其標(biāo)準(zhǔn)化來表示和度(pulseoximetrysaturation,Sp02)和呼出氣二力(定義為消除低通氣、打鼾和氣流受限所需的面罩壓力),健康受試者壓力設(shè)睡眠期間獲得的數(shù)據(jù)估計(jì)生理特征[15]。這種方法的主要問題是一些個(gè)體在3外，當(dāng)LG無法確定時(shí)，其他特征則也無法確定，因此無man等[10]對(duì)該方法做了修訂，從維持壓力開始，CPAP快速降至0cmH20,持續(xù)5次呼吸(被動(dòng)下降),然后緩慢降低每分鐘1cmH20,直至達(dá)到最小可耐受CPAP(minimumtoleraPmin進(jìn)行的，受試者每次保持幾分鐘低水平的CPAP,而不是連續(xù)3min將CPAP被動(dòng)Pcrit技術(shù)[14]。該技術(shù)理論基礎(chǔ)為CPAP治療期間上氣道擴(kuò)張肌活動(dòng)減少。此外，它還依賴于一個(gè)假設(shè)：在治療性CPAP之后，短暫的氣道狹窄(最多5次呼吸)時(shí)，咽部擴(kuò)張肌最低限度募集。因此，在這些條件下咽部氣道的塌陷低CPAP,用所有氣流受限的第3~5次呼吸繪制鼻罩內(nèi)壓和吸氣流速峰值之間的關(guān)系散點(diǎn)圖，線性回歸與x軸相交的點(diǎn)即為Pcrit。大多數(shù)OSA患者的Pcrit值Wellman等[15]將上氣道解剖量化為無CPAP(大氣壓)下正常呼吸通氣驅(qū)動(dòng)水平的通氣量，該特征被表示為VO(即鼻壓力為0的通氣量)。VO是通過記2.測(cè)量LG:通氣控制系統(tǒng)的敏感性可量化為通氣控制反饋LG。通過CPAP3min時(shí)，由于上氣道變窄通氣量減少導(dǎo)致CO2增加，氣反應(yīng)與呼吸紊亂的比值[10]。然而，該方法的成功率相對(duì)較低(76%),并鑒于原始技術(shù)的局限性，Wellman等[10]開發(fā)了一種不需要直接測(cè)量而是通過計(jì)算通氣量變化來獲取LG的技術(shù)。首先通過測(cè)量患者入睡并處于最佳CPAP時(shí)的通氣量確定正常呼吸的通氣量(eupne為主動(dòng)，氣道收緊，從而允許在0cmH2O時(shí)比被動(dòng)條件下更多的氣流。從CPAPmi反應(yīng)(即LG)進(jìn)行測(cè)量。LG以比值計(jì)算：分子是CPAP升壓時(shí)在一定程度上代償。代償量主要取決于上氣道對(duì)驅(qū)動(dòng)增加能力，這種能力稱為上氣道增益。CPAP降壓3min,通氣量增加(△VE)除以通氣驅(qū)動(dòng)的增加(△VentilatoryDrive),即上氣道增益[15]。4.測(cè)量肌肉反應(yīng)性：睡眠期間受到呼吸刺激(如CO2和咽部壓力變化)時(shí)，咽部肌肉能夠增加其活動(dòng)，稱為肌肉反應(yīng)性[5]。然而，睡眠過程中隨著氣道回歸來評(píng)估，頦舌肌反應(yīng)性定義為2個(gè)變量之間的斜率[3]。肌肉有效性是指5.測(cè)量呼吸性AT:AT定義為產(chǎn)生覺醒的通氣驅(qū)動(dòng)?？墒褂猛饪刂葡到y(tǒng)的通氣控制系統(tǒng)的循環(huán)延遲和時(shí)間常數(shù)。采用增益、延遲和時(shí)間常數(shù)可計(jì)算CPAP下降任意點(diǎn)的通氣驅(qū)動(dòng)增加。因此，當(dāng)覺醒發(fā)生時(shí)可確定覺醒時(shí)的通氣驅(qū)動(dòng)[1(三)基于PSG信號(hào)的內(nèi)型測(cè)量近這方面取得了一些進(jìn)展，例如，僅使用PSG中收集的3個(gè)指標(biāo)AHI82.5%、低通氣占比>58.3%,每滿足一項(xiàng)得1分，如總分≥2分可正確預(yù)測(cè)84.1%的受試者存在低AT,敏感度為80.4%,特異度為88.0%[16]。盡管這種基于回歸和PSG已經(jīng)存在從常規(guī)PSG收集的數(shù)據(jù)同時(shí)量化4種關(guān)鍵內(nèi)型的技術(shù)，即腦電圖(electroencephalography,EEG)監(jiān)測(cè)以評(píng)估睡眠/清醒狀態(tài)和皮層覺醒，鼻壓力提供半定量氣流測(cè)量，并且它們與金標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的結(jié)果相關(guān)性較好[12-13,16-11.PSG量化LG:通過對(duì)PSG獲取的睡眠相關(guān)參數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模與分析，具體而言是對(duì)包含阻塞性事件的7min時(shí)間段數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，基于受試者自身的阻塞性事件引起通氣波動(dòng)反應(yīng)原理測(cè)定LG。測(cè)量時(shí)將鼻氣流壓力平方根轉(zhuǎn)換以低氧與高CO2的通氣反應(yīng)性的化學(xué)驅(qū)動(dòng)(chemicaldrive,Vchem)函數(shù)。當(dāng)出現(xiàn)呼吸事件相關(guān)覺醒時(shí)，總的通氣驅(qū)動(dòng)為Vchem與覺醒通氣反應(yīng)(ventilationr織與肺的緩沖時(shí)間(T)和化學(xué)感受器與肺之間血液循環(huán)的時(shí)間延遲(δ),并建立如下函數(shù)計(jì)算LG:t(dVchem/dt)=-Vchem-LG×VE(t-δ),t為呼吸時(shí)間[19]。PSG法計(jì)算過程涉及肺臟血液循環(huán)至中樞和外周化學(xué)感受器的時(shí)間延遲，因此獲得的數(shù)據(jù)更能相對(duì)全面地反映LG,但測(cè)定過程需用特殊的軟件系統(tǒng)如t、δ、VRA等，測(cè)量過程較為復(fù)雜。該方法不能用于測(cè)量非OSA患者的LGTerrill等[18]開發(fā)了一種僅使用常規(guī)的PSG來估計(jì)OSA患者動(dòng)態(tài)LG的模為Vchem(作為對(duì)CO2升高和低氧的反應(yīng)),以及伴隨覺醒的非化學(xué)或清醒呼吸驅(qū)動(dòng)的總和。通過擬合一個(gè)簡(jiǎn)化的控制系統(tǒng)模型來測(cè)量LG,該模型包含化學(xué)和逗號(hào)分隔變量(.csv)文件，然后使用內(nèi)部構(gòu)建的Matlab軟件導(dǎo)入和分析。代指標(biāo)，并進(jìn)行平均積分歸一化(潮氣量×呼吸頻率)。創(chuàng)建一個(gè)分類的每次呼吸EEG覺醒(1=覺醒，0=無覺醒)和阻塞性呼吸(1=無阻塞，0=阻塞)的時(shí)間序列。使用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行模型擬合以確定每幀的最佳系統(tǒng)參數(shù)集并計(jì)算LG。經(jīng)數(shù)001)。因此，可以使用OSA患者的自主通氣模式從臨床常規(guī)的PSG量化LG,這種新方法為臨床醫(yī)師在選定個(gè)體中針對(duì)導(dǎo)致OSA的非解剖機(jī)制進(jìn)行靶向治療打開了大門[18]。2.PSG量化AT:Sands等[13]基于PSG通氣量信號(hào)開發(fā)了一種自動(dòng)、非侵入性的方法來估計(jì)AT。該方法采用未經(jīng)校準(zhǔn)的通氣量信號(hào)(如鼻壓力)和臨床評(píng)分(覺醒和呼吸事件)在自主呼吸期間估計(jì)AT。對(duì)于每個(gè)窗口，識(shí)別每個(gè)EEG覺醒開始之前的通氣驅(qū)動(dòng)(如呼吸事件終止時(shí)),計(jì)算這些通氣驅(qū)動(dòng)值的平均值為AT。這種基于PSG鼻壓力信號(hào)對(duì)AT的估計(jì)值與金標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值(食道壓、食道內(nèi)EMGdi和CPAP降壓操作)有很好的相關(guān)性[13]。3.PSG量化咽部塌陷性和肌肉代償性：Sands等[13]在開發(fā)、驗(yàn)證并自動(dòng)化一種通氣驅(qū)動(dòng)(即預(yù)期通氣量)測(cè)量方法的基礎(chǔ)上，又開發(fā)了一種基于PSG肌肉代償性的方法。塌陷性是指大氣壓下正常呼吸通氣驅(qū)動(dòng)時(shí)的通氣量水平(ventilationateupneicmaximumventilatorydrive,Vactive)和Vpassive的差值，其中Vactive即AT的通氣驅(qū)動(dòng)。使用內(nèi)部Matlab軟件進(jìn)行全自動(dòng)化分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基于PJoosten等[21]應(yīng)用Sands的方法[12]測(cè)量3種PSG模式的內(nèi)型特征(V中表現(xiàn)出明顯更易塌陷的氣道(即較低的Vpassive)。Finnsson等[20]通過重現(xiàn)Sands等的使用PSG的內(nèi)型方法分析來重新實(shí)現(xiàn)和有效的算法來檢測(cè)呼吸、計(jì)算正常通氣量(平均移動(dòng)時(shí)間)和模擬通氣驅(qū)動(dòng)(預(yù)期通氣量)。此外，他們還創(chuàng)建了一個(gè)基于云的版本用于擴(kuò)Dutta等[7]應(yīng)用無監(jiān)督多元主成分分析和決策樹學(xué)習(xí)器數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)方法調(diào)查所有4種OSA內(nèi)型對(duì)OSA嚴(yán)重程度的影響。與其SG和臨床數(shù)據(jù)如何影響當(dāng)前隊(duì)列中的OSA內(nèi)型。盡管還需要在更大的前瞻性隊(duì)等[10,15]簡(jiǎn)化后，目前可以通過CPAP降壓方法來測(cè)量部分指標(biāo)。而Sands[1]ZinchukA,YaggiHK.PhenotypicsubtypesofOSA:achalopportunityforprecisionmedicine[J].Chest,2020,157(2):403-420.[2]BosiM,DeVitoogyofobstructivesleepapneausingpolygraviewoftheliterature[J].SleepBreath,20[3]EckertDJ,WhiteDP,JordanAS,etal.Definingphofobstructivesleepapnea.Identificationofnoveltherapeutictargets[J].AmJRespirCritCarea[J].Lancet,2014,383(9918):736-747.DOI:10.1016/S0pathwaysfortargetedtherapy[J].SleepMedRev,2018,37:45-59.DO[6]ZinchukAV,GentryMJ,ConcatoJ,etal.esleepapnea:Adefinition,examplesandevolutionofapproaches[J].SleepMedRev,2017,35:113-123.DOI:10.1016/j.smrv.2016.10.002.obstructivesleepapneaendotypesfromstandaity[J].AnnAmThorac[8]EdwardsBA,RedlineS,Srespiratoryevents:personalizedmedicineapproachesforobstructive[9]MalhotraA,Mesarwi0,PepinJL,etal.End614.DOI:10.1097/MCP.OO00determiningphenotypictraitsinpatientswita[J].JApplPhysiol(1985),2013,114(7):911-922.DOI:10.1152/japp[11]Taranto-MontemurroL,MessineoL,WellmanA.Targetingctraitswithmedicationsforthepharmacologicaltreatmentofobstru2019,8(11).DOI:10.3390/jcm8111846.[12]SandsSA,EdwardsBA,TerrillPIpathophysiologyusingpolysomnographyeepapnea[J].AmJRespirCritCare[13]SandsSA,TerrillPI,Edwardsthresholdusingpolysomnographyinobstructivesleepapnea[J].S2018,41(1):zsx183.DOI:10.1093/sleep/zsx183.[14]CarterSG,EckertDJ.Effectsofhypnoticsonobstructivesleapneaendotypesandtreatment[J].SleepMedRev,2021,58:101492.DOI