文摘
没有可见的脑电图扫描器改变一些呼吸暂停和hypopnoeas终止的。本研究测试的假设波动在呼吸暂停/终止hypopnoea皮质活动,尽管缺乏可见的变化。
检测这些变化,脑电图进行光谱分析,围绕患者呼吸暂停/ hypopnoeas 15困。十秒windows应用和对比进行了相同频段的正常化力量之间的每个呼吸暂停/ hypopnoea终止之前和之后。在患者呼吸暂停/ hypopnoeas之间进行比较和一段安静的睡眠以及患者与健康受试者之间在睡眠中。
正常化θ权力(4 - 8 Hz)显著降低呼吸暂停/ hypopnoea终止。没有发现显著变化之间的连续时间的安静的睡眠在15例。在非快速眼动睡眠期间,发现无论唤起能见度变化。快速眼动睡眠期间,nonarousal呼吸暂停/ hypopnoeas不伴有任何重要的光谱功率的变化。θ权力在病人与健康受试者相比显著降低(p = 0.03),并与呼吸暂停/ hypopnoea指数(ρ= 0.6,p = 0.008)。
作者得出结论,脑电图仪的光谱分析可以提高检测的变化在呼吸暂停/ hypopnoea终止。需要进一步的验证以确定是否它能改善夜间措施和白天症状之间的相关性。
k . Dingli支持欧洲呼吸协会的形式研究奖学金。188bet官网地址
皮质微觉醒睡眠呼吸暂停和hypopnoeas被认为是睡眠破碎的主要原因,白天嗜睡、认知功能受损和浓度在阻塞性睡眠呼吸暂停/ hypopnoea综合症(低)的病人。然而,先前的研究已经发现临床症状的严重程度之间的弱相关或目标困倦和polygraphical发现,呼吸暂停,hypopnoeas和皮质微觉醒1- - - - - -3。
大约28%的呼吸暂停和hypopnoeas不终止可见皮质微觉醒4。这可能是由于视觉的局限性得分来检测微觉醒。马丁支持这个建议的结果et al。5表明,白天嗜睡是谁增加健康受试者通过刺激导致自主改变但没有可见皮质活动的变化。同样的研究显示在α和频带能量显著增加音调诱导微觉醒,也当他们不可见。
它曾被建议唤起能力差异相关的深度睡眠6。非传统技术脑电图扫描器分析神经网络等7,8和功率谱分析6,9成功地提高检测大脑皮层活动的变化在呼吸暂停/ hypopnoeas和终止,无论唤起能见度或睡眠阶段,在此期间他们发生。
在呼吸暂停/ hypopnoeas脑电图功率谱分析9和时期增加吸气努力,通过食管测压法检测6显示,增加δ权力对这些事件的结束。并行的增加程度不同的睡眠周期。
本研究测试的假设检测大脑皮层活动的变化在呼吸暂停/终止hypopnoeas可能改善通过光谱分析中的应用。EEG信号的功率谱进行了分析,以提高掉看不到的检测信号变化与呼吸暂停/ hypopnoea终止。低患者的睡眠相关光谱检测功率变化与健康受试者相比。
方法
主题
15 polysomnograms科目疑似低(14男性,年龄在51±9岁(平均±标准差),身体质量指数(BMI) 29±2公斤·m−2)和七个健康的,无症状的主题(四个男性,年龄在50±10岁,体重指数28±2公斤·m−2)在以前低被排除在外的人,进行分析。病人的主要症状是白天嗜睡。自主神经、内分泌、心肺功能障碍,周期性肢体运动障碍,其他神经系统疾病或药物的摄入影响睡眠被排除在外。这项研究是由机构伦理委员会批准。
多导睡眠描记术
多导睡眠图是使用一个计算机化的执行记录系统组成:1)两个中心(C3A2 C4A1)和两个枕(O1A2 O2A1)脑电图轮廓,两外眦电极(LEOG REOG)和颏下的肌电图(EMG)电极;2)胫骨肌电图;3)三个主要心电图;4)口鼻气流通过热敏电阻传感器检测,胸腹的运动检测通过两个压电腰带,数字麦克风和一个脉搏血氧计。
录音22:00-7:00 h之间进行。他们不包括连续报告懒散的身体位置。
用多导睡眠图系统有一个数字硬件的三阶巴特沃斯滤波器截止频率设定在0.6和12 dB / 50 Hz八度。
得分/定义
得分是由一个观察员,蒙蔽。大约7%的数据被排除在外是因为运动或脑电图的文物。睡眠是得分C4A1根据Rechtschaffen C3A2轮廓和羽衣甘蓝10标准。
唤起得分是基于美国睡眠障碍协会的定义(ASDA),修改的时间阈值被设定在1 s,而不是3 s11。唤起得分范围从1 - 15年代,无论睡眠发生或长时间觉醒之后的觉醒;因此,Rechtschaffen和羽衣甘蓝10醒来也包含在得分。微觉醒毗邻呼吸暂停的数量/每小时hypopnoeas睡眠,被称为呼吸兴奋指数(RAI)。
呼吸暂停被定义为口鼻气流停止。Hypopnoeas被定义为一个明确的振幅减少气流> 50%的10年代峰值振幅在前2分钟,持续≥10年代和与血氧饱和度下降≥3%或兴奋12。
微觉醒和呼吸事件是在两个不同的会话。再现性评估的评分结果,15 polysomnograms得分两次同样的研究员。在这些intrarater分析研究者忽视病人的细节和结果的比较研究。Intrarater比较了最初的研究是得分后12个月。变异性是计算每分的两个分数的区别。
收购后的分析
的功率谱C4A1跟踪13,14分析和功率谱密度(PSD)曲线生成,即。功率分布的函数脑电图的频率成分。PSD计算,非参数快速傅里叶变换(FFT)算法应用,使用这种技术就像韦尔奇所描述的et al。15。正常功率值,即。乐队绝对功率值作为计算总功率的一小部分频段如下:1)δ频段:1 - 4赫兹;2)θ频段:4 - 8赫兹;3)α频段:8 - 12赫兹;4)σ频带:12到16赫兹。
离线分析使用一个软件包(英国爱丁堡Dynesys有限公司)。DC-free EEG信号(采样100 Hz)过滤了有限脉冲响应(杉木)低通滤波器的截止频率25 Hz16。功率密度的计算以64分128本汉明窗重叠,分辨率0.015赫兹的应用。σδθ,α和频段光谱曲线下的面积使用基于高斯积分法计算,产生力量表达在微伏217(图1⇓)。
期分析集中在呼吸暂停/ hypopnoeas年底,确定为增加/气流振幅的恢复。在呼吸暂停/终止hypopnoea评估动力改变,同义频带10年代之间进行了比较与十年代的每个呼吸暂停/ hypopnoea结束后。
时间窗口中选择保持信号的平稳性应用窗口中,根据需要对FFT算法的应用。十年代窗口将在大多数情况下避免重叠postapnoeic / -hypopnoeic间隔和以下早期apnoeic / hypopnoeic时期。进一步选择窗口的目的是最大化的信噪比之间的妥协占领尽可能多的窗口与潜在微觉醒,同时允许一个相当宽的窗口来减少随机方差在EEG信号(图2所示⇓)。
是否发现权力变化引起的呼吸暂停/ hypopnoeas,作者比较了结果一段安静的睡眠的时间在快速眼动(REM)和非快速眼动(NREM),在此期间没有呼吸暂停/ hypopnoeas发生。这段时期是打鼾的不一定是免费的。
评估的意义脑电图功率变化发现低患者的脑电图功率谱相比,这些都是健康的主题。
统计分析
之前的与后呼吸暂停/ hypopnoea termination-related比较以及连续对比时间安静的睡眠的患者,进行了配对t。假定值的Bonferroni调整为多个比较使用和p≤0.01是公认的成对比较显著。
最重要的功率比的频带(之前与在呼吸暂停/终止hypopnoea结束)后,通过成对比较,评估是用于建设receiver-operator-characteristic曲线(ROC)18。一个为每个病人的polysomnogram ROC曲线构造。比例在所有呼吸暂停/ hypopnoeas和比例都分左右分开两个连续的时间不受干扰的睡眠被用于每个曲线。ROC曲线下的面积来决定如何选择比率之间的分化呼吸暂停/ hypopnoea termination-related变化和安静的睡眠(面积越大,灵敏度越好)。
比较低的病人和健康受试者,上面相同的频带的平均功率计算为每个polysomnogram使用10滑动窗口;随着时代和文物被排除在外。三个ROC曲线构造使用平均睡眠相关功率值的患者和健康对照组:一个用于总睡眠时间(TST),一个用于非快速眼动睡眠和一个用于快速眼动睡眠;每个主题每个曲线作出了一点贡献。ROC曲线下的面积决定如何选择频率和频带能量低患者和健康对照组之间的分化。
独立学习评估患者和健康者之间的差异在乐队力量发现显著的呼吸暂停/ hypopnoeas年底。
单侧皮尔逊相关分析评估之间的关系的呼吸暂停/ hypopnoea指数(AHI)和意味着权力以及重要的夜间乐队AHI与时间之间的慢波睡眠(慢波睡眠)和患者REM睡眠。
内的所有比较和ROC曲线是基于测量10期。接受为显著p < 0.05。平均值和sem或中位数和四分位范围(差)的引用。
结果
所有的病人显示干扰睡眠模式。他们的意思是睡眠效率是88±3%的睡眠时间的时间。平均时间花在睡眠阶段1和2(非快速眼动1和2)是64±4%(范围:51 - 86%),在慢波睡眠21±2%在REM(范围:1 - 32%)和15±2%的结核菌素(范围:0.6 - -25%)。健康受试者的平均睡眠效率是92±3%,平均非快速眼动睡眠时间1和2是62±4%(范围:49 - 75%),在慢波睡眠21±3%在REM(范围:9 - 29%)和17±3%(范围:4 - 24%)。
视觉评分的患者polysomnograms导致平均AHI 29·h−1睡(范围:10 - 75·h−1)和平均RAI 23·h−1(范围:9-52·h−1睡)。百分之二十一的呼吸暂停和hypopnoeas终止没有视觉检测脑电图改变。百分之六十九的呼吸暂停/ hypopnoeas终止了阿斯达微觉醒,4% 1 - 3 s ASDA microarousals 6%,无语问苍天。在非快速眼动睡眠呼吸暂停的79% / hypopnoeas引起可见的微觉醒,没有21%。在快速眼动睡眠61%微觉醒引起,39%没有。在三个病人,没有呼吸暂停/ hypopnoeas发生在REM睡眠期间,他们被排除在REM-related比较。
最高intrarater可变性是觉醒指数3±0.4%。睡眠得分的变化是0.8±0.5%,AHI 1.7±0.9%。
呼吸暂停/持续时间的中位数hypopnoeas 22岁(IQR 17 - 29 s),他们的平均血氧饱和度下降5%(差3 - 7%)。
在病人前后比较
所有呼吸暂停/ hypopnoeas,不受运动和/或脑电图文物,已包含在比较。总共2596呼吸暂停/ hypopnoeas 20年代和1690 (2×10 s)将一段安静的睡眠(基线)患者进行评估。2395年在非快速眼动睡眠呼吸暂停/ hypopnoeas与20年代1363年基线睡眠时间进行评估和201年在REM睡眠呼吸暂停/ hypopnoeas与327年基线期。
成对比较,每个病人每个意味着贡献一个数据点,表明postapnoeic / -hypopnoeic正常化θ权力下降最显著(p < 0.003)和非快速眼动睡眠期间一致的变化和快速眼动睡眠,唤醒终止和nonarousal呼吸暂停/ hypopnoeas(表1和2⇓⇓)。此外,在非快速眼动睡眠σα和权力显著增加(p≤0.01) arousal-terminating呼吸暂停/ hypopnoeas,而在nonarousal呼吸暂停/ hypopnoeas三角洲有显著增加(p≤0.005)。在REM睡眠期间,没有发现重要的权力变化nonarousal呼吸暂停/ hypopnoeas。
安静的睡眠时期功率变化不显著(p≥0.2)被发现在病人(表2⇑)。
意味着正常化θ与权力相关病人的AHI(ρ= 0.6,p = 0.008)。你好,在慢波睡眠和快速眼动睡眠时间相互地相关(ρ=−0.6,p = 0.01;图3⇓)。
评估θ能量波动可以区分不受干扰的睡眠呼吸暂停- / hypopnoea-related脑电图改变,一个ROC曲线构造为每一个病人。每个曲线由θ正常化比率(θbefore_end:θafter_end)的所有呼吸暂停/ hypopnoeas和点分离连续10年代时期的安静的睡眠中使用自身内在的比较。ROC曲线下的面积,确定该方法的敏感性,0.6 - -0.9之间变化也在15 polysomnograms(表3⇓)。
阻塞性睡眠呼吸暂停/ hypopnoea综合症患者与健康受试者
意味着权力在正常化θ患者25±0.5正常化单位(n.u),显著低于健康受试者28±1 n.u。(F = 2.4, p = 0.03)。的病人,意味着权力是三角洲46 n.u±0.1。,一个lpha power 17±0.05 n.u. and sigma power 12±0.02 n.u. In the healthy controls, mean delta power was 44±0.1 n.u., alpha power 17±0.1 n.u. and sigma power 11±0.1 n.u.; none of the three bands differed significantly between the two groups (p>0.2).
评估θ能量波动可以区分低患者和健康对照组,ROC曲线构造。在非快速眼动睡眠曲线下的面积是0.76±0.1 (p = 0.05),在REM睡眠0.82±0.09 (p = 0.02)和0.76±0.1 (p = 0.05)期间结核菌素(图4)。⇓
讨论
本研究证实了假设绝大多数的呼吸暂停和hypopnoeas不终止通过可视化地得分微觉醒与重要的光谱功率的变化相关联。因此视觉唤起得分低的病人检测所有皮质arousal-related变化不敏感。据作者所知,这是第一个研究评估脑电图频谱功率没有变化,快速眼动和非快速眼动睡眠期间,在所有呼吸暂停/ hypopnoeas年底在病人。目前的研究提供了重要的信息在大脑皮层活动的变化与觉醒和nonarousal呼吸暂停/ hypopnoeas在REM和非快速眼动睡眠。
光谱功率、睡眠状态和唤醒
最重要的和一致的变化在15例正常的减少呼吸暂停/ hypopnoeas年底θ力量。在非快速眼动睡眠微觉醒可见时,减少正常化θ源于ασ的增加力量。微觉醒不可见时,θ分数降低了由于三角洲力量增加。
12例,REM-related唤起终止呼吸暂停/ hypopnoeas与减少仅在θ能量分数,这表明主要降低θ的绝对权力。87 REM-related呼吸暂停/ hypopnoeas可见微觉醒并没有终止,没有与任何重要的光谱功率的变化有关。这可能是由于这些事件的数量有限的12例(意思是:6,范围:大批每个病人)。此外,它表明,在REM睡眠呼吸暂停/终止hypopnoea发展但并不总是唤起皮质皮质下区域的反应。
θ能量分数均值显著降低患者组相比,健康受试者由于σδ总体上增加了力量,尽管两组同样的时间花在非快速眼动1和2,慢波睡眠和快速眼动睡眠。
的受试者与年龄和体重指数,研究结果表明,θ能量分数两组之间的差异有关postapnoeic / -hypopnoeic功率下降和复发性可见和掉看不到呼吸道微觉醒。这些光谱功率波动频繁白天可能导致病人的症状。评估这一假设的意义,比较客观的白天测量(如MSLT)和夜间脑电图功率谱是必要的。
目前发现的结果是一致的Svanborget al。9他分析了脑电图功率谱在apnoeic / hypopnoeic集基于2 s时代末期,发现增加δ权力的呼吸暂停/ hypopnoeas和减少终止更快的活动变得更加突出。浆果et al。6发现了一个周期性睡眠apnoeics三角洲力量增加,增加平行吸气努力。脑电图频谱分析是使用顺序执行1 s窗口。
两项研究发现非快速眼动睡眠之间的差异和REM睡眠,没有显著变化δ乐队权力被确定在REM-related呼吸暂停/ hypopnoeas。
黑色的et al。19分析了脑电图功率谱的峰值食管压力(P海洋能非快速眼动睡眠期间)使用4 s窗户,2在15上呼吸道阻力综合症患者中,同样发现了一个进步的前三角洲力量增加那些山峰。增加更高频率的力量被确认P海洋能逆转。虽然变化在唤起终止“事件”,更重要的他们也当微觉醒是不可见的。
结束目前的研究集中在呼吸暂停/ hypopnoeas和没有观察脑电图权力这些事件的发展变化。因此,研究不能证实先前发现重大三角洲力量增加呼吸暂停/ hypopnoeas末,通过连续确定的比较和呼吸暂停期间/ hypopnoeas之前很短的间隔。
本研究的目的是提高检测呼吸暂停/ hypopnoeas年底的脑电图变化。使用时间窗口,分析了三角洲的变化,θ,σα和权力和他们的交互和交付基于10的力量值。最稳定的研究发现在2596事件,是θ能量减少。在大多数非快速眼动呼吸暂停/ hypopnoeas这导致更高频率的增加,使视觉检测脑电图变化。高的增加活动与Svanborg和Guilleminault的结果是一致的9和黑色的et al。19。
此外,目前的研究发现,事件掉看不到脑电图改变,没有α/σ诱导显著增加δ增加。因此,这种上升缓慢的活动反应呼吸暂停/ hypopnoeas代表,正如前面建议9,兴奋的一种形式。DeCarliet al。20.支持posteventα和/或θ增加但不是δ,基于小波变换的结果,不同的脑电图技术分析。
现在证实了先前的研究发现快速眼动之间的权力差异,NREM-related呼吸暂停/ hypopnoeas:可见变化快速眼动睡眠与重要的相关θ减小,掉看不到变化显示没有明显的变化;因此,未发现变化δ权力6,9。目前的发现提供了信息之间的差异唤醒和nonarousal REM, NREM-related呼吸暂停/ hypopnoeas。先前的研究也不看看这些差异,因为只有NREM-related呼吸暂停/ hypopnoeas进行了研究19还是因为对微觉醒的可见性的差异没有评估9。
EMG活动增加可见皮质微觉醒可能改变脑电图功率谱和诱导差异明显与掉看不到微觉醒。肌肉的文物(运动和呼吸)会影响ασδ(0.2 -2.2赫兹)和低但不是θ频段功率,布鲁纳et al。已经证明了21。然而,这个因素的重要性,肯定是在确定性评估通过脑电图信号消除肌电图的影响,并没有表现在当前的研究。
睡眠质量
睡眠质量没有明显不同的患者与健康对照组之间。这是由于:1)健康受试者的不良睡眠质量的实验室条件下;和2)患者,疾病严重程度之间的矛盾从轻度,中度到重度,收益率的差异他们的睡眠质量。支持后者好相互之间的相关性发现你好,在慢波睡眠和快速眼动睡眠时间和你好好的相关性和θ权力在病人。睡眠质量的差异因此更好的保护患者和健康对照组之间通过在每个睡眠状态的时间范围。
研究的局限性
本研究的局限性包括定义、热敏电阻的使用气流检测、呼吸暂停/ hypopnoeas和时间之间的不平等的数量不受干扰的睡眠中使用的比较,以及研究对象的数量。进一步限制只能使用两个箱子:非快速眼动和快速眼动睡眠。
有许多hypopnoeas和微觉醒的定义中使用的文学。hypopnoea定义目前使用,满足阿斯达的建议11。包含微觉醒或稀释的定义可能会导致更大的协会与微觉醒会发现使用其他ASDA公认的定义,即。基于thoraco-abdominal运动或鼻腔压力。唤起定义使用,用于对呼吸事件和先前的研究和验证结果4。热敏电阻是一种广泛使用的良好的气流定性检测器检测。不太可能有限精度的传感器可能已经改变了脑电图频谱分析的结果。这是支持的事实,这些发现与黑色的结果一致et al。19用食管manomentry监测呼吸努力的改变。
所有呼吸暂停/ hypopnoeas 2596和1690不受干扰的睡眠周期,由文物不受影响,在15 polysomnograms进行分析。这代表了大量的数据来回答这个问题。目前的结果不仅强大而且代表事件的最大的身体如此分析。研究因此充分动力检测临床重要差异。
非快速眼动睡眠两个垃圾箱,REM睡眠,被选为他们的结果不同的特征:快速眼动睡眠是一个低电压,高频繁的状态;其基线,也不足为奇,功率谱光谱不同于非快速眼动。然而,这是超出了这篇论文的目的是研究呼吸暂停/ hypopnoea-related差异在四个不同的非快速眼动睡眠阶段。
总之,目前的研究表明,新技术可以改善和简化检测在呼吸暂停/终止hypopnoea electrographical变化。最一致的重大变化是θ能量减少,而在非快速眼动睡眠是与高频率的增加(ασ)或δ增加。
θ能量变化的检测,ROC曲线表明,一个敏感的方法去接呼吸暂停- / hypopnoea-related脑电图变化并区分低患者和健康者。自的一部分REM-related呼吸暂停/ hypopnoeas不是与θ权力的重大变化,该方法只能作为一个工具的一部分用于改善和简化诊断阻塞性睡眠。
进一步验证,估算的截止值区分病人和nonpatients之间相关分析脑电图仪的活动标记和嗜睡严重程度以及认知功能障碍,是必要的。
确认
作者要感谢《欧洲呼吸学会其金融支持,n .麦卡德尔为有用的评论手稿和e·188bet官网地址多兰秘书协助。
- 收到了2001年10月22日。
- 接受2002年7月12日。
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