应用动态心电图初筛阻塞性睡眠呼吸暂停综合征

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阻塞性睡眠呼吸暂停/低通气综合征(obstructive sleep apnea/hypopnea syndrome,OSAHS)是以睡眠时呼吸暂停及呼吸浅慢、胸腹活动增强、严重打鼾、白天嗜睡为特征的一种疾患,不仅引起白日嗜睡、精神混沌,导致认知功能障碍、心、肺、脑血管等器官的并发症和某些职业工作的危险性,严重危害公众健康,还可引起各种心律失常,包括严重的完全性房室阻滞、三分支阻滞、室性心动过速(室速)、心室颤动(室颤)等恶性心律失常,甚至可引起夜间猝死。

动态心电图技术问世已近半个世纪,由于其不仅可以通过心率变异性检测自主神经的功能变化,而且能够通过心电图波形推导出呼吸曲线,因此国内外学者尝试应用动态心电图初筛诊断睡眠呼吸暂停综合征患者。目前主要包括两种方法,应用心电图推导的呼吸曲线法和应用心率变异性推测法。

应用心电图推导的呼吸曲线进行OSAHS定量初筛

应用EDR进行OSAHS初筛的原理 经胸体表记录的心电图即受到电极与心脏相对位置变化的影响,也与经胸电阻抗密切相关。伴随呼吸运动胸廓的张弛可使记录电极与心脏的相对位置发生改变,而随呼吸运动肺含气量的变化也使经胸电阻抗发生相应改变。这些改变会引起记录心电图QRS振幅的上下波动,即平均心电轴方向的规律性偏移。

在多项研究的基础上,1985年,Moody等报告了应用心电图推导呼吸曲线(ECG-derived respiratory signals,EDR),这一技术被迅速采纳并广泛应用于临床心电监测并沿用至今,这就是床边心电监测仅凭3个简单的体表电极片描记的心电图(并未应用换能器)就能同步进行呼吸曲线监测的原理。

经胸体表心电图所记录的QRS振幅的规律性上下波动与真实的呼吸运动拟合良好,尤其是由两个导联心电图平均心电轴差异所推导的呼吸曲线要优于单导联QRS面积推导的呼吸曲线。

研究表明,心电图推导的呼吸曲线不仅可计算呼吸频率,其振幅还与潮气量拟合良好,可据此反映呼吸运动的深浅和呼吸暂停。

应用EDR进行OSAHS的初步研究 目前应用EDR技术进行阻塞性睡眠呼吸暂停初筛的动态心电图仪业已面市,并由最初的完全手动分析逐渐过渡到半自动分析和全自动分析。由于EDR技术诊断阻塞性睡眠呼吸暂停比较直观,主要根据呼吸曲线的趋势图找出异常部分,然后逐段分析,呼吸暂停及低通气反复发作>30次记为1次事件,如7小时睡眠过程中呼吸暂停及低通气反复发作>30次,或AHI≥5次/小时,则可作出阻塞性睡眠呼吸暂停的初步诊断。应用EDR技术诊断阻塞性睡眠呼吸暂停的局限性在于噪音和干扰信号的影响,对皮肤处理和电极的稳定性要求较高。

我们对120例患者进行PSG监测和同步应用动态心电图EDR进行OSAHS诊断,人工手动分析法的敏感性为85.2%,特异性93.8%,阳性预测值97.4%,阴性预测值69.8%,诊断符合率87.5%。

EDR技术与PSG的相关性分析:AHI相关系数为0.879 (P=0.000),最长呼吸暂停时间相关系数为0.716(P=0.000),最长低通气时间0.281(P=0.005),提示EDR技术对低通气诊断较差。

应用darwin软件设定不同的灵敏度,灵敏度为75%时,敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值、诊断符合率分别为26.7%、80.0%、80.0%、26.7%和40.0%;灵敏度为87.5%时,敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值、诊断符合率分别为55.0%、45.0%、75.0%、25.0%和52.5%;灵敏度为100%时,敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值、诊断符合率分别为88.3%、35.0%、84.1%、50.0%和75.0%。

应用心率变异性进行OSAHS定性初筛

应用心率变异性进行OSAHS初筛的可行性 心脏电活动周期由中枢和周围神经有节律地进行调节。窦房结接受交感神经和迷走神经的双重支配,心率的变化是二者相互拮抗、共同作用的结果。1984年,Guilleminault C报告阻塞性睡眠呼吸暂停患者存在心率的周期性变化。Penzel等认为心率和心率变异性均在自主神经系统控制之下,在睡眠期间应用逆势波动分析能够区别正常睡眠或睡眠窒息对HRV的影响。Gaspoz等认为心率变异性时域分析可作为筛选临床可疑阻塞性睡眠呼吸暂停患者的一种准确和廉价的方法,以把有限的资源和精力集中用于最具危险性的患者身上。目前研究认为,白天和夜晚的SDNN、SDNN指数和rMSSD等参数的差值,对阻塞性睡眠呼吸暂停的诊断具有很高的敏感性(90%)和特异性(98%),并已把这些参数设计进入动态心电图诊断睡眠呼吸暂停综合征的程序中。

Roche等研究发现,有阻塞性睡眠呼吸暂停的患者和无阻塞性睡眠呼吸暂停的患者24小时时域分析差异存在着显著性。阻塞性睡眠呼吸暂停组的平均晚间SDNN、平均晚间rMSSD、平均晚间SDNN指数和平均晚间SDANN均高于无阻塞性睡眠呼吸暂停组。而[昼/夜] SDNN、[昼/夜] rMSSD以及[昼/夜] SNDD指数的差值更为明显。最有效的参数为[昼/夜] SDNN指数和[昼/夜] rMSSD。[昼/夜] SDNN指数90%敏感性的阈值为-10毫秒,90%特异性的阈值为-43毫秒;[昼/夜] rMSSD 90%敏感性的阈值为-4毫秒,90%特异性的阈值为-27毫秒。除此,Khoo等认为频域分析对于评价阻塞性睡眠呼吸暂停患者的自主神经功能也很有价值。Mort等认为,异常的呼吸形态会导致HRV的显著增大,尤其是可引起低频(VLF)能量的增加。Dworschak等认为,低频(LF)和高频(HF)功率在白天和夜间的差别,与窒息指数和氧饱和度过低有关,HRV有助于区别一般打鼾和严重的睡眠窒息综合征。

应用心率变异性进行OSAHS初筛的初步研究 我们对95例患者同步进行PSG睡眠监测和动态心电图检查,48例OSAHS(+)患者作为试验组,47例OSAHS(-)患者作为对照组,动态心电图分析者在不知道患者临床情况和PSG结果的情况下独立作出OSAS(+)与OSAS(-)的诊断,并比较HRV时域指标与频域指标初筛OSAS的可行性。结果表明,试验组的平均年龄、男女比值、体重指数、高血压和糖尿病的患病率均明显高于对照组(P

在另外一项对120例患者的研究中,所有HRV时域与频域指标中,SDNNi的昼夜差值、LF的昼夜差值、LF/HF的昼夜差值单独诊断SAHS的ROC曲线下面积分别为0.731 、0.759、0.661。SDNNi昼夜差值的临界点为6.92,诊断的敏感性为73.9%,特异性为59.4%。LF昼夜差值的临界点为37.55,诊断的敏感性78.4%,特异性68.7%。LF/HF昼夜差值的临界点为-0.77,诊断的敏感性为56.8%,特异性为81.2%。

结语

无论是应用EDR技术对阻塞性睡眠呼吸暂停进行定量初筛诊断,还是应用HRV方法对阻塞性睡眠呼吸暂停进行定性初筛诊断,都是在临床广为应用的长时程动态心电监测的基础上所附加的新功能,无需添置新的机器(尤其是昂贵的PSG仪),无需睡眠监测技术专业人员,更无需患者入院留观,对患者的生活和睡眠影响甚小,检查费用也未增加,因而患者的顺应性良好。

应用动态心电图检测阻塞性睡眠呼吸暂停毕竟是一种新方法,在国外开展这项研究工作也为时不久,虽已取得较好的效果,但仍需更大规模的多中心随机双盲对照研究,与多导睡眠监测仪这一“金标准”同步记录和比较,以选取最佳的诊断指标和阈值,使其具有更高的敏感性和特异性。

在国内,这项研究也刚刚起步,相信随着广大工程技术人员、临床医生以及动态心电图工作者的紧密合作、共同努力,一定可以研制出既简便易行、又准确实用的先进的检测手段,使其越来越能接近或满足临床初筛、诊断阻塞性睡眠呼吸暂停工作的需要。