家庭睡眠呼吸暫停監(jiān)測在阻塞性睡眠呼吸暫停診斷中的應(yīng)用與研究進(jìn)展

徐淑樺， 朱 敏

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院口腔醫(yī)學(xué)院口腔顱頜面科，國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，上海市口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海市口腔醫(yī)學(xué)研究所，上海 200011

阻塞性睡眠呼吸暫停(obstructive sleep apnea，OSA)是指睡眠時上氣道塌陷阻塞引起的呼吸暫停和低通氣，患者常伴有打鼾、睡眠結(jié)構(gòu)紊亂、頻繁發(fā)生血氧飽和度下降、白天嗜睡、注意力不集中等病癥，并可導(dǎo)致高血壓、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、糖尿病等多器官多系統(tǒng)損害。OSA可發(fā)生于任何年齡階段，不僅嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和工作效率，還易并發(fā)心腦血管疾病，具有潛在的危險性。兒童OSA的常見原因是腺樣體和(或)扁桃體的病理性肥大對氣道的阻塞，嚴(yán)重者可影響生長發(fā)育，出現(xiàn)牙頜面畸形[1]。

雖然臨床工作中診斷OSA的方法較多，如多導(dǎo)睡眠描記(polysomnography，PSG)、家庭睡眠呼吸暫停監(jiān)測(home sleep apnea testing，HSAT)以及癥狀體征、各種評分量表(如Berlin問卷、Epworth睡眠量表、STOP-BANG問卷等)、各種臨床預(yù)測模型(如形態(tài)學(xué)預(yù)測模型等)等[2]，但目前公認(rèn)的診斷金標(biāo)準(zhǔn)是PSG。標(biāo)準(zhǔn)PSG記錄受試者睡眠過程的心臟呼吸、神經(jīng)生理、睡眠階段等參數(shù)，包括腦電圖(electroencephalogram，EEG)、下頜肌電圖(chin electromyograph，chin EMG)、眼電圖(electrooculogram，EOG)、氣流、呼吸運(yùn)動、動脈血氧飽和度(SaO2)和心電圖(electrocardiogram，ECG)。監(jiān)測過程需在睡眠室中進(jìn)行，并有專業(yè)人員監(jiān)測和分析數(shù)據(jù)[3]。

然而，傳統(tǒng)PSG存在許多不便。一方面，它需要受試者在睡眠監(jiān)測室過夜，使得一些受試者不能如在熟悉環(huán)境中一樣入睡；另一方面，傳統(tǒng)PSG導(dǎo)聯(lián)眾多，大部分位于頭面部，不適感明顯，也會一定程度上影響受試者的睡眠。此外，傳統(tǒng)PSG受場地、床位、人工限制，費(fèi)用較高。因此，研究者一直在探索可以替代標(biāo)準(zhǔn)PSG的診斷手段，如前述的家庭睡眠呼吸暫停監(jiān)測(HSAT)，或稱便攜式監(jiān)測儀(portable monitors，PM)，亦稱中心外監(jiān)測儀(out-of-center testing devices，OCST)。HSAT具有導(dǎo)聯(lián)少、舒適、可讓患者在熟悉環(huán)境中入睡的優(yōu)勢，不需專人值守，簡便易行，且對患者來說花費(fèi)更少，在醫(yī)療條件差的地區(qū)有更大的需求[4-5]。2017年美國AASM新版指南中推薦，對于并不復(fù)雜的有癥狀體征且高度懷疑中-重度OSA的成人患者，推薦使用PSG或設(shè)備技術(shù)足夠的HSAT檢查(強(qiáng)烈推薦)[2]。

1 睡眠監(jiān)測的分類

應(yīng)用最廣泛的分類是1994年美國睡眠障礙協(xié)會(American Sleep Disorders Association，ASDA)分類。該分類方法將睡眠檢測儀分為4個等級[3]。

Ⅰ型：標(biāo)準(zhǔn)PSG，含有至少7個參數(shù)，包括腦電圖、心電圖、眼電圖、下頜肌電圖、氣流、呼吸努力、血氧，體位需有記錄，腿部運(yùn)動可由肌電圖或運(yùn)動傳感器記錄(可選)，需專業(yè)人員整夜值守，必要時做出調(diào)整；Ⅱ型：全指標(biāo)便攜式PSG，參數(shù)要求與Ⅰ級相同，區(qū)別在于不需在睡眠室中進(jìn)行，無專業(yè)人員值守；Ⅲ型：改良便攜式睡眠呼吸暫停檢查，含有至少4個參數(shù)，包括2個通氣參數(shù)(呼吸運(yùn)動和氣流)、心率或心電圖、血氧，體位需記錄，腿動記錄非必需，無人值守；Ⅳ型：單/雙參數(shù)持續(xù)記錄，最少含有1個參數(shù)(典型為血氧或氣流)，不記錄體位、腿動，也無人值守。

2 HSAT的適用范圍

2007年美國AASM在無人值守的便攜式睡眠監(jiān)測儀臨床應(yīng)用指南中提出[6]，HSAT最少應(yīng)能監(jiān)測氣流、呼吸努力，血氧三個方面的參數(shù)。當(dāng)無人值守的HSAT用于OSA的診斷時，應(yīng)同時伴有綜合性的睡眠評估。使用HSAT進(jìn)行臨床睡眠評估時，必須在1名有睡眠醫(yī)學(xué)專業(yè)資格認(rèn)定或符合睡眠醫(yī)學(xué)認(rèn)證考試資格標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)人員監(jiān)督下進(jìn)行。HSAT可作為PSG的替代措施，用于高度懷疑為中到重度OSA的患者中。但HSAT不適合診斷有嚴(yán)重并發(fā)癥的患者的OSA，這可能會降低HSAT的準(zhǔn)確性。HSAT也不適合對OSA疑似合并患有其他睡眠障礙，如中樞性睡眠呼吸暫停綜合征、周期性肢體運(yùn)動障礙、失眠癥、異態(tài)睡眠、晝夜節(jié)律睡眠障礙，或發(fā)作性睡病的患者進(jìn)行診斷評估。此外，HSAT不適合對無癥狀人群進(jìn)行一般篩查。HSAT可能適用于睡眠室內(nèi)PSG無法完成的情況，如患者無法移動，或出于某些安全考慮，或患者患有一些危重疾病。HSAT也可能適用于監(jiān)測患者對非CPAP的睡眠暫停治療措施的反應(yīng)。因此當(dāng)口腔醫(yī)師利用口腔矯治器減輕OSA的癥狀時，可利用HSAT進(jìn)行療效評估。Wittine等[7]的研究表明，HSAT至少需要300 min的記錄時間，才能準(zhǔn)確診斷阻塞性睡眠呼吸暫停，并確定阻塞性睡眠呼吸暫停的嚴(yán)重程度。Vat等[8]的研究則發(fā)現(xiàn)當(dāng)HSAT記錄使用血氧降低3%并不伴有脈搏波振幅下降作為腦電圖覺醒的替代指標(biāo)，以確定低通氣發(fā)生時，才能達(dá)到最高的精確度。

2017年AASM提出的成人OSA診斷指南中，推薦家庭睡眠呼吸暫停測試使用技術(shù)上足夠的HSAT設(shè)備，用于不復(fù)雜的成人患者的OSA診斷，即表現(xiàn)出中度至重度的OSA風(fēng)險增加的癥狀和體征的患者。但是如果一個單獨(dú)的家庭睡眠呼吸暫停測試結(jié)果是陰性的，不確定的，或者技術(shù)上不充分時，還應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)PSG來診斷OSA(強(qiáng)烈推薦)[3]。

而對于兒童，在學(xué)齡兒童中，HSAT似乎在技術(shù)上是可行的。但對不同層次的研究，以及不同年齡群的研究，HSAT在診斷中度兒童OSA的特異性上存在著很大的差異[9]。Suzuki等[10]比較了HSAT對成人和兒童的診斷可靠性，發(fā)現(xiàn)在成人中，HSAT對于截斷點(diǎn)為AHI=20/h或5/h的診斷是可靠的。然而在兒童中，HSAT的可靠性較低，學(xué)齡前兒童尤甚，因此不能單獨(dú)使用HSAT進(jìn)行診斷。

3 HSAT的應(yīng)用進(jìn)展

目前的指南尚未推薦HSAT應(yīng)用于具有其他并發(fā)癥的成人患者的診斷中。而Saletu等[11]研究了HSAT對卒中患者住院康復(fù)期間OSA的診斷應(yīng)用的可行性和準(zhǔn)確性。這項(xiàng)對265例患者的研究以HSAT所得呼吸事件指數(shù)/監(jiān)測時間(REI/MT)與無人值守的PSG所得呼吸暫停低通氣指數(shù)/總睡眠時間(AHI/TST)相比較來評價準(zhǔn)確性，以評估HSAT的記錄質(zhì)量的可接受度來評價可行性，證實(shí)HSAT在卒中患者住院康復(fù)期間診斷OSA是可行且足夠精確的。因此他們建議指南在適用范圍中加入此類患者。Patel等[12]認(rèn)為夜間氧氣的除氧能力已被證明是卒中的一個強(qiáng)有力的預(yù)測因子，并且可能有助于確定哪些低AHI患者應(yīng)該被提供治療。當(dāng)使用一種改進(jìn)的OSA定義，使用較低的AHI截斷點(diǎn)，并在HSAT的設(shè)置中加入1個血氧降低的截斷點(diǎn)(即使用AHI 5～14.9/h 且SaO2≤88%作為診斷標(biāo)準(zhǔn)以代替AHI≥15的診斷標(biāo)準(zhǔn))，用于卒中或短暫性腦缺血發(fā)作(TIA)的患者，可以改善其白天嗜睡后的嗜睡癥發(fā)作，而不顯著影響CPAP的依賴性，也不影響自動評分的準(zhǔn)確性。Cabezas等[13]也將HSAT應(yīng)用于針對肺癌患者的研究中，以證明OSA在肺癌患者中的流行度。Gamaldo等[14]將HSAT應(yīng)用于在神經(jīng)疾病就診時臨床上被認(rèn)為有高OSA風(fēng)險的患者中，從中發(fā)現(xiàn)61%的受試者AHI≥5，從而使他們得到及時的治療和轉(zhuǎn)診。他們認(rèn)為專業(yè)的睡眠醫(yī)師和社區(qū)神經(jīng)病學(xué)實(shí)踐應(yīng)當(dāng)聯(lián)合起來，將HSAT應(yīng)用在這些具有OSA風(fēng)險的患者身上，以開辟一條更好的睡眠醫(yī)療護(hù)理的道路。Abumuamar等[15]對100例心律不齊的患者比較了含有EEG的HSAT與標(biāo)準(zhǔn)PSG的差異，發(fā)現(xiàn)二者在呼吸指數(shù)方面并無差異。他們認(rèn)為，對心律不齊的患者，合并EEG的HSAT是可靠、方便、經(jīng)濟(jì)的睡眠監(jiān)測方法。Romem等[16]對患或不患有心肺并發(fā)癥的受試者進(jìn)行了單導(dǎo)聯(lián)的Ⅳ型HSAT(Morpheus Ox)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)無論是否患有心肺并發(fā)癥，HSAT的結(jié)果均與標(biāo)準(zhǔn)PSG有較好的一致性。

4 HSAT的可靠性研究進(jìn)展

HSAT因其追求簡便，大部分都省去了EEG導(dǎo)聯(lián)，因而使入睡-覺醒無法準(zhǔn)確判斷，在計算AHI時只能以記錄時間(TRT)來代替總?cè)胨瘯r間(TST)，而TRT≥TST，故而使AHI被低估[17]。在重度患者中，因AHI基數(shù)較大，這種低估對診斷結(jié)果的干擾不大，而對中輕度患者，尤其是輕度患者，診斷的準(zhǔn)確性則受到較大影響。即使HSAT對呼吸事件的偵測與標(biāo)準(zhǔn)PSG一樣準(zhǔn)確，AHI的低估仍然存在。Bianchi等[18]將標(biāo)準(zhǔn)PSG的TST用TRT代替后重新計算AHI，即發(fā)現(xiàn)診斷的嚴(yán)重程度被低估，即假陰性(輕度被低估為正常)的出現(xiàn)和嚴(yán)重等級降低(重度低估為中度，中度低估為輕度)。此外，如果低通氣導(dǎo)致的是覺醒而不伴有血氧降低，則不會被HSAT發(fā)現(xiàn)并記錄。且HSAT大部分無法區(qū)分睡眠分期，因而缺失了對患者睡眠結(jié)構(gòu)的判斷。

目前已投入臨床應(yīng)用的HSAT種類繁多，對它們的診斷性試驗(yàn)也大都證實(shí)了這一點(diǎn)[19-21]。系統(tǒng)性綜述發(fā)現(xiàn)，對診斷OSA(AHI≥5)，Ⅲ型的靈敏度可達(dá)到0.93(對在家中使用的研究的綜合估計)和0.96(對在睡眠室使用的研究的綜合估計)，特異度0.60(對在家中使用的研究的綜合估計)和0.76(對在睡眠室使用的研究的綜合估計)。Ⅳ型靈敏度為0.85以上，特異度則范圍較大，可達(dá)0.50～1。當(dāng)診斷輕中度(AHI≥15)或重度(AHI大于或等于30)時，靈敏度增加，而特異度相應(yīng)降低[6]。Abrahamyan等[22]共囊括2 068例受試者的薈萃分析則得出，當(dāng)以AHI≥5為截斷點(diǎn)時，Ⅳ型的靈敏度介于0.675～1，而特異度介于25%～100%。Ⅲ型的準(zhǔn)確性整體高于Ⅳ型。

由此看來，除了不同類型HSAT對呼吸暫停和低通氣的判別精確性不同之外，目前制約HSAT應(yīng)用的主要原因是缺乏對入睡-覺醒及睡眠結(jié)構(gòu)的有效判斷。

為解決這一問題，一些研究者試圖將EEG簡化。Light等[23]在HSAT中加入了1個額葉EEG導(dǎo)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)在92%～95%的樣本中這種單通道導(dǎo)聯(lián)和全腦電圖在判別睡眠-覺醒時間上一致。Chen等[24]建立了1個利用單信號EEG推斷睡眠階段的模型SleepStageNet。該模型利用多尺度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取睡眠腦電圖特征，然后利用遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和條件隨機(jī)場捕捉相鄰時點(diǎn)之間的上下文信息，從而推斷睡眠階段的類型，在OSA人群中該模型的準(zhǔn)確度可達(dá)到(F4-M1，0.8)，Kappa值可達(dá)到(F4-M1，0.67)；在健康人群中該模型的平均準(zhǔn)確度為(Fpz-Cz，0.88；Pz-Oz，0.85)，Kappa值(Fpz-Cz，0.82；Pz-Oz，0.77)。Sabil等[25]將單信號EEG(FP2-M1)與HSAT探測的其他信號如氣流、打鼾、運(yùn)動、光和呼吸誘導(dǎo)性容積描記結(jié)合起來，做出一種自動評分系統(tǒng)，以判斷清醒睡眠分期，清醒狀態(tài)檢測的敏感度為(0.765 1±0.216 7)，特異度為(0.954 8±0.052 7)，陽性預(yù)測值為(0.818 4±0.154 2)，陰性預(yù)測值為(0.938 5±0.062 3)，與單獨(dú)的HSAT信號相比，AHI增加了22.12%。但是，包含單導(dǎo)聯(lián)EEG的HSAT尚未形成成熟的產(chǎn)品，也尚無診斷價值研究。

另外一種方法是拋開EEG，利用其他原理來估計睡眠分期。這其中比較有代表性的是心肺耦合式睡眠監(jiān)測儀(CardioPulmonary Coupling，CPC)，按AASM 1994年分類屬于Ⅳ型睡眠監(jiān)測設(shè)備，僅收集心電信號。其從連續(xù)單導(dǎo)聯(lián)心電信號提取正常竇性心律間期序列，并由心電信號推導(dǎo)出呼吸信號，然后采用希爾伯特-黃和傅里葉變換技術(shù)，將這兩種信號的相干度與互譜功率生成睡眠期間心肺耦合動力學(xué)頻譜，從而給出睡眠的分期結(jié)果并判定呼吸暫停綜合征，能區(qū)分中樞型與阻塞型[26]。CPC與PSG機(jī)制不同，分析結(jié)果報告不是基于傳統(tǒng)的睡眠分期，而是將睡眠分為淺睡(不穩(wěn)定睡眠，對應(yīng)CPC分析的低頻部分)、深睡(穩(wěn)定睡眠，對應(yīng)CPC分析中的高頻部分)，以及覺醒或REM期睡眠(對應(yīng)CPC分析中的極低頻部分)[27]。Lee等[28]一項(xiàng)37例兒童的回顧性研究用傳統(tǒng)PSG睡眠分期和CPC比較兒童腺樣體/扁桃體切除術(shù)后睡眠質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)術(shù)后CPC指標(biāo)(高頻耦合，低頻耦合)、AHI、覺醒指數(shù)有明顯變化，而PSG指標(biāo)除了覺醒指數(shù)外，其他未表現(xiàn)出術(shù)后改變，因此他們認(rèn)為CPC在睡眠質(zhì)量的改變方面，比傳統(tǒng)的PSG更靈敏。Schramm等[29]采用CPC技術(shù)分析輕度OSA不同治療方法(“網(wǎng)球法”體位干預(yù)治療；吸氧；口腔矯正器；吸氧與口腔矯正器并用)對睡眠質(zhì)量的改善，結(jié)果顯示，口腔矯正器治療明顯優(yōu)于體位改變和低流量吸氧等其他保守治療方法，高頻偶聯(lián)與低頻偶聯(lián)的比值增大。對于該型監(jiān)測儀的診斷價值，謝敏等[30]對44例受試者(診斷為OSA者33例，正常者11例)同樣進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)PSG和CPC的同時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)當(dāng)AHI分別>5、15、30次/h時，心肺耦合診斷敏感度分別為0.82、0.96、0.77，特異度分別為0.50、0.72、0.86，陽性預(yù)測值分別為0.85、0.83、0.85，陰性預(yù)測值分別為0.55、0.93、0.79。ROC曲線下面積分別為0.868、0.915、0.921。馮晶等[31]則對292例患者(AHI>5者173例，AHI<5者119例)同時進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)PSG和CPC的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)以AHI=5為OSAHS診斷截點(diǎn)時，ROC曲線下面積為0.81。但是，尚無該型監(jiān)測儀估計的睡眠分期準(zhǔn)確性評價的研究。

5 總結(jié)與展望

在發(fā)現(xiàn)和診斷OSA的過程中，由于條件的限制，家庭睡眠監(jiān)測因其簡便、經(jīng)濟(jì)、舒適的優(yōu)勢正受到越來越多的關(guān)注，也越來越多地應(yīng)用在了成人OSA的診斷中。但是，HSAT仍有一些缺點(diǎn)制約了其應(yīng)用，如對輕度人群的診斷價值不理想、大部分缺失睡眠結(jié)構(gòu)的信息等，目前尚未推薦使用在兒童患者和患有其他綜合征的人群的診斷中。如何提高其對輕度患者的診斷精確性，是目前的一大熱門研究方向。在伴有其他綜合征人群中的應(yīng)用，也是一個值得探索的方向。此外，睡眠圖譜自動分析的可靠性也仍需進(jìn)一步研究。如能找到一種可替代腦電圖，精確判別睡眠-覺醒狀態(tài)的方法，或一種可靠的腦電圖簡化方法，則可以提高HSAT的診斷價值，HSAT的應(yīng)用將大大拓寬，尤其是在輕度成人患者和更需要簡便舒適診斷方法的兒童患者的診斷中。