體位性睡眠呼吸暫停綜合征患者睡眠呼吸紊亂及心率變異性的特點

馮 晶, 吳惠涓, 陳 坤, 趙忠新

(第二軍醫(yī)大學(xué)長征醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科, 上海, 200003)

論著

體位性睡眠呼吸暫停綜合征患者睡眠呼吸紊亂及心率變異性的特點

馮 晶, 吳惠涓, 陳 坤, 趙忠新

(第二軍醫(yī)大學(xué)長征醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科, 上海, 200003)

目的探討體位性睡眠呼吸暫停綜合征(POSAS)患者不同體位下HRV參數(shù)的特點及呼吸暫停低通氣指數(shù)(AHI)、最低血氧飽和度(LSaO2)與HRV各參數(shù)的關(guān)系。方法采用病例對照方法比較POSAS患者仰臥位和側(cè)臥位的心率變異性的特點。結(jié)果與側(cè)臥位相比, POSAS組患者仰臥位時的心率變異性指標(biāo)顯著增加(P<0.05)。Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示, AHI與SDNN、SDANN、ULF、LF/HF參數(shù)呈正相關(guān)(P<0.05或P<0.01), 其中AHI與LF/HF相關(guān)性最強(r=0.437,P<0.01), 而與HF呈負(fù)相關(guān)(r=-0.306,P<0.05); LSaO2與LF/HF呈負(fù)相關(guān)(r=-0.388,P<0.01)。結(jié)論POSAS患者仰臥位睡眠呼吸紊亂顯著重于側(cè)臥位。

體位性睡眠呼吸暫停綜合征; 心率變異性; 呼吸暫停低通氣指數(shù)

阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(OSAS)患者與心血管疾病的發(fā)病機制密切相關(guān)，罹患心源性猝死的風(fēng)險顯著增高[1]。流行病學(xué)調(diào)查[2]顯示, OSAS患者常常并發(fā)高血壓、左室功能異常及心力衰竭、心律失常等疾病，其中部分OSAS患者存在體位相關(guān)性，故稱之為體位性O(shè)SAS患者(POSAS)。心率變異性(HRV)[3-4]是指兩個相鄰心動周期之間的心率變化，是常用于評估自主神經(jīng)功能的方法。本研究探討體位性O(shè)SAS患者不同體位下睡眠呼吸紊亂程度與HRV是否存在差異，并分析呼吸暫停低通氣指數(shù)(AHI)與HRV各參數(shù)的相關(guān)性，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

在2014年1月—2016年12月第二軍醫(yī)大學(xué)附屬第二醫(yī)院長征醫(yī)院行整夜多導(dǎo)睡眠呼吸監(jiān)測及心率變異性檢查的患者中，按照仰臥位AHI為側(cè)臥位AHI的2倍及2倍以上的標(biāo)準(zhǔn)，選取POSAS患者92例，其中男68例，女24例，年齡23～65歲，平均年齡(49.7±11.9)歲，平均體質(zhì)量指數(shù)(BMI)為(26.3±4.1) kg/m2; 平均身高(171.2±19.7) cm。

納入標(biāo)準(zhǔn): ① 年齡25～65歲; ② 符合POSAS的診斷標(biāo)準(zhǔn): 有些OSAS患者的睡眠呼吸紊亂程度可與體位有關(guān)，而且平臥時癥狀會明顯加重，此類患者稱之為體位性O(shè)SAS(POSAS)，具體是指AHI≥5且仰臥位AHI為側(cè)臥位AHI的2倍及以上的OSAS患者; ③ 完成HRV監(jiān)測，且監(jiān)測時間至少7 h; ④ 動態(tài)心電圖基線穩(wěn)定，基本心律為竇性心律; ⑤ 自愿參加本研究且患者本人均對各項檢查知情同意，簽署知情同意書; ⑥ 未服用影響睡眠及自主神經(jīng)系統(tǒng)的藥物。

排除標(biāo)準(zhǔn): ① 年齡小于25歲或大于65歲; ② 中樞性及混合性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征; ③ 睡眠總時間小于5 h和/或睡眠效率低于80%; ④ 睡眠監(jiān)測過程電極或指脈氧脫落影響PSG判讀; ⑤ 已行CPAP、外科手術(shù)等治療; ⑥ 監(jiān)測當(dāng)天曾服用對睡眠有影響的藥物、食物等; ⑦ 患有慢性阻塞性肺病、肺炎、肺動脈高壓等肺部疾病; ⑧ 患有嚴(yán)重的心腦血管疾病、肝腎疾病、精神疾病等; ⑨ 未經(jīng)控制的上呼吸道感染、鼻炎等; ⑩ 大量吸煙酗酒、長期服用鎮(zhèn)靜類藥物等; 晝夜節(jié)律紊亂; 數(shù)據(jù)收集不全。

1.2 儀器設(shè)備

采用日本光電公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)36導(dǎo)聯(lián)多導(dǎo)睡眠圖監(jiān)測儀(型號TRACKIT24/0), 分析軟件為polysmith32導(dǎo)聯(lián)睡眠呼吸監(jiān)測系統(tǒng)(型號EEG-9200K, 產(chǎn)地美國); 使受試者在安靜、遮光、舒適的獨立房間內(nèi)進行睡眠監(jiān)測，至少連續(xù)監(jiān)測7 h, 監(jiān)測結(jié)束后通過計算機進行自動采集、數(shù)據(jù)處理分析，由2名受過專業(yè)培訓(xùn)的PSG技師或醫(yī)師審核校正并生成各項睡眠參數(shù)。采用南京豐生永康軟件科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)的便攜式儀器來監(jiān)測心率變異性，型號為AECG-100A, 應(yīng)用心肺耦合(CPC)睡眠質(zhì)量評估系統(tǒng)對所采集到的心電信號進行分析。儀器自動采集分析后由2名受過專業(yè)培訓(xùn)的PSG技師或醫(yī)師審核校正并生成各項心率變異性參數(shù)。

1.3 研究方法

1.2.1 多導(dǎo)睡眠檢測: 對長征醫(yī)院就診的疑似OSAS患者，囑其行多導(dǎo)睡眠監(jiān)測當(dāng)日避免劇烈運動，忌飲酒，忌服用咖啡、濃茶等刺激性飲料、忌服用影響睡眠的藥物。受試者于睡眠監(jiān)測當(dāng)日下午到達睡眠中心，囑其洗漱完畢后著寬松衣褲在睡眠監(jiān)測的獨立房間內(nèi)休息，進一步熟悉睡眠中心的環(huán)境以盡量避免“首夜效應(yīng)”; 20: 00分左右開始安裝監(jiān)測電極，先用磨砂膏清潔皮膚、去除油脂，再用酒精清潔皮膚表面，電極的位置按照美國睡眠醫(yī)學(xué)會(AASM)制訂的標(biāo)準(zhǔn)安裝，并用膠帶固定。

睡眠監(jiān)測電極包括: 腦電、雙側(cè)眼電、下頜肌電、口鼻氣流、心電、脛骨前肌電、胸腹帶和指脈氧?？诒菤饬骱托馗箮г谠\斷OSAS及分型上起著重要的作用，前者通過熱敏電阻傳感器監(jiān)測呼出與吸入氣體的溫差變化，得到鼻氣流的強度，通過鼻氣流強弱程度或有無口鼻氣流，判斷患者是否發(fā)生了睡眠呼吸暫停; 結(jié)合二者的記錄波形并且通過胸腹帶中的傳感器監(jiān)測胸腹部運動的存在或消失，以區(qū)分阻塞性和中樞性(混合性)睡眠呼吸暫停，口鼻無氣流而胸腹波形仍有變化者為阻塞性睡眠呼吸暫停。

受試者在安靜、遮光、舒適、溫濕度合適的獨立房間內(nèi)進行睡眠監(jiān)測，生物定標(biāo)之后關(guān)燈開始記錄，至少連續(xù)睡眠監(jiān)測7 h，記錄開始后不再進行任何影響入睡的活動，一般從21: 30～22: 30分開始記錄，到次日6: 00～7: 00分結(jié)束。通過計算機進行自動采集、數(shù)據(jù)處理分析，參照美國睡眠協(xié)會(AASM) 2007年版的指南標(biāo)準(zhǔn)，由2名受過專業(yè)培訓(xùn)的PSG技師或醫(yī)師審核校正并生成各項睡眠參數(shù)。PSG睡眠參數(shù)包括睡眠效率(SE)、非快速眼動睡眠(NREM)1期潛伏期、呼吸暫停次數(shù)、低通氣次數(shù)、AHI、最低血氧飽和度(LSaO2)、覺醒次數(shù)、微覺醒指數(shù)、腿動指數(shù)和PLMS指數(shù)。重點選取與睡眠呼吸紊亂相關(guān)的參數(shù)，即AHI和LSaO2。

1.2.2 心率變異性分析: 受試者行PSG的同時將便攜式CPC儀器固定于受試者左胸心臟位置進行監(jiān)測，次日監(jiān)測完成后關(guān)閉電源，儀器會自動停止記錄，將數(shù)據(jù)提取、上傳后經(jīng)計算機軟件自動分析并生成報告。

傳統(tǒng)心率變異性分析的方法主要分為時域分析和頻域分析，時域分析的參數(shù)來自于QRS波群間正常R-R間期的直接測量，而頻域分析的原理是應(yīng)用傅里葉轉(zhuǎn)換技術(shù)將心率信號的變化轉(zhuǎn)換為不同的頻率成分然后進行計算分析，HRV譜包括3個主帶: 極低頻(VLF)帶: 0.003～0.04 Hz; 低頻(LF)帶: 0.04～0.15 Hz; 高頻(HF)帶: 0.15～0.4 Hz。時域、頻域參數(shù)包括N-N間期的標(biāo)準(zhǔn)差(SDNN)、N-N間期標(biāo)準(zhǔn)差的平均值(SDNNI)、均值標(biāo)準(zhǔn)差(SDANN)、差值均方根(RMSSD)、相鄰RR間期之差大于50 ms的百分比(PNN50)、超低頻帶(ULF)、極低頻帶(VLF)、低頻(LF)、高頻(HF)、LF/HF比值(LF/HF)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

將所得數(shù)據(jù)匯總后，經(jīng)復(fù)核、整理、錄入Excel表格，采用SPSS 22.0軟件包進行統(tǒng)計學(xué)描述和分析，經(jīng)正態(tài)性檢驗各項參數(shù)均符合正態(tài)分布，計數(shù)資料用例數(shù)和百分比表示，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組之間的計量資料采用t檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。變量間相關(guān)分析采用Pearson相關(guān)分析，將AHI、LSaO2分別與HRV參數(shù)進行雙變量相關(guān)分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。通過兩個有關(guān)聯(lián)變量的數(shù)據(jù)做出散點圖，并利用散點圖直接認(rèn)識兩個變量之間的相關(guān)關(guān)系。

2 結(jié) 果

2.1 POSAS患者不同體位下AHI、LSaO2、HRV的比較

選取時域參數(shù)SDNN、SDANN、SDNNI、RMSSD、PNN50和頻域參數(shù)ULF、VLF、LF、HF、LF/HF作為心率變異性的分析參數(shù)。比較POSAS組患者在仰臥位與側(cè)臥位時的HRV參數(shù)和AHI、LSaO2, 結(jié)果顯示POSAS組患者仰臥位與側(cè)臥位相比，時域指標(biāo)中SDNN、SDNNI、SDANN, 頻域指標(biāo)中ULF、VLF、LF、LF/HF以及AHI、LSaO2均有顯著差異(P<0.05或P<0.01)。見表1。

2.2 AHI與HRV各項參數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果

對92例POSAS患者進行Pearson 相關(guān)分析結(jié)果顯示, AHI與HRV中的多項參數(shù)包括SDNN、SDANN、ULF、LF/HF均存在正相關(guān)性，與HF存在負(fù)相關(guān)性。見表2。通過散點圖直觀顯示AHI與LF/HF存在直線相關(guān)，AHI與LF/HF的相關(guān)系數(shù)為0.437。見圖1。

表1 POSAS患者不同體位下HRV參數(shù)的比較

與仰臥位比較, *P<0.05, **P<0.01。

表2 AHI與HRV參數(shù)的Pearson相關(guān)分析

圖1 AHI與LF/HF的相關(guān)性

2.3 LSaO2與HRV各項參數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果

對92例POSAS患者進行Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示, LSaO2與HRV中的VLF存在正相關(guān)性，與LF/HF存在負(fù)相關(guān)性。見表3。通過散點圖直觀顯示LSaO2與LF/HF存在直線相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為-0.388。見圖2。

表3 LSaO2與HRV參數(shù)的Pearson相關(guān)分析

圖2 LSaO2與LF/HF的相關(guān)性

3 討 論

心率變異性本質(zhì)上反映了竇房結(jié)與神經(jīng)體液因素相互作用的平衡關(guān)系，二者相互協(xié)調(diào)才能夠維持正常的心臟活動及心功能的穩(wěn)定，一旦這種協(xié)調(diào)作用失衡，將導(dǎo)致心血管系統(tǒng)功能紊亂，以至發(fā)生嚴(yán)重的心律失常事件。荷蘭科學(xué)家Algra等[5]在1993年就通過研究證實了HRV降低是預(yù)測心肌梗死后心源性猝死增加的一個獨立因素。La Rovere等[6]在1991—2000年分析了400余例慢性心衰患者的HRV指標(biāo)后證明，低頻功率(LF)的降低是心力衰竭患者猝死的強烈獨立預(yù)測因子。WSCS研究[7]對1 552例患者進行了18年隨訪，發(fā)現(xiàn)患有重度睡眠呼吸疾病者的全因死亡率顯著高于一般人群。OSAS患者的日間思睡、炎癥狀態(tài)、內(nèi)分泌紊亂以及反復(fù)缺氧等因素均增加了心肌梗死、冠心病、乃至猝死的風(fēng)險[8-9]。OSAS是高血壓、冠心病、心肌梗死的獨立危險因素，而HRV作為評估自主神經(jīng)功能的方法，對指導(dǎo)臨床治療及干預(yù)POSAS患者有重要意義[10-13]。

體位變化可以通過影響上呼吸道的結(jié)構(gòu)和(或)重力對氣道結(jié)構(gòu)的作用方向進而影響OSAS患者氣道阻力及塌陷性[14-17]。有些OSAS患者的睡眠呼吸紊亂程度可與體位有關(guān)，而且仰臥時癥狀會明顯加重。有關(guān)OSAS發(fā)病機制的研究中，均強調(diào)了仰臥位呼吸事件的重要性。Douglas NJ等[18-19]認(rèn)為低通氣與覺醒或呼吸暫停相互作用會導(dǎo)致睡眠結(jié)構(gòu)紊亂，微覺醒對OSAS患者來說具有兩面性，它既能終止呼吸暫停又會頻繁打亂睡眠結(jié)構(gòu)，又能引起睡眠質(zhì)量下降。對于POSAS患者來講，仰臥位睡眠時間睡眠時頻繁的發(fā)生呼吸暫停和低通氣使其很難進入深睡眠期，當(dāng)在氣流受限時調(diào)整體位，由仰臥位轉(zhuǎn)為側(cè)臥位后呼吸暫停的現(xiàn)象隨之好轉(zhuǎn)。本研究也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果, POSAS患者側(cè)臥位的AHI較仰臥位有明顯的下降，而LSaO2有明顯的升高，二者均說明隨著體位由仰臥位到側(cè)臥位的改變，POSAS患者的缺氧程度得到了改善。

POSAS患者整夜睡眠過程中反復(fù)發(fā)生的呼吸暫停，刺激體內(nèi)化學(xué)感受器使副交感神經(jīng)興奮; 當(dāng)呼吸恢復(fù)時，組織缺氧仍未改善，交感神經(jīng)張力明顯增強，這種夜間睡眠中反復(fù)的以副交感神經(jīng)張力為主轉(zhuǎn)為交感神經(jīng)張力為主的過程是OSAS患者特有的異常植物神經(jīng)功能狀態(tài)表現(xiàn)，也造成了心率變異性比較明顯的變化。本研究結(jié)果顯示, POSAS患者在心率變異性眾多的時域、頻域指標(biāo)中均有顯著差異，可能是因為POSAS患者仰臥位時間更長，呼吸紊亂程度加重，所以心率變異性增大; 側(cè)臥位時呼吸事件得以恢復(fù)，心率又開始上升。仰臥位時POSAS組SDNN的統(tǒng)計均值均明顯高于對照組，可能說明POSAS患者自主神經(jīng)受損相對較重，同樣RMSSD比側(cè)臥位時高，提示副交感神經(jīng)受損。一般認(rèn)為HRV頻譜的低頻成分主要反映交感神經(jīng)活動的情況，而高頻成分是副交感神經(jīng)活動的生理基礎(chǔ)。側(cè)臥位時LF降低而HF沒有明顯變化，可能由于POSAS患者仰臥位時交感神經(jīng)活性更強。

本研究在睡眠監(jiān)測的同時可同步記錄發(fā)生在各種呼吸事件中的心律失常，可以較為準(zhǔn)確地反映心律失常與呼吸事件的相關(guān)性，作者嘗試尋找在POSAS患者病情嚴(yán)重程度和HRV參數(shù)的關(guān)系, LF/HF與POSAS患者的心率變異性顯著相關(guān)，且比HRV的其他參數(shù)具有更加明顯的相關(guān)性，原因可能是因為高頻代表了呼吸的不穩(wěn)定狀態(tài)，主要由副交感神經(jīng)調(diào)控[20], 而低頻與高頻的比值(LF/HF)則反映了交感-副交感神經(jīng)系統(tǒng)的均衡性。因此，作者認(rèn)為LF/HF可能是一個評估POSAS嚴(yán)重程度較好的指標(biāo)，也可以作為臨床上篩選具有呼吸暫停、低通氣癥狀患者的輔助參數(shù)之一[21-24]。

綜上所述, POSAS患者病情越重，HRV參數(shù)上升，則代表交感神經(jīng)越興奮，而當(dāng)POSAS患者側(cè)臥位時, AHI、LSaO2的及HRV參數(shù)均有所改善，說明雖然POSAS患者的自主神經(jīng)功能降低、心血管靶向損害嚴(yán)重，甚至可能引起猝死等不良的預(yù)后結(jié)局，但是側(cè)臥位相對于仰臥位來說，呼吸紊亂程度較輕，心臟易損性較小，考慮體位因素可能在其中起到了一定的保護作用。

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Characteristicsofsleep-disorderedbreathingandheartratevariabilityinpatientswithpositionalobstructivesleepapneasyndrome

FENGJing,WUHuijuan,CHENKun,ZHAOZhongxin

(DepartmentofNeurology,ChangzhengHospitalofSecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai, 200433)

ObjectiveTo investigate the characteristics of HRV parameters in different posture of patients with positional obstructive sleep apnea syndrome (POSAS) and the relationship between apnea hypopnea index (AHI), minimum oxygen saturation (LSaO2) and HRV parameters.MethodsA case-control study was conducted to compare the characteristics of heart rate variability between supine and lateral positions in POSAS patients.ResultsCompared with lateral position, POSAS group showed higher levels of heart rate variability indexes (P<0.05). Pearson correlation analysis indicated that AHI was positively correlated with SDNN、SDANN、ULF、LF/HF (P<0.05 orP<0.01). Remarkably, the correlation between AHI and LF/HF was excellent (r=0.437,P<0.01), and negatively correlated with HF(r=-0.306,P<0.05).Similarly, LSaO2was negatively correlated with LF/HF.ConclusionThe sleep-disordered breathing in supine position of POSAS patients is significantly heavier than that in lateral decubitus position.

positional obstructive sleep apnea syndrome; heart rate variability; apnea hypopnea index

R 441.8

A

1672-2353(2017)21-001-05

10.7619/jcmp.201721001

2017-06-22

科技部重大專項課題; 國家自然科學(xué)基金資助項目(81171252)

趙忠新, E-mail: zhaozx@medmail.com.cn