Ұйқы зерттеуі және ұйқы бұзылыстары: Полисомнографияның көп параметрлі талдауы

Кіріспе

Ұйқының және ұйқы бұзылыстарының көп параметрлі зерттеуі

Полисомнография (ПСЖ), ұйқыны зерттеудің бір түрі, ұйқының көп параметрлі зерттеуі және ұйқы медицинасындағы диагностикалық құрал болып табылады. Тест нәтижесі полисомнограмма деп аталады, ол қысқартылғанда ПСЖ деп те аталады. Атау грек және латын тілдерінен алынған: грекше πολύς (полюс – "көп, көп", көптеген арналарды білдіреді), латынша somnus ("ұйқы"), грекше γράφειν (graphein, "жазу"). І типті полисомнография – білікті технологтың үздіксіз бақылауымен түн бойы жүргізілетін ұйқы зерттеуі. Ол ұйқы кезінде болатын физиологиялық өзгерістерді тіркейді, әдетте түнде, бірақ кейбір зертханалар жұмыс кестесі ауысып жұмыс істейтіндерге және циркадтық ритм ұйқы бұзылысы бар адамдарға, басқа уақытта ұйықтайтындарға да мүмкіндік береді. ПСЖ көптеген дене функцияларын бақылайды, соның ішінде ми белсенділігін (ЭЭГ), көз қозғалысын (ЭОГ), бұлшықет белсенділігін немесе қаңқа бұлшықеттерінің активтілігін (ЭМГ) және жүрек ырғағын (ЭКГ)1. 1970 жылдары ұйқыдағы апноэ анықталғаннан кейін, тыныс алу функциялары, тыныс алу ағыны және тыныс алу күшін көрсететін көрсеткіштер, сондай-ақ шеттік импульстік оксиметрия қосылды. Полисомнография енді эректильді дисфункцияны бақылау үшін NPT мониторингін қамтымайды, себебі барлық еркек пациенттерде арман мазмұнына қарамастан, фазалық REM ұйқы кезінде эрекция болады. Шешілген арналы полисомнография немесе бақылаусыз үйдегі ұйқы тесттері II–IV арналы полисомнография деп аталады. Полисомнографияны ұйқы медицинасында арнайы аккредитациясы бар мамандар мен технологтар ғана орындауы керек. Дегенмен, кейде медбикелер мен тыныс алу терапевтері бұл салада арнайы білім мен оқытусыз полисомнография жасайды. Полисомнография деректері ұйқыға дайындалу кешігуімен (SOL), REM ұйқыға дайындалу кешігуімен, ұйқы кезеңіндегі оянулардың санымен, ұйқының жалпы ұзақтығымен, әрбір ұйқы сатысының пайыздық және ұзақтық көрсеткіштерімен және оянулардың санымен тікелей байланысты болуы мүмкін. Бірақ диагностика үшін маңызды, ұйқымен тікелей байланысты емес басқа да ақпараттар болуы мүмкін, мысалы, қозғалыстар, тыныс алу және жүрек-қантамырлар параметрлері. Кез келген жағдайда, полисомнографиялық бағалау арқылы пациенттің немесе зерттеудің қажеттіліктеріне сәйкес басқа да ақпарат алуға болады (дене температурасы немесе ішек pH). Видео ЭЭГ-мен біріктірілген полисомнография, парасомния сияқты ұйқы бұзылыстарын бағалауда тек полисомнографиядан тиімдірек деп сипатталған, өйткені ол ЭЭГ және полисомнографияны дене қозғалысымен оңай байланыстыруға мүмкіндік береді.

Polysomnography (PSG), a type of sleep study, is a multi parameter study of sleep and a diagnostic tool in sleep medicine. The test result is called a polysomnogram, also abbreviated PSG. The name is derived from Greek and Latin roots: the Greek πολύς (polus for "many, much", indicating many channels), the Latin somnus ("sleep"), and the Greek γράφειν (graphein, "to write"). Type I polysomnography is a sleep study performed overnight while being continuously monitored by a credentialed technologist. It records the physiological changes that occur during sleep, usually at night, though some labs can accommodate shift workers and people with circadian rhythm sleep disorders who sleep at other times. The PSG monitors many body functions, including brain activity (EEG), eye movements (EOG), muscle activity or skeletal muscle activation (EMG), and heart rhythm (ECG)1. After the identification of the sleep disorder sleep apnea in the 1970s, the breathing functions, respiratory airflow, and respiratory effort indicators were added along with peripheral pulse oximetry. Polysomnography no longer includes NPT monitoring for erectile dysfunction, as it is reported that all male patients will experience erections during phasic REM sleep, regardless of dream content. Limited channel polysomnography, or unattended home sleep tests, is called Type II – IV channel polysomnography. Polysomnography should only be performed by technicians and technologists who are specifically accredited in sleep medicine. However, at times nurses and respiratory therapists perform polysomnography without specific knowledge and training in the field. Polysomnography data can be directly related to sleep onset latency (SOL), REM sleep onset latency, the number of awakenings during the sleep period, the total sleep duration, percentages and durations of every sleep stage, and the number of arousals. But there can also be other information crucial for diagnostics, that are not directly linked with sleep, such as movements, respiration, and cardiovascular parameters. In any case, through polysomnographic evaluation, other information can be obtained (such as body temperature or esophageal pH) according to the patient's or the study's needs. Video EEG polysomnography which combines polysomnography with video recording has been described as more effective than only polysomnography for the evaluation of sleep troubles such as parasomnias, because it allows easier correlation of EEG and polysomnography with bodily motion.

Медициналық қолданыстар

Полисомнография ұйқының көптеген түрлерін диагностикалауға немесе жоққа шығаруға қолданылады, оның ішінде нарколепсия, идиопатиялық гиперсомния, периодтық аяқтар қозғалысы синдромы (PLMD), REM ұйқысы кезіндегі мінез-құлқының бұзылуы, парасомниялар және ұйқыдағы демқұрыштың тоқтауы. Циркадтық ритмдерге байланысты ұйқы бұзылыстарын диагностикалауда тікелей көмектеспесе де, басқа ұйқы бұзылыстарын жоққа шығару үшін қолданылуы мүмкін. Күндізгі уақытта шамадан тыс ұйқы сезіміне шағымданатын адамдарды тексеру үшін полисомнографияны қолдану мәселесі даулы.

Механизм

Полисомнограммада әдетте пациентке кемінде 22 сым қосылатын, кемінде 12 арна тіркеледі. Бұл арналар әр лабораторияда әртүрлі болуы мүмкін және дәрігердің сұранысына қарай бейімделуі мүмкін. ЭЭГ үшін кемінде үш арна, біреу немесе екеуі ауа ағынын өлшеуге, біреу немесе екеуі иек бұлшықеттерінің тонусын, біреу немесе бірнеше аяқ қозғалыстарын, екеуі көз қозғалыстарын (EOG), біреу немесе екеуі жүрек соғу жиілігі мен ырғағын, біреуі қандағы оттегі мөлшерін, ал кеуде қуысы мен жоғарғы құрсақ қуысының қозғалысын өлшейтін белдіктер үшін біреуі тіркеледі. Белдіктердің қозғалысы әдетте пьезоэлектрлік сенсорлармен немесе тыныс алу индукциялық плетизмографиясымен өлшенеді. Бұл қозғалыс күш-жігерге теңеледі және пациент дем алғанда және шығарғанда төмен жиілікті синусоидталған толқынды тудырады. Тіркелген деректердің әр арнасынан пациентке дейін сымдар келіп, орталық блокқа жиналады, ол деректерді жазу, сақтау және көрсету үшін компьютер жүйесіне қосылады. Ұйқы кезінде компьютер мониторы бірнеше арнаны үздіксіз көрсетуі мүмкін. Сонымен қатар, көптеген лабораторияларда пациентті көрнекі түрде бақылау үшін жанындағы бөлмеден техник көре алатын кішкентай бейнекамера орнатылған. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) әдетте алты "зерттеуші" және екі "анықтамалық" электродты пайдаланады, егер ұстама бұзылуы күдіктенбесе, онда ұстама белсенділігін анықтау үшін көбірек электродтар қолданылады. Зерттеуші электродтар әдетте мидың алдыңғы, орталық (жоғарғы) және артқы (төменгі) бөліктеріне, ми қабығының нейрондарынан шығатын электр сигналдарын өткізетін паста арқылы бекітіледі. Бұл электродтар мидың белсенділігін тіркеп, оны ұйқының әртүрлі сатыларына (N1, N2 және N3 – бұл NREM ұйқысы деп аталады – және R сатысы, яғни жылдам көз қозғалысы ұйқысы немесе REM, және ояулық) жіктеуге мүмкіндік береді. ЭЭГ электродтары Халықаралық 10-20 жүйесіне сәйкес орналастырылады. Электроокулограмма (ЭОГ) екі электродты пайдаланады: біреуі оң көздің сыртқы бұрышынан 1 см жоғары, екіншісі сол көздің сыртқы бұрышынан 1 см төмен орналасады. Бұл электродтар мүйіз қабығы мен торша арасындағы электр потенциалының айырмашылығына байланысты көздің қозғалысын тіркеп алады (мүйіз қабығы торшаға қатысты оң зарядталған). Бұл REM ұйқының пайда болуын анықтауға көмектеседі, оның ерекшелігі жылдам көз қозғалысы болып табылады, сонымен қатар ұйқының пайда болуын анықтауға да көмектеседі. Электромиограмма (ЭМГ) әдетте денедегі бұлшықеттердің кернеуін өлшеу үшін төрт электродты пайдаланады, сондай-ақ ұйқы кезінде аяқтардың шамадан тыс қозғалысын бақылайды (бұл кезеңдік аяқ-қол қозғалысы бұзылуын, PLMD-ді көрсетеді). Екі электрод иекке орналасады, біреуі жақ сызығының үстінде, екіншісі астында. Бұл, ЭОГ сияқты, ұйқының және REM ұйқысының пайда болуын анықтауға көмектеседі. Ұйқы әдетте сергітуді қамтиды, сондықтан бұлшықеттердің кернеуі айтарлықтай төмендейді. REM ұйқы кезінде қаңқа бұлшықеттерінің кернеуі одан да төмендейді. Адам жартылай сал болып, армандағы әрекеттерді орындау мүмкін болмайды, бірақ бұл сал болуы жоқ адамдарда REM мінез-құлқы бұзылысы дамуы мүмкін. Соңында, әр аяқтың алдыңғы тібік сүйегіне екі электрод орналастырылып, аяқтардың қозғалысын өлшейді. Типик электрокардиограммада (ЭКГ) он электрод қолданылса, полисомнограммада тек екі немесе үш электрод қолданылады. Оларды әр жақтағы жағалайдың астына немесе біреуін жағалайдың астына, екіншісін денеден 20 см жоғары орналастыруға болады. Бұл электродтар жүректің жиырылуы мен кеңеюі кезінде жүректің электрлік белсенділігін өлшейді, "P" толқыны, "QRS" кешені және "T" толқыны сияқты белгілерді тіркеп алады. Оларды жүрек патологиясын көрсететін кез келген аномалиялар үшін талдауға болады. Мұрын және ауыз арқылы өтетін ауа ағынын қысымды өлшегіштер және/немесе мұрын тесіктеріне немесе олардың жанына орнатылған термопара арқылы өлшеуге болады; қысымды өлшегіш ең сезімтал деп есептеледі. Бұл клиникке/зерттеушіге тыныс алу жиілігін өлшеуге және тыныс алудың тоқтауын анықтауға мүмкіндік береді. Тыныс алу күшін де, мұрындық/ауыздық ауа ағынын да белдіктер арқылы өлшейді. Бұл белдіктер тыныс алу кезінде кеңейіп, жиырылады. Алайда, бұл әдіспен де жалған теріс нәтижелер болуы мүмкін. Кейбір пациенттер обструктивтік апноя кезінде ауыздарын ашып-жауып, жабады. Бұл ауызға ауа кіргізіп, шығарып, тыныс жолдары мен өкпеге ауа енбейді. Сондықтан, қысымды өлшегіш және термопара азайған ауа ағынын анықтайды және тыныс алу оқиғасы гипопноя ретінде қате анықталуы мүмкін, яғни азайған ауа ағынының кезеңі, емес обструктивтік апноя. Пульс оксиметриясы ұйқы апноясы және басқа да тыныс алу проблемалары кезінде жиі болатын қандағы оттегі деңгейінің өзгеруін анықтайды. Пульс оксиметрі саусаққа немесе құлақ күлдіреуіне бекітіледі. Құрлы қақырыны мойынға қойылған дыбыс зондымен тіркеуге болады, бірақ көбінесе техник құрлы қақырынын "жеңіл", "орташа" немесе "қатты" деп белгілейді немесе 1-ден 10-ға дейінгі шкала бойынша сандық баға береді. Сондай-ақ, құрлы қақырыны гипопноя кезінде обструктивтік апноя болуын анықтау үшін пайдалануға болады.

A polysomnogram will typically record a minimum of 12 channels requiring a minimum of 22 wire attachments to the patient. These channels vary in every lab and may be adapted to meet the doctor's requests. There is a minimum of three channels for the EEG, one or two measure airflow, one or two are for chin muscle tone, one or more for leg movements, two for eye movements (EOG), one or two for heart rate and rhythm, one for oxygen saturation, and one each for the belts, which measure chest wall movement and upper abdominal wall movement. The movement of the belts is typically measured with piezoelectric sensors or respiratory inductance plethysmography. This movement is equated to effort and produces a low frequency sinusoidal waveform as the patient inhales and exhales. Wires for each channel of recorded data lead from the patient and converge into a central box, which in turn is connected to a computer system for recording, storing and displaying the data. During sleep, the computer monitor can display multiple channels continuously. In addition, most labs have a small video camera in the room so the technician can observe the patient visually from an adjacent room. The electroencephalogram (EEG) will generally use six "exploring" electrodes and two "reference" electrodes, unless a seizure disorder is suspected, in which case more electrodes will be applied to document the appearance of seizure activity. The exploring electrodes are usually attached to the scalp near the frontal, central (top) and occipital (back) portions of the brain via a paste that will conduct electrical signals originating from the neurons of the cortex. These electrodes will provide a readout of the brain activity that can be "scored" into different stages of sleep (N1, N2, and N3 – which combined are referred to as NREM sleep – and Stage R, which is rapid eye movement sleep, or REM, and Wakefulness). The EEG electrodes are placed according to the International 10 20 system. The electrooculogram (EOG) uses two electrodes; one that is placed 1 cm above the outer canthus of the right eye and one that is placed 1 cm below the outer canthus of the left eye. These electrodes pick up the activity of the eyes in virtue of the electropotential difference between the cornea and the retina (the cornea is positively charged relative to the retina). This helps to determine when REM sleep occurs, of which rapid eye movements are characteristic, and also essentially aids in determining when sleep occurs. The electromyogram (EMG) typically uses four electrodes to measure muscle tension in the body as well as to monitor for an excessive amount of leg movements during sleep (which may be indicative of periodic limb movement disorder, PLMD). Two leads are placed on the chin with one above the jawline and one below. This, like the EOG, helps determine when sleep occurs as well as REM sleep. Sleep generally includes relaxation and so a marked decrease in muscle tension occurs. A further decrease in skeletal muscle tension occurs in REM sleep. A person becomes partially paralyzed to make acting out of dreams impossible, although people that do not have this paralysis can develop REM behavior disorder. Finally, two more leads are placed on the anterior tibialis of each leg to measure leg movements. Though a typical electrocardiogram (ECG or EKG) would use ten electrodes, only two or three are used for a polysomnogram. They can either be placed under the collarbone on each side of the chest or one under the collarbone and the other six inches above the waist on either side of the body. These electrodes measure the electrical activity of the heart as it contracts and expands, recording such features as the "P" wave, "QRS" complex, and "T" wave. These can be analyzed for any abnormalities that might be indicative of an underlying heart pathology. Nasal and oral airflow can be measured using pressure transducers, and/or a thermocouple, fitted in or near the nostrils; the pressure transducer is considered the more sensitive. This allows the clinician/researcher to measure the rate of respiration and identify interruptions in breathing. Respiratory effort is also measured in concert with nasal/oral airflow by the use of belts. These belts expand and contract upon breathing effort. However, this method of respiration may also produce false negatives. Some patients will open and close their mouth while obstructive apneas occur. This forces air in and out of the mouth while no air enters the airway and lungs. Thus, the pressure transducer and thermocouple will detect this diminished airflow and the respiratory event may be falsely identified as a hypopnea, or a period of reduced airflow, instead of an obstructive apnea. Pulse oximetry determines changes in blood oxygen levels that often occur with sleep apnea and other respiratory problems. The pulse oximeter fits over a fingertip or an earlobe. Snoring may be recorded with a sound probe over the neck, though more commonly the sleep technician will just note snoring as "mild", "moderate" or "loud" or give a numerical estimate on a scale of 1 to 10. Also, snoring indicates airflow and can be used during hypopneas to determine whether the hypopnea may be an obstructive apnea.

Процедура

Стандартты тест үшін науқас кешкісін ұйықтау зертханасына келеді және келесі 1-2 сағат ішінде жағдаймен танысып, түрлі деректерді жазу үшін «қосылады», ол ұйықтағанда деректер тіркеледі. Ұйықтау зертханасы ауруханада, жеке медициналық кеңселерде немесе қонақ үйде орналасуы мүмкін. Ұйықтау техникасы міндетті түрде болуы керек және науқасқа электродтарды орнатуға және зерттеу барысында науқасты бақылауға жауапты. Зерттеу кезінде техник бейнемонитр мен компьютер экраны арқылы ұйықтау белсенділігін бақылайды, онда барлық деректер секунд сайын көрсетіледі. Көптеген зертханаларда тест аяқталып, науқас таңғы сағат 7-ге дейін үйге жіберіледі, егер күндізгі уақытта артық ұйқылылықты тексеру үшін (MSLT) қосымша ұйықтау тесті жасалмаса. Соңғы кезде денсаулық сақтау қызметкерлері науқастың жағдайын жақсарту және шығындарды азайту үшін үй жағдайында зерттеулер тағайындауды бастады. Науқасқа алдымен тексеру құралы қолданылып, содан кейін нұсқаулар беріледі, ол құралды үйде пайдаланады және келесі күні қайтарады. Көптеген тексеру құралдары ауа ағынын өлшейтін құрылғыдан (термистор) және қандағы оттегі деңгейін бақылайтын құрылғыдан (пульс оксиметрінен) тұрады. Науқас бірнеше күн бойы тексеру құрылғысымен ұйықтайды, содан кейін құрылғыны денсаулық сақтау қызметкеріне қайтарады. Денсаулық сақтау қызметкері құрылғыдан деректерді алады және алынған ақпарат негізінде болжамдар жасай алады. Мысалы, түнде қандағы оттегінің күрт төмендеуі тыныс алудың бұзылуын (апнея) көрсетеді. Құрал кемінде оттегі қанықтығын бақылайды. Үйде жүргізілетін зерттеулерге арналған жабдықтар ұйықтау зертханасындағы техниктер қолданатын жабдықтардың көптеген мүмкіндіктеріне ие, бірақ оларды өздігінен орнату қиын және көп уақытты қажет етеді.