家庭睡眠呼吸暫停監測在阻塞性睡眠呼吸暫停診斷中的應用與研究進展

徐淑樺， 朱 敏

上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院口腔醫學院口腔顱頜面科，國家口腔疾病臨床醫學研究中心，上海市口腔醫學重點實驗室，上海市口腔醫學研究所，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、睡眠結構紊亂、頻繁發生血氧飽和度下降、白天嗜睡、注意力不集中等病癥，并可導致高血壓、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、糖尿病等多器官多系統損害。OSA可發生于任何年齡階段，不僅嚴重影響患者的生活質量和工作效率，還易并發心腦血管疾病，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，嚴重者可影響生長發育，出現牙頜面畸形[1]。

雖然臨床工作中診斷OSA的方法較多，如多導睡眠描記(polysomnography，PSG)、家庭睡眠呼吸暫停監測(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)、各種臨床預測模型(如形態學預測模型等)等[2]，但目前公認的診斷金標準是PSG。標準PSG記錄受試者睡眠過程的心臟呼吸、神經生理、睡眠階段等參數，包括腦電圖(electroencephalogram，EEG)、下頜肌電圖(chin electromyograph，chin EMG)、眼電圖(electrooculogram，EOG)、氣流、呼吸運動、動脈血氧飽和度(SaO2)和心電圖(electrocardiogram，ECG)。監測過程需在睡眠室中進行，并有專業人員監測和分析數據[3]。

然而，傳統PSG存在許多不便。一方面，它需要受試者在睡眠監測室過夜，使得一些受試者不能如在熟悉環境中一樣入睡；另一方面，傳統PSG導聯眾多，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PSG受場地、床位、人工限制，費用較高。因此，研究者一直在探索可以替代標準PSG的診斷手段，如前述的家庭睡眠呼吸暫停監測(HSAT)，或稱便攜式監測儀(portable monitors，PM)，亦稱中心外監測儀(out-of-center testing devices，OCST)。HSAT具有導聯少、舒適、可讓患者在熟悉環境中入睡的優勢，不需專人值守，簡便易行，且對患者來說花費更少，在醫療條件差的地區有更大的需求[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或設備技術足夠的HSAT檢查(強烈推薦)[2]。

1 睡眠監測的分類

應用最廣泛的分類是1994年美國睡眠障礙協會(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：標準PSG，含有至少7個參數，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，腿部運動可由肌電圖或運動傳感器記錄(可選)，需專業人員整夜值守，必要時做出調整；Ⅱ型：全指標便攜式PSG，參數要求與Ⅰ級相同，區別在于不需在睡眠室中進行，無專業人員值守；Ⅲ型：改良便攜式睡眠呼吸暫停檢查，含有至少4個參數，包括2個通氣參數(呼吸運動和氣流)、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/雙參數持續記錄，最少含有1個參數(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測儀臨床應用指南中提出[6]，HSAT最少應能監測氣流、呼吸努力，血氧三個方面的參數。當無人值守的HSAT用于OSA的診斷時，應同時伴有綜合性的睡眠評估。使用HSAT進行臨床睡眠評估時，必須在1名有睡眠醫學專業資格認定或符合睡眠醫學認證考試資格標準的專業人員監督下進行。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不適合診斷有嚴重并發癥的患者的OSA，這可能會降低HSAT的準確性。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、周期性肢體運動障礙、失眠癥、異態睡眠、晝夜節律睡眠障礙，或發作性睡病的患者進行診斷評估。此外，HSAT不適合對無癥狀人群進行一般篩查。HSAT可能適用于睡眠室內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也可能適用于監測患者對非CPAP的睡眠暫停治療措施的反應。因此當口腔醫師利用口腔矯治器減輕OSA的癥狀時，可利用HSAT進行療效評估。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重程度。Vat等[8]的研究則發現當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，以確定低通氣發生時，才能達到最高的精確度。

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上足夠的HSAT設備，用于不復雜的成人患者的OSA診斷，即表現出中度至重度的OSA風險增加的癥狀和體征的患者。但是如果一個單獨的家庭睡眠呼吸暫停測試結果是陰性的，不確定的，或者技術上不充分時，還應使用標準PSG來診斷OSA(強烈推薦)[3]。

而對于兒童，在學齡兒童中，HSAT似乎在技術上是可行的。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，發現在成人中，HSAT對于截斷點為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，學齡前兒童尤甚，因此不能單獨使用HSAT進行診斷。

3 HSAT的應用進展

目前的指南尚未推薦HSAT應用于具有其他并發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期間OSA的診斷應用的可行性和準確性。這項對265例患者的研究以HSAT所得呼吸事件指數/監測時間(REI/MT)與無人值守的PSG所得呼吸暫停低通氣指數/總睡眠時間(AHI/TST)相比較來評價準確性，以評估HSAT的記錄質量的可接受度來評價可行性，證實HSAT在卒中患者住院康復期間診斷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]認為夜間氧氣的除氧能力已被證明是卒中的一個強有力的預測因子，并且可能有助于確定哪些低AHI患者應該被提供治療。當使用一種改進的OSA定義，使用較低的AHI截斷點，并在HSAT的設置中加入1個血氧降低的截斷點(即使用AHI 5～14.9/h 且SaO2≤88%作為診斷標準以代替AHI≥15的診斷標準)，用于卒中或短暫性腦缺血發作(TIA)的患者，可以改善其白天嗜睡后的嗜睡癥發作，而不顯著影響CPAP的依賴性，也不影響自動評分的準確性。Cabezas等[13]也將HSAT應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應用于在神經疾病就診時臨床上被認為有高OSA風險的患者中，從中發現61%的受試者AHI≥5，從而使他們得到及時的治療和轉診。他們認為專業的睡眠醫師和社區神經病學實踐應當聯合起來，將HSAT應用在這些具有OSA風險的患者身上，以開辟一條更好的睡眠醫療護理的道路。Abumuamar等[15]對100例心律不齊的患者比較了含有EEG的HSAT與標準PSG的差異，發現二者在呼吸指數方面并無差異。他們認為，對心律不齊的患者，合并EEG的HSAT是可靠、方便、經濟的睡眠監測方法。Romem等[16]對患或不患有心肺并發癥的受試者進行了單導聯的Ⅳ型HSAT(Morpheus Ox)監測，發現無論是否患有心肺并發癥，HSAT的結果均與標準PSG有較好的一致性。

4 HSAT的可靠性研究進展

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

目前已投入臨床應用的HSAT種類繁多，對它們的診斷性試驗也大都證實了這一點[19-21]。系統性綜述發現，對診斷OSA(AHI≥5)，Ⅲ型的靈敏度可達到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0.50～1。當診斷輕中度(AHI≥15)或重度(AHI大于或等于30)時，靈敏度增加，而特異度相應降低[6]。Abrahamyan等[22]共囊括2 068例受試者的薈萃分析則得出，當以AHI≥5為截斷點時，Ⅳ型的靈敏度介于0.675～1，而特異度介于25%～100%。Ⅲ型的準確性整體高于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應用的主要原因是缺乏對入睡-覺醒及睡眠結構的有效判斷。

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導聯，發現在92%～95%的樣本中這種單通道導聯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網絡提取睡眠腦電圖特征，然后利用遞歸神經網絡和條件隨機場捕捉相鄰時點之間的上下文信息，從而推斷睡眠階段的類型，在OSA人群中該模型的準確度可達到(F4-M1，0.8)，Kappa值可達到(F4-M1，0.67)；在健康人群中該模型的平均準確度為(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、運動、光和呼吸誘導性容積描記結合起來，做出一種自動評分系統，以判斷清醒睡眠分期，清醒狀態檢測的敏感度為(0.765 1±0.216 7)，特異度為(0.954 8±0.052 7)，陽性預測值為(0.818 4±0.154 2)，陰性預測值為(0.938 5±0.062 3)，與單獨的HSAT信號相比，AHI增加了22.12%。但是，包含單導聯EEG的HSAT尚未形成成熟的產品，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測儀(CardioPulmonary Coupling，CPC)，按AASM 1994年分類屬于Ⅳ型睡眠監測設備，僅收集心電信號。其從連續單導聯心電信號提取正常竇性心律間期序列，并由心電信號推導出呼吸信號，然后采用希爾伯特-黃和傅里葉變換技術，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頻譜，從而給出睡眠的分期結果并判定呼吸暫停綜合征，能區分中樞型與阻塞型[26]。CPC與PSG機制不同，分析結果報告不是基于傳統的睡眠分期，而是將睡眠分為淺睡(不穩定睡眠，對應CPC分析的低頻部分)、深睡(穩定睡眠，對應CPC分析中的高頻部分)，以及覺醒或REM期睡眠(對應CPC分析中的極低頻部分)[27]。Lee等[28]一項37例兒童的回顧性研究用傳統PSG睡眠分期和CPC比較兒童腺樣體/扁桃體切除術后睡眠質量，發現術后CPC指標(高頻耦合，低頻耦合)、AHI、覺醒指數有明顯變化，而PSG指標除了覺醒指數外，其他未表現出術后改變，因此他們認為CPC在睡眠質量的改變方面，比傳統的PSG更靈敏。Schramm等[29]采用CPC技術分析輕度OSA不同治療方法(“網球法”體位干預治療；吸氧；口腔矯正器；吸氧與口腔矯正器并用)對睡眠質量的改善，結果顯示，口腔矯正器治療明顯優于體位改變和低流量吸氧等其他保守治療方法，高頻偶聯與低頻偶聯的比值增大。對于該型監測儀的診斷價值，謝敏等[30]對44例受試者(診斷為OSA者33例，正常者11例)同樣進行了標準PSG和CPC的同時監測，發現當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，陽性預測值分別為0.85、0.83、0.85，陰性預測值分別為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)同時進行了標準PSG和CPC的監測，發現以AHI=5為OSAHS診斷截點時，ROC曲線下面積為0.81。但是，尚無該型監測儀估計的睡眠分期準確性評價的研究。

5 總結與展望

在發現和診斷OSA的過程中，由于條件的限制，家庭睡眠監測因其簡便、經濟、舒適的優勢正受到越來越多的關注，也越來越多地應用在了成人OSA的診斷中。但是，HSAT仍有一些缺點制約了其應用，如對輕度人群的診斷價值不理想、大部分缺失睡眠結構的信息等，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。