在阻塞性睡眠呼吸暂停滴定中，清醒和睡眠期间预测气道正压的有用变量

背景

正压气道是阻塞性睡眠呼吸暂停的主要治疗方式。每个患者所需的压力水平由气道正压滴定研究确定。预测哪些患者需要较高压力或双水平压力而不是持续压力，具有重要的临床意义。本研究旨在评估在阻塞性睡眠呼吸暂停患者的分段夜间研究中，自主屏气操作是否可以预测双水平气道正压(BiPAP)或持续气道正压(CPAP)作为最终最佳压力。多导睡眠描记术(PSG)参数，特别是氧饱和度(SaO₂)在非快速眼动睡眠(NREM)、快速眼动睡眠(REM)、诊断部分的快速眼动睡眠(REM)持续时间有助于分割夜学中尽快确定设备类型。

方法

本研究对经气道正压滴定(PAP)诊断为阻塞性睡眠呼吸暂停的成人患者进行横断面研究。收集人口学、人体测量学和多导睡眠数据。病人被指示在仰卧位五次潮汐呼吸后尽可能长时间地屏住呼吸。基线，屏气期后，恢复SaO₂都被记录下来。这些数据被用来预测压力水平和设备类型。

结果

研究共纳入78名受试者(56.4%为男性)，平均年龄为55.7±13.9岁。呼吸暂停低通气指数(AHI)和氧去饱和指数(ODI)的平均值和标准差分别为55.9±34.4和38.3±24 / h。大部分患者(65.3%)属于CPAP组。CPAP组和BiPAP组在年龄、性别分布、体重指数(BMI)、颈围和某些多导睡眠图变量方面相似。自主屏气手法与最低SaO有显著相关性₂在滴定过程中需要改用BiPAP。基线和屏气后SaO₂在两组中都没有明显降低。NREM最小SaO₂REM持续时间是预测BiPAP需要的有统计学意义的相关变量。

结论

自愿屏气操作后的最低氧量以及较高的BMI和较大的颈围是需要使用BiPAP的预测因素。更短的REM持续时间和NREM最小的SaO₂是当前OSA受试者在滴定过程中BiPAP发生率较高的其他预测因素。

正压气道通气(PAP)是治疗阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的主要治疗方法。不同的PAP方式已被用于帮助患者应对主要的OSA，通常在夜间PAP滴定研究的指导下。推荐的滴定方案建议以最低水平的CPAP开始滴定，随后逐渐增加到更高的水平(无论是双水平pap还是更新的方式)。因此，患者将使用合适的设备来最佳地缓解梗阻事件(Antonescu-Turcu & Parthasarathy，2010；Carlucci等人，2015；Kushida等人，2008)．实际上，PAP滴定过程需要专业知识和时间;此外，它通常被多次觉醒打断，这可能进一步延迟滴定过程或限制重复滴定研究。预测需要BIPAP的患者群体的需求可以节省时间和成本。特别是在分夜学习中，技术人员通常在时间压力下将CPAP切换为BIPAP。许多推导自临床和准临床变量的公式已被开发用于预测最佳PAP。相关文献(Abdel Wahab & Ahmed，2017；卡马乔，里亚兹，塔霍里，塞塔尔，库希达，2015；Ebben, Narizhnaya和Krieger，2017；Noseda等人，2009)．

除了常用的临床参数，如BMI、颈围和大多数PAP预测工具中使用的调查研究结果外，研究人员还可以使用一些有趣的临床操作，包括5分钟清醒打鼾测试，以帮助预测PAP压力(Camacho等人，2016)．

据我们所知，目前还没有研究自发性屏气动作在PAP压力预测过程中的作用。因此，本研究旨在观察在REM和NREM睡眠期间，这种操作以及最低氧饱和度是否有助于决定需要CPAP还是BiPAP。

研究设计

本研究为横断面研究，于2016年12月至2017年12月进行，最初包括510名患者;在排除了患有其他疾病或不能耐受使用设备的患者后，纳入了78例分夜研究患者。

样本大小:

根据一项15例患者的初步研究，样本量计算公式如下:

在这个公式中α，β， s, e，Z_α，Z_β是错误类型I，错误类型II, REM持续时间的标准偏差，期望误差范围，标准正常偏差α的标准法向偏差β分别。误差类型I和幂分别为0.05和0.80 (Chow, Wang， & Shao，2003)．

该研究涉及在伊朗德黑兰的两个睡眠实验室进行PAP滴定研究(分裂夜间研究)的成年阻塞性睡眠呼吸暂停患者。

被排除在研究项目之外的参与者包括那些具有以下特征之一的人，即无法遵守指示，无法屏住呼吸，根据Kushida指南具有不可接受的滴定水平(Kushida et al.，2008）有一个唤醒PaCo₂≥55且SaO₂≤80%，最后，患有失代偿性心肺功能障碍和/或任何急性疾病(如疼痛)，妨碍呼吸暂停手术或睡眠研究的患者。这项研究得到了Shahid Beheshti医学科学大学伦理委员会的批准。

数据收集

通过病历中记录的患者检查，收集人口学变量(年龄、性别)、人体测量数据(身高、体重、颈围和体重指数(BMI))和慢性疾病史(糖尿病(DM)、全身性高血压(HTN)、缺血性心脏病(IHD)。

自愿屏气动作

在睡眠研究之前，研究人员要求参与者以舒适的仰卧姿势躺下，并在他们的非主要食指上放置脉搏血氧计(Massimo, USA)探头。基线稳态SaO₂是在5次潮汐呼吸后测量的。然后，参与者被要求尽可能长时间地屏住呼吸。最小的圣₂，屏息骚_2，和恢复SaO₂以及憋气的持续时间和SaO前的时间₂下落和恢复(以秒为单位)由秒表记录。

PSG研究

夜间多导睡眠记录仪(PSG I级)和滴定研究(Philips呼吸器软件)和BiPAP(呼吸器，美国)根据2016年美国睡眠医学学会(AASM)标准手动评分。总记录时间(TRT)、总睡眠时间(TST)、AHI、ODI、NREM、REM持续时间和最小氧饱和度、SaO持续时间₂从PSG结果中提取小于90% (T < 90%)、每种体位的睡眠时长以及缓解呼吸事件所需的压力水平。参与者根据最佳PAP方式被分配到CPAP组或BiPAP组。如果患者不控制压力15cm H₂O，那么CPAP将改为BIPAP。

统计分析

进行t检验分析以评估人口统计学和其他变量对PAP组的影响。通过Mann-Whitney U检验，对两组在非正常情况下进行了类似的分析。同时，对分类项的列联表进行卡方检验。此外，为了评估变量在参与者分配到BiPAP组中的影响，采用了两种统计方法:逻辑回归和决策树分析。考虑分类性能的形式化度量和模型评价标准，包括敏感性、特异性和阳性和阴性似然比。接受者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)是一种将ROC性能降低为代表预期性能的单个值的方法。数据采用IBM SPSS-22.0软件进行分析。在双侧检验中，概率值设置为0.05为有统计学意义。

2016年12月至2017年12月共入组78例患者(56.4%为男性)，平均年龄55.7±13.9岁。AHI和ODI的平均值±SD分别为55.9±34.4和38.3±24。数字1表示包含和排除参与者的流程图;51例(65.3%)采用CPAP控制，其余27例(34.7%)采用BiPAP避免呼吸事件。各组的人口学、人体测量、多导睡眠图和滴定数据见表1．

CPAP压力的平均值和SD为11.8±2.9 mmHg。BiPAP组IPAP为21.4±3.3,EPAP为15±2 mmHg。自愿憋气动作的数据(持续时间和SaO)₂水平)为每组详细表示(表2)．两组的PSG结果相似(p> 0.05)。

1. 一)

   逻辑回归:以BiPAP为参照组。多导睡眠描记术和屏气变量对BiPAP的变化影响进行了评估。多元Logistic回归分析(表3.)显示BMI、颈围、REM持续时间、最小NREM SaO2和平均SaO2从CPAP到BiPAP的差异有统计学意义(分别为1.75、1.9、1.45、1.59和1.8)。

   的物流计算BiPAP选择作为治疗装置的概率公式(\(\ widdehat {p} \))，建议如下。在这个方程x中₁x₅在BMI、颈部、REM持续时间、NREM最小SaO2和平均SaO2的logistic分析中为显著解释变量:

1. b)

   决策树是一种非参数分类方法。它根据分类和回归树(CART)和卡方自动交互检测(CHAID)算法使用的特定变量(连续和分类)使用分类和回归树。REM持续时间小于12.1 min为决策树的根，即REM持续时间大于12.1 min为继续CPAP的100%概率。在REM持续时间小于12.1分钟的参与者中，SaO最小₂在NREM期间，下一级节点将CPAP改为BiPAP(图2)。2)．

   NREM最小SaO₂高于79.2%的水平导致87.5%的可能性继续使用CPAP作为PAP治疗，但低于84.6%的水平导致CPAP和BiPAP的可能性分别为31.3和68.7%(图2)。2)．

   决策树的总体分析表明，该模型表具有可接受的敏感性、特异性和正、负似然4．决策树分析显示，在确定PAP设备类型时，ROC曲线下也有很大的区域(88.6%)。3.)．

在发展中国家，患者不享受睡眠研究、无创机械通气和CPAP的报销，大多数进入睡眠诊所的患者处于中重度OSA期和心血管疾病(Setareh, Mehrnia， & Mirabi，2018)．在这些病人中，建议在睡眠实验室进行器械滴定。最佳装置滴定法是一种既能消除呼吸事件，又能使患者有一个舒适的睡眠和合适的氧饱和度的滴定法。这对睡眠实验室非常有帮助，特别是在午夜之后，只有技术人员可以照顾病人。另一方面，在这种情况下，将CPAP改为BiPAP对患者来说是非常昂贵的，所以我们越能根据各种参数准确地决定设备类型，技术人员做出合理决定所需的时间就越短。这将最终导致一个更可靠的夜间滴定装置。

根据AASM指南，介绍了手动滴定阻塞性呼吸暂停领域的两项开创性研究(Berry等，2010；Kushida等人，2008)．Kushida的第一项研究针对的是没有合并症的OSA患者。该研究考虑了呼吸事件次数、仰卧位和快速眼动睡眠等变量，但没有提供低SaO的任何方案₂活动期间除外。Berry的第二项研究是针对低通气和阻塞性睡眠呼吸暂停患者进行的，并解释了在低呼吸障碍患者中使用BiPAP的方案₂清醒和睡眠时的情况。然而，在一些患者中，如参与当前研究的患者，基线SaO₂为94.7%，NREM期下降至84.6%以下。因此，这有助于将CPAP改为BIPAP(图2)。2)．

皮质控制通气机制的研究表明，外周化学反射敏感性、肺活量测定参数、动脉PCo等因素可限制屏气时间₂,阿宝_2，以前的策略(Bain et al.，2017；Trembach和Zabolotskikh，2018)．对PCo的通气反应₂和阿宝₂患者之间的差异相当大(West & Luks，2016)．在呼吸高氧混合物或预过度通气后，自主屏气的持续时间增加了一倍。那些最低后憋气骚的人₂低，则CPAP改为BiPAP的可能性更大。这可能对技术人员有用，作为一种直接的方法来估计这些通气反应，并帮助他们选择BiPAP而不是CPAP(表2)．在研究中，这些患者在正常范围内变化的外周化学反射和肺活量测定参数可能限制了自主憋气动作中最低氧饱和度的临界预测作用(Bain等，2017)．

在不同缺氧水平下，对氧的响应呈非线性，而对氧的响应主要与PO水平有关₂小于50毫米汞柱这些生理发现在个体之间显示出相当大的差异。因此，通过ROC曲线分析，测量NREM睡眠期间的氧饱和度和自主屏气动作期间的最低氧饱和度似乎是滴定时需要BiPAP的预测因素，并在敏感性和特异性之间取得了良好的平衡。

其他一些研究试图找到针对不同种族的特定公式。Basoglu等人在土耳其人口中提出了一个具有相同变量的新公式(Basoglu & Tasbakan，2012)．他们的公式利用了颈围(NC)和氧饱和度指数(ODI)。从每个滴定方案中都可以很容易地得出结论，更严重的OSA患者更频繁地需要BiPAP (Kushida et al.，2008)．我们的结果与更严重的OSA和更低的SaO一致₂在非快速眼动睡眠中。

Camacho等人系统回顾了26项关于CPAP预测数学方程的研究，报告BMI和平均氧饱和度是权重最大的变量，BMI、AHI和颈围是最常用的变量(Camacho et al.，2015)．

在我们的研究人群中，较高的BMI和颈围使从CPAP到BiPAP的可能性几乎增加了一倍。同时，Hoffstein公式(Miljeteig & Hoffstein，1993)是世界上使用最广泛的CPAP预测工具，它使用BMI、AHI和颈围。尽管它已被广泛使用多年，并在许多不同的研究中得到验证，但本研究表明，与其他因素相比，这些参数是不够的(图2)。2)．

睡眠呼吸暂停也是REM剥夺的一个众所周知的病因。阻塞性睡眠呼吸暂停导致快速眼动睡眠比例降低。阻塞性睡眠呼吸暂停越严重，快速眼动睡眠时间越短(Kimoff，1996；Wang等人，2015)．因此，相对较短的REM可以表明需要BiPAP的可能性增加。

本研究旨在通过人体测量、多导睡眠描记仪和其他类型的临床操作(称为自主屏气操作)数据来评估BiPAP与CPAP的偏好。我们使用决策树分析，通过使用一些最常见的多导睡眠描记术和人体测量学变量，来发现患者的变量与使用BiPAP或CPAP的需求之间是否存在任何关系。虽然这些结果不能使滴定过程完全无用，但这是本研究的局限性之一，但可以帮助技术人员注意特殊变量以节省时间，特别是在分夜滴定期间，并尽快选择更合适的设备。

本研究的重点是利用逻辑回归分析作为参数模型，找出自变量与因变量之间的方程。技术上采用逻辑回归方法，估计各自变量对BIPAP器械治疗方案变更为CPAP器械治疗方案几率的影响。另一方面，我们利用决策树的优势，发现逻辑回归方程中使用的变量与决策树之间有相当大的重叠。人们可能会怀疑，这两种手术选择的是相同的病例，比如REM持续时间和NREM最小SaO₂．

自愿屏气操作后的最低氧量以及较高的BMI和较大的颈围是需要使用BiPAP的预测因素。REM持续时间较短是当前OSA受试者在滴定过程中BiPAP发生几率较高的另一个预测因素。

未来的研究项目可以有更均匀的用力肺活量(FVC)、1 s内用力呼气量(FEV)₁)，并调查和探索许多其他未知因素，以避免拥有异质样本，这似乎是获得边界的主要原因P最小SaO值₂在屏气动作中．

发布:

美国睡眠医学学会

你好:

呼吸暂停低呼吸指数

BiPAP:

双水平气道正压

体重指数:

身体质量指数

计算机辅助设计:

冠状动脉疾病

购物车:

包括分类和回归

CHAID:

卡方自动交互检测

CPAP:

持续气道正压

糖尿病:

糖尿病

EPAP:

呼气气道正压

FEV₁：

用力呼气量在1秒内

FVC:

强迫肺活量

HTN:

高血压

IPAP:

吸气气道正压

NC:

颈围

非快速眼动睡眠:

非快速眼动睡眠

海外:

氧饱和度指数

阻塞性睡眠呼吸暂停综合症:

阻塞性睡眠呼吸暂停

人民行动党:

气道正压

PSG:

多导睡眠描记术

快速眼动睡眠:

快速眼动睡眠

中华民国:

接收机工作特性

SaO2:

血氧饱和度

泰爱泰党:

录音总时间

结核菌素:

总睡眠时间

作者非常感谢睡眠实验室的技术人员Aram Karami Rad和Naeime Mohammadi在研究中的大力合作。

资金

本研究由国家结核病与肺部疾病研究所副研究员资助

数据和材料的可用性

本研究中使用和/或分析的数据集可根据合理要求从通讯作者处获得。

作者及隶属关系

1. 精神病学和行为科学研究中心，马赞达兰医学科学大学成瘾研究所，萨里，IR，伊朗

   Javad Setareh

2. 伊朗德黑兰Shahid Beheshti医科大学国家结核病和肺部疾病研究所气管疾病研究中心

   Majid Malekmohammad

3. 伊朗马什哈德医学院马什哈德医学院肺部疾病研究中心

   Mahnaz Amini

4. 伊朗德黑兰Shahid Beheshti医学科学大学国家结核病和肺部疾病研究所临床结核病和流行病学研究中心

   Batoul Khoundabi和Parisa Adimi Naghan

5. Masih Daneshvari医院，邮政信箱:19575-154,darar - abad, Niavaran，德黑兰，邮编:19569-44413，伊朗

   Parisa Adimi Naghan

贡献

JS设计研究，帮助数据收集和文章定稿，MM帮助数据收集和文章定稿，MA撰写部分文章草稿，BK分析数据并撰写研究结果，PAN设计并监督研究和文章定稿。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应到Parisa Adimi Naghan．

伦理批准并同意参与

研究中所有个体参与者都获得了知情同意。本研究由NRITLD伦理委员会批准，编号为IR.SBMU.NRITLD.1397.530。

发表同意书

不适用。

相互竞争的利益

作者宣称他们之间没有利益冲突．

出版商的注意

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