回顾COVID-19时代的II级睡眠研究:疑似阻塞性睡眠呼吸暂停患者的理论经济决策模型

背景

由于担心患者和工作人员的安全，最近的大流行使得在实验室多导睡眠描图(PSG)中评估疑似阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者更具挑战性。本研究的目的是评估II级睡眠研究(LII，完整的家庭PSG)如何利用理论决策模型用于疑似阻塞性睡眠呼吸暂停的诊断算法。

方法

我们研究了四种疑似OSA的诊断算法:初始PSG方法，初始LII方法，初始III级方法(LIII，有限通道家庭睡眠研究)，如果需要，随后是PSG，如果需要，初始LIII方法随后是LII。每位患者的评估费用是作为测试前OSA概率和各种其他变量(如测试费用、LIII/LII的失败率、LIII的敏感性/特异性)的函数计算的。不列颠哥伦比亚省的情况被用作案例研究。

结果

每个算法的每次测试成本的变化是作为上述变量的函数计算的。对于不列颠哥伦比亚省，在广泛的测试前OSA概率范围内，初始LII的成本最低(<0.80)，而在非常高的预测概率(> 0.8)下，初始LIII之后根据需要再进行LII的代价最小。在测试前OSA概率为0.5的患者中，每位患者初始PSG、初始LII、初始LIII后PSG和初始LIII后LII的费用分别为:588美元、417美元、607美元和481美元。

结论

使用理论决策模型，我们开发了一个初步的成本框架，以评估LII研究在OSA评估中的潜在作用。在广泛的患者预试验概率范围内，初步的LII研究可能提供巨大的成本优势。在大流行期间，LII研究可能特别有用，因为它们结合了PSG的广泛生理信息特征和避免在实验室停留的能力。需要做更多的实证研究来测试这些不同的算法。

阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)是一种常见的呼吸系统疾病，其特征是睡眠期间反复出现上呼吸道塌陷，导致夜间低氧血症和睡眠碎片化(Laratta et al.)。2017)．据估计，全球有超过9亿成年人患有OSA，其中超过4亿人患有中度至重度疾病(Benjafield等。2019)．未经治疗的OSA会导致许多不良后果，包括车祸、工伤、中风和心脏病发作(Al Lawati et Al .)。2009；赫希·艾伦等人。2020)．诊断阻塞性睡眠呼吸暂停很重要，因为持续气道正压(CPAP)治疗对嗜睡、生活质量、血压和机动车碰撞风险有积极影响(George2001；Patel等人。2003；Alajmi等人。2007)．这也是一种高成本效益的医疗资源的使用(AlGhanim等。2008)．

参加过的全夜睡眠研究(多导睡眠描记术(PSG))包括收集多种生理信号(即眼球运动、脑电图、氧饱和度、气流、呼吸运动)，是OSA诊断的金标准。然而，成本和PSG的获取仍然是障碍;在某些地区，PSG的等待时间可能超过几个月到几年(Flemons等。2004)．

因此，有限频道的家庭睡眠研究(III级)变得更受欢迎。这包括在家收集较少的生理信号(例如，通常不收集脑电图信息)。III级研究的敏感性和特异性很高，从80%到100%不等(Ross等。2000)．这些研究对于确认有症状的中度至高概率患者的OSA尤其有用(Mulgrew et al.)。2007年,一个)．与PSG相比，其优势包括降低成本和增加访问;主要的缺点是可用的生理信息有限。因此，它们在更复杂的患者(如既往存在的心血管和肺部疾病)中的作用值得怀疑，而且它们通常不能准确检测非osa诊断(如周期性肢体运动，中央性睡眠呼吸暂停)(Fleetham et al.)。2011)．对于有症状且有中度至高概率OSA的患者，通常应在PSG后进行III级阴性研究，以避免遗漏OSA诊断(即排除假阴性检测)。

无人值守的II级研究包括记录与PSG基本相同的生理信号，但在患者家中进行。它们通常被用作研究工具(Thomas et al。2014)，在临床上尚未广泛应用。无人参与的II级研究的费用可能介于III级和PSG之间。由于其无人值守的性质，与PSG相比的一个缺点是需要重复测试的技术故障率增加。

COVID-19大流行从根本上改变了跨学科医疗服务的提供方式。这包括增加虚拟格式的使用，以尽量减少与患者的直接互动，以降低患者和工作人员的风险。针对阻塞性睡眠呼吸暂停，许多患者可能不愿意来睡眠实验室进行PSG检查，而工作人员由于担心COVID-19而不愿照顾这些患者(Ayas等。2020)．从PSG转向对睡眠呼吸暂停进行更全面的家庭诊断，进行II级研究，患者/护理人员可以在家中进行这些研究，这可能有助于解决其中一些问题。我们认为这将是一个理想的时机来考虑II级研究应该如何用于OSA诊断算法。

本研究的目的是确定II级研究如何用于OSA诊断算法。研究的重点是有症状的患者，这些患者的研究被用于判定阻塞性睡眠呼吸暂停，以便在阳性患者中启动CPAP治疗。为此，我们使用了一个理论决策分析模型，类似于我们在之前的研究中所使用的专注于角色III级研究(Ayas等人)。2010)．

对于基础病例，我们考虑了一名有症状的疑似OSA患者，其测试前的OSA概率为p。然后，我们检查了四种不同的诊断算法，以比较每个评估患者的成本，以及基线变量的变化如何影响这些成本。

初始PSG算法:(图;1）

使用PSG作为初始诊断测试是使用的第一个临床算法。对于这个算法，我们做了以下假设:

1. 一)

   PSG是OSA诊断的金标准(100%敏感性和特异性)。

2. b)

   PSG的技术故障率为0。

3. c)

   诊断为阻塞性睡眠呼吸暂停的患者开始接受CPAP治疗。

4. d)

   通过auto-PAP试验确定CPAP压力。

5. e)

   有一定比例的OSA患者(A)在CPAP治疗后没有改善。

6. f)

   在CPAP没有改善的患者中，一部分(B)需要另一次PSG(即CPAP滴定)。

7. g)

   PSG的成本是C美元。

8. h)

   CPAP试验费用为D美元。

初始LII算法:(图;2）

对于该临床算法，II级研究是初始测试。我们还做了以下额外的假设:

1. 我)

   在LII研究中存在比例(J)的失败率(技术故障，患者无法使用设备等)

2. j)

   LII研究失败后，患者接受PSG检查

3. k)

   LII对OSA的敏感性和特异性与PSG相同

4. l)

   LII研究的成本为K美元。

初始LIII算法:(图;3.）

在该算法中，LIII是初始测试，然后根据需要进行PSG测试。我们做了以下额外的假设:

1. 米)

   在一项可移植研究中，比例(E)的技术失败率。

2. n)

   门诊研究检测OSA的敏感性为F，特异性为G。

3. o)

   门诊研究阳性的患者开始CPAP治疗。

4. p)

   无OSA的患者对CPAP无反应(假阳性)。

5. 问)

   动态试验阳性但对CPAP无反应的患者(要么因为他们没有OSA，要么因为他们有OSA而无反应)接受PSG检查。

6. r)

   在CPAP不能耐受或改善的OSA患者中，比例(H)只需要一次PSG(即诊断)，(1-H)需要两次PSG(即诊断和CPAP滴定)。

7. s)

   门诊研究阴性但PSG阳性的患者被认为有OSA并开始CPAP(假阴性)。

8. t)

   LIII研究的成本为$I。

最初的LIII之后是LII(图。4）

患者最初进行LIII研究。如果研究结果为阴性或如果研究结果为阳性且患者对CPAP无反应，则进行LII研究。如果LII失败，则进行PSG。

说明性的例子

为了评估该模型如何应用于特定场景，我们考虑了加拿大不列颠哥伦比亚省的情况。我们估计了模型中使用的变量的值(表1)．对于这些值中的一些，如坚持CPAP (A) (Mehrtash等。2019)以及便携式设备的敏感性和特异性(Ross等。2000)，我们使用了可用文献的数据。对于其他变量(例如，在最初的便携式研究后，不耐受/ CPAP没有改善且需要一次PSG的患者比例)，我们基于我们的临床专业知识进行了近似计算。

对于LI和LIII研究的费用，我们使用了来自不列颠哥伦比亚省的医疗服务计划2020报销率(技术和专业费用的总和)(https://www2.gov.bc.ca/assets/gov/health/practitioner-pro/medical-services-plan/msc-payment-schedule-may-2020.pdf)2020)．对于第2级研究，没有收费代码;因此，我们选择了一个介于PSG和III级研究之间的值。在不列颠哥伦比亚省，家庭护理公司通常不收取CPAP试用费用，尽管设备成本相对较高。

我们将测试前疾病概率从0(没有OSA的机会)改变到1 (100% OSA的机会)，以确定这将如何影响各种算法的成本。试验前概率的计算包括考虑参考人群的基线患病率，病史/体检后的临床判断，以及标准化仪器的使用(如STOPBANG，睡眠呼吸暂停临床评分)(Chung等。2016；Mulgrew等人。2007 b)．

成本和概率根据各种算法和变量(表1)如图所示。1,2,3.而且4．每个算法的每个患者成本是通过将每个终端状态下的成本之和乘以到达该状态的概率来计算的。例如，对于PSG算法(图。1)，每个患者的成本为盒子1-4的成本和概率之和:C (1-P) + (C + D)P (1-A) + (C + D)AP (1-B) + C (2C + D)。

说明性的例子

使用Table中的值1对于不列颠哥伦比亚省，可以看到根据四种算法和OSA预测概率，每个患者的成本是如何变化的(图2)。5)．当初始PSG与初始LIII后加PSG比较时，PSG在较低的测试前疾病概率(< 0.6)下成本更低，但LIII在较高的概率下成本更低。这是因为较低的预测概率导致更多的阴性LIII测试，然后需要PSG，因此如果LIII是初始测试，则增加了成本(Ayas等人)。2010)．

LII测试的结果特别具有启发性。具体地说,无花果。5表明初始LII比所有其他算法代价更低，除非预测试概率非常高(即> 0.8)。在非常高的预测试概率下，LIII之后的LII是成本最低的，尽管总体差异与LII相比较小(425美元vs. 443美元)P= 0.9;408美元vs. 412美元P= 1.0)。

如果我们考虑预测概率为50%的患者，每位患者初始PSG、初始LIII后PSG、初始LIII后LII和初始LII的成本如下:588美元、607美元、481美元和417美元。因此，使用LII初始算法(图。2与最初的PSG算法相比，理论上可以为每1000名评估患者节省约171,000美元(图2)。1)假设LII的成本为300美元。作为敏感性分析，我们改变LII研究的成本，以评估对算法成本的影响，假设测试前概率为50%;初始PSG和初始LII算法等价的LII成本为470美元。

在我们的理论框架中，我们发现LII研究可用于疑似OSA患者的诊断评估。潜在效用会因许多因素而有很大差异，包括:研究成本(PSG、LIII和LII研究)、测试前发生OSA的概率、CPAP试验成本和CPAP依从性。一个excel电子表格，允许计算每个病人的费用根据算法，并纳入这些变量可以在补充材料．在我们研究不列颠哥伦比亚省情况的说明性案例中，在广泛的测试前OSA概率范围内，LII具有很高的成本优势。与初始PSG算法相比，合并LII可能会节省大量成本。从某种意义上说，如果LII的数据与PSG的数据相同，且每次测试的成本更低，那么这个结果就不足为奇了。

我们承认我们的理论模型有许多局限性。首先，我们描述的是一个理论模型，而不是一个经验实验的结果。其次，我们已经做了一些假设。尽管我们认为这些假设是合理的，但我们认识到有些假设可能存在挑战(例如LII和PSG在诊断排除技术故障的OSA时同样有效，或者所有LIII阴性的患者都需要随访LII或PSG)。其次，某些群体可能不适合特定算法。例如，有严重潜在心衰或肺部疾病的患者可能不应该将LIII研究作为初始诊断测试，因为可能存在非osa原因导致夜间饱和度降低。第三，我们的模型侧重于有症状的患者，对他们进行测试主要是为了诊断疾病。LIII或LII研究在排除低概率患者疾病、评估轻度OSA患者和严重心肺疾病患者中的作用尚不清楚。第四，在临床护理中使用LII研究的数据很少。例如，LII在广泛患者中的技术失败率目前是未知的。 Anecdotally, LII studies are more difficult to set up at home compared to LIII studies. This may be particularly relevant in frail patients, patients with significant arthritic, neurologic or neuromuscular diseases, cognitively impaired patients, or patients who are not particularly technologically inclined. Therefore, these types of patients may not be appropriate candidates for an initial LII study. Furthermore, LII studies generally do not have monitoring of carbon dioxide or video. For certain patients such as suspected seizures or neuromuscular disease with hypoventilation, these data may be required, and LI study would be most appropriate. More empiric data concerning use of LII in clinical situations is required. Fifth, we have not considered costs for physician follow up appointments, costs not associated with medical care (e.g. travel to sleep laboratories, time off work), or preferences (e.g., to have test at home or in the laboratory). Sixth, we have not considered added benefits of LII and PSG over LIII in terms of potential diagnosis of other respiratory (e.g., central sleep apnea) or non-respiratory disorders (e.g., periodic limb movements). Furthermore, LII and PSG could allow assessment of more advanced physiologic metrics that cannot be readily obtained from LIII studies (Younes et al.2020；Sands等人。2018)．虽然这些指标目前还没有在临床实践中使用，但我们相信它们的使用在未来可能会变得更加广泛，并有助于指导更精确的精准护理(Edwards等。2019；马尔霍特拉和阿亚斯2020)．

使用理论决策模型，我们已经开发了一个初步框架，以评估LII研究在疑似OSA患者评估中的潜在作用。在广泛的患者预试验概率范围内，初步的LII研究似乎提供了巨大的成本优势。在大流行期间，LII研究可能特别有用，因为这些测试结合了获得PSG所具有的广泛生理信息特征的能力和避免在实验室过夜的能力。

在这项研究中产生或分析的所有数据都包含在这篇发表的文章中。

阻塞性睡眠呼吸暂停综合症:

阻塞性睡眠呼吸暂停

PSG:

多导睡眠描记术

LII:

二级睡眠研究

LIII:

III级有限通道家庭睡眠研究

CPAP:

持续气道正压

N/A

N/A

作者及隶属关系

1. 睡眠障碍项目，不列颠哥伦比亚大学，温哥华，加拿大

   纳吉布·t·阿亚斯和瑞秋·珍

2. 英属哥伦比亚大学医学系，加拿大BC省温哥华市劳雷尔街2775号钻石中心7楼，邮编V5Z 1M9

   纳吉布·t·阿亚斯，瑞秋·珍和布雷特·鲍曼

贡献

NA主导了本文所使用的模型。RJ和BB帮助分析和改进模型。所有作者都参与了手稿的撰写。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应到纳吉布·t·阿亚斯．

伦理批准并同意参与

-(不适用)。

发表同意书

N/A

相互竞争的利益

NA获得了Signifier Technologies的一项研究项目(OSA治疗的临床试验)的资助。他是Bresotec(为OSA制造LIII门诊设备)的科学顾问委员会成员，但自2017年以来一直没有收到他们的资助。他的博士后研究员得到了Mitacs奖学金的部分支持(与Cerebra合作，生产包括LII设备在内的各种产品)。他是AJRCCM的副主编，并因此获得酬金。RJ和BB声明他们没有利益冲突。

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