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

(第二軍醫大學長征醫院 神經內科, 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

(第二軍醫大學長征醫院 神經內科, 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參數的特點及呼吸暫停低通氣指數(AHI)、最低血氧飽和度(LSaO2)與HRV各參數的關系。方法采用病例對照方法比較POSAS患者仰臥位和側臥位的心率變異性的特點。結果與側臥位相比, POSAS組患者仰臥位時的心率變異性指標顯著增加(P<0.05)。Pearson相關分析結果顯示, AHI與SDNN、SDANN、ULF、LF/HF參數呈正相關(P<0.05或P<0.01), 其中AHI與LF/HF相關性最強(r=0.437,P<0.01), 而與HF呈負相關(r=-0.306,P<0.05); LSaO2與LF/HF呈負相關(r=-0.388,P<0.01)。結論POSAS患者仰臥位睡眠呼吸紊亂顯著重于側臥位。

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

阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(OSAS)患者與心血管疾病的發病機制密切相關，罹患心源性猝死的風險顯著增高[1]。流行病學調查[2]顯示, OSAS患者常常并發高血壓、左室功能異常及心力衰竭、心律失常等疾病，其中部分OSAS患者存在體位相關性，故稱之為體位性OSAS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功能的方法。本研究探討體位性OSAS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(AHI)與HRV各參數的相關性，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

在2014年1月—2016年12月第二軍醫大學附屬第二醫院長征醫院行整夜多導睡眠呼吸監測及心率變異性檢查的患者中，按照仰臥位AHI為側臥位AHI的2倍及2倍以上的標準，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，平均體質量指數(BMI)為(26.3±4.1) kg/m2; 平均身高(171.2±19.7) cm。

納入標準: ① 年齡25～65歲; ② 符合POSAS的診斷標準: 有些OSAS患者的睡眠呼吸紊亂程度可與體位有關，而且平臥時癥狀會明顯加重，此類患者稱之為體位性OSAS(POSAS)，具體是指AHI≥5且仰臥位AHI為側臥位AHI的2倍及以上的OSAS患者; ③ 完成HRV監測，且監測時間至少7 h; ④ 動態心電圖基線穩定，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系統的藥物。

排除標準: 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 睡眠監測過程電極或指脈氧脫落影響PSG判讀; ⑤ 已行CPAP、外科手術等治療; ⑥ 監測當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 患有嚴重的心腦血管疾病、肝腎疾病、精神疾病等; ⑨ 未經控制的上呼吸道感染、鼻炎等; ⑩ 大量吸煙酗酒、長期服用鎮靜類藥物等; 晝夜節律紊亂; 數據收集不全。

1.2 儀器設備

采用日本光電公司生產的標準36導聯多導睡眠圖監測儀(型號TRACKIT24/0), 分析軟件為polysmith32導聯睡眠呼吸監測系統(型號EEG-9200K, 產地美國); 使受試者在安靜、遮光、舒適的獨立房間內進行睡眠監測，至少連續監測7 h, 監測結束后通過計算機進行自動采集、數據處理分析，由2名受過專業培訓的PSG技師或醫師審核校正并生成各項睡眠參數。采用南京豐生永康軟件科技有限責任公司生產的便攜式儀器來監測心率變異性，型號為AECG-100A, 應用心肺耦合(CPC)睡眠質量評估系統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名受過專業培訓的PSG技師或醫師審核校正并生成各項心率變異性參數。

1.3 研究方法

1.2.1 多導睡眠檢測: 對長征醫院就診的疑似OSAS患者，囑其行多導睡眠監測當日避免劇烈運動，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。受試者于睡眠監測當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測的獨立房間內休息，進一步熟悉睡眠中心的環境以盡量避免“首夜效應”; 20: 00分左右開始安裝監測電極，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學會(AASM)制訂的標準安裝，并用膠帶固定。

睡眠監測電極包括: 腦電、雙側眼電、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，判斷患者是否發生了睡眠呼吸暫停; 結合二者的記錄波形并且通過胸腹帶中的傳感器監測胸腹部運動的存在或消失，以區分阻塞性和中樞性(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進行睡眠監測，生物定標之后關燈開始記錄，至少連續睡眠監測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分結束。通過計算機進行自動采集、數據處理分析，參照美國睡眠協會(AASM) 2007年版的指南標準，由2名受過專業培訓的PSG技師或醫師審核校正并生成各項睡眠參數。PSG睡眠參數包括睡眠效率(SE)、非快速眼動睡眠(NREM)1期潛伏期、呼吸暫停次數、低通氣次數、AHI、最低血氧飽和度(LSaO2)、覺醒次數、微覺醒指數、腿動指數和PLMS指數。重點選取與睡眠呼吸紊亂相關的參數，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測，次日監測完成后關閉電源，儀器會自動停止記錄，將數據提取、上傳后經計算機軟件自動分析并生成報告。

傳統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用傅里葉轉換技術將心率信號的變化轉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、頻域參數包括N-N間期的標準差(SDNN)、N-N間期標準差的平均值(SDNNI)、均值標準差(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 統計學分析

將所得數據匯總后，經復核、整理、錄入Excel表格，采用SPSS 22.0軟件包進行統計學描述和分析，經正態性檢驗各項參數均符合正態分布，計數資料用例數和百分比表示，計量資料以均數±標準差表示，兩組之間的計量資料采用t檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。變量間相關分析采用Pearson相關分析，將AHI、LSaO2分別與HRV參數進行雙變量相關分析，P<0.05為差異有統計學意義。通過兩個有關聯變量的數據做出散點圖，并利用散點圖直接認識兩個變量之間的相關關系。

2 結 果

2.1 POSAS患者不同體位下AHI、LSaO2、HRV的比較

選取時域參數SDNN、SDANN、SDNNI、RMSSD、PNN50和頻域參數ULF、VLF、LF、HF、LF/HF作為心率變異性的分析參數。比較POSAS組患者在仰臥位與側臥位時的HRV參數和AHI、LSaO2, 結果顯示POSAS組患者仰臥位與側臥位相比，時域指標中SDNN、SDNNI、SDANN, 頻域指標中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各項參數的相關性分析結果

對92例POSAS患者進行Pearson 相關分析結果顯示, AHI與HRV中的多項參數包括SDNN、SDANN、ULF、LF/HF均存在正相關性，與HF存在負相關性。見表2。通過散點圖直觀顯示AHI與LF/HF存在直線相關，AHI與LF/HF的相關系數為0.437。見圖1。

表1 POSAS患者不同體位下HRV參數的比較

與仰臥位比較, *P<0.05, **P<0.01。

表2 AHI與HRV參數的Pearson相關分析

圖1 AHI與LF/HF的相關性

2.3 LSaO2與HRV各項參數的相關性分析結果

對92例POSAS患者進行Pearson相關分析結果顯示, LSaO2與HRV中的VLF存在正相關性，與LF/HF存在負相關性。見表3。通過散點圖直觀顯示LSaO2與LF/HF存在直線相關，其相關系數為-0.388。見圖2。

表3 LSaO2與HRV參數的Pearson相關分析

圖2 LSaO2與LF/HF的相關性

3 討 論

心率變異性本質上反映了竇房結與神經體液因素相互作用的平衡關系，二者相互協調才能夠維持正常的心臟活動及心功能的穩定，一旦這種協調作用失衡，將導致心血管系統功能紊亂，以至發生嚴重的心律失常事件。荷蘭科學家Algra等[5]在1993年就通過研究證實了HRV降低是預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測因子。WSCS研究[7]對1 552例患者進行了18年隨訪，發現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、內分泌紊亂以及反復缺氧等因素均增加了心肌梗死、冠心病、乃至猝死的風險[8-9]。OSAS是高血壓、冠心病、心肌梗死的獨立危險因素，而HRV作為評估自主神經功能的方法，對指導臨床治療及干預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構和(或)重力對氣道結構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，而且仰臥時癥狀會明顯加重。有關OSAS發病機制的研究中，均強調了仰臥位呼吸事件的重要性。Douglas NJ等[18-19]認為低通氣與覺醒或呼吸暫停相互作用會導致睡眠結構紊亂，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構，又能引起睡眠質量下降。對于POSAS患者來講，仰臥位睡眠時間睡眠時頻繁的發生呼吸暫停和低通氣使其很難進入深睡眠期，當在氣流受限時調整體位，由仰臥位轉為側臥位后呼吸暫停的現象隨之好轉。本研究也發現了相似的結果, POSAS患者側臥位的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發生的呼吸暫停，刺激體內化學感受器使副交感神經興奮; 當呼吸恢復時，組織缺氧仍未改善，交感神經張力明顯增強，這種夜間睡眠中反復的以副交感神經張力為主轉為交感神經張力為主的過程是OSAS患者特有的異常植物神經功能狀態表現，也造成了心率變異性比較明顯的變化。本研究結果顯示, POSAS患者在心率變異性眾多的時域、頻域指標中均有顯著差異，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; 側臥位時呼吸事件得以恢復，心率又開始上升。仰臥位時POSAS組SDNN的統計均值均明顯高于對照組，可能說明POSAS患者自主神經受損相對較重，同樣RMSSD比側臥位時高，提示副交感神經受損。一般認為HRV頻譜的低頻成分主要反映交感神經活動的情況，而高頻成分是副交感神經活動的生理基礎。側臥位時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活性更強。

本研究在睡眠監測的同時可同步記錄發生在各種呼吸事件中的心律失常，可以較為準確地反映心律失常與呼吸事件的相關性，作者嘗試尋找在POSAS患者病情嚴重程度和HRV參數的關系, LF/HF與POSAS患者的心率變異性顯著相關，且比HRV的其他參數具有更加明顯的相關性，原因可能是因為高頻代表了呼吸的不穩定狀態，主要由副交感神經調控[20], 而低頻與高頻的比值(LF/HF)則反映了交感-副交感神經系統的均衡性。因此，作者認為LF/HF可能是一個評估POSAS嚴重程度較好的指標，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之一[21-24]。

綜上所述, POSAS患者病情越重，HRV參數上升，則代表交感神經越興奮，而當POSAS患者側臥位時, AHI、LSaO2的及HRV參數均有所改善，說明雖然POSAS患者的自主神經功能降低、心血管靶向損害嚴重，甚至可能引起猝死等不良的預后結局，但是側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。

[1] Somers V K, White D P, Amin R, et al. Sleep apnea and cardiovascular disease[J]. Circulation, 2008, 118(10): 1080-1111.

[2] Pearce S, Saunders P. Obstructive sleep apnoea can directly cause death[J]. Thorax, 2003, 58(4): 369-375.

[3] 陳灝珠. 心率變異性的測定及其臨床意義[J]. 臨床心電學雜志, 1994, 4: 168-172.

[4] 胡大一, 郭成軍, 李瑞杰. 心率變異性一測量標準, 生理釋義與臨床應用(續一): 心率變異性的生理研究[J]. 中國醫療器械, 1998, 4(1): 29-32.

[5] 于亞杰, 王雁. 心率變異性改變在肝硬化者中的改變[J]. 實用心電學雜志, 2010, 19(6): 415-416.

[6] La Rovere M T, Pinna G D, Maestri R, et al. Shortterm heart rate variability strongly predicts sudden cardiac death in chronic heart failure patients[J]. Circulation, 2003, 107(4): 565-570.

[7] Mcardle N, Deverevx G, Heidarnejad H, et al. Long-term use of CPAP therapy for sleep apnea/hypopnea syndrome[J]. Am J Respir Crit Care Med, 1999, 153: 1108-1114.

[8] Robert J T, Joseph E, Chung-kang P, et al. Differentiating Obstructive from Central and Complex Sleep Apnea Using an Automated Electrocardiogram-Based Method[J]. Sleep, 2007, 30(12): 1756-1769.

[9] Shahar E, Whitney Cw, Redline S, et al. Sleep-disordered breathing and cardiovascular disease: cross-sectional results of the Sleep Heart Health Study[J]. Am J respir Crit Care Med, 2001, 163: 19-24.

[10] Gallicchio L, Kalesan B, Huang H Y, et al. Genetic polym orphisms of peroxisome prolife rator-activated receptors and the risk of cardiovascular morbidity and mortality in a community-based cohort in washington county manyland[J]. PPAR Res, 2008, 2008: 276-281.

[11] Algra A, Tijssen J G P, Roelandt J R T C, et al. Heart rate variability from 24-hour electrocardiography and the 2-year risk for sudden death[J]. Circulation, 1993, 88: 180-185.

[12] Joosten S A, Hamza K, Sands S, et al. Phenotypes of patients with mild to moderate obstructive sleep apnoea as confirmed by cluster analysis[J]. Respirology, 2012, 17: 99-107.

[13] Camacho M, Capasso R, Schendel S. Airway changes in obstruceive sleep apnoea patients associated with a supine versus an upright position examined using cone beam computed tomography[J]. J Laryngol Otol, 2014, 128: 824-830.

[14] 馬彥, 孫書臣, Chung-Kang Peng. 心肺耦合分析: 基于心電的睡眠分析方法[J]. 世界睡眠醫學雜志, 2015, 2(4): 200-204.

[15] Thomas R J, Mietus J E, Peng C K, et al. An electrocardiogram-based technique to asscess cardiopulmonary coupling during sleep[J]. Sleep, 2005, 28(9): 1151-1161.

[16] Yaffe K, Kanaya A M, Lindquist K, et al. PPARY pro12A la genotype and risk of cognitive decline in elders[J]. Neurobiol Aging, 2008, 29(10): 78-83.

[17] Lemmer B, Scholtze J, Schmitt J. Circadian rhythms in blood pressure, heart rate, hormones, and on polysomnographic parameters in severe obstructive sleep apnea syndrome patients: effect of continuous positive airway pressure[J]. Blood Press Monit, 2016, 21(3): 136-143.

[18] Douglas N J, Pollo O. Pathogenesis of obstructive sleep apnea/hyperpnoea syndrome[J]. Lancet, 1994, 344: 653-655.

[19] RaphaelH, H elene G, Anne D, et al. Slow Wave Activity in Sleep Apnea Patients Before and After Continuous Positive Airway Pressure Treatment[J]. Chest, 2001, 119(6): 1807-1813.

[20] Weaver T E, Grunstein R R. Adherence to continuous positive airway pressure therapy: the challenge to effective treatment[J]. Proc Am Thorac Soc, 2008, 5: 173-178.

[21] 許娟, 嵇友林, 姜永前. 持續氣道正壓通氣對嚴重阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者心血管疾病風險的影響[J]. 實用臨床醫藥雜志, 2014, 18(24): 25-29.

[22] 羊文娟. 阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征對老年COPD患者糖脂代謝的影響[J]. 中華全科醫學, 2017, 15(5): 796-798.

[23] 袁海波, 張征驕, 張艷秋, 等. 肥胖青少年阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者上氣道臨界壓的變化及其臨床意義[J]. 吉林大學學報: 醫學版, 2015(5): 990-993.

[24] 陳丹丹, 鄒威鳳. 大鼠阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征海馬組織細胞凋亡參與作用研究[J]. 海南醫學院學報, 2015, 21(5): 597-599.

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; 國家自然科學基金資助項目(81171252)

趙忠新, E-mail: zhaozx@medmail.com.cn