OSAHS患者呼吸事件持续时间与微觉醒、血氧下降时间的关系

孙琳，黄少雄，颜佳，禹恩佳，罗语溪，3

(1中山大学工学院，广州510006；2中山大学附属第六医院；3广东省传感技术与医疗仪器重点实验室)

OSAHS患者呼吸事件持续时间与微觉醒、血氧下降时间的关系

孙琳1，黄少雄1，颜佳1，禹恩佳2，罗语溪1，3

(1中山大学工学院，广州510006；2中山大学附属第六医院；3广东省传感技术与医疗仪器重点实验室)

目的 探讨阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)患者睡眠过程中呼吸事件持续时间的变化与微觉醒、血氧下降时间的关系。方法 对12例中重度OSAHS患者行夜间多导睡眠图监测，判读睡眠呼吸事件(包括睡眠呼吸暂停、低通气)和微觉醒的发生情况。将呼吸事件分为伴随微觉醒的呼吸事件(RAR)和不伴随微觉醒的呼吸事件(N-RAR)两类，在个体内、RAR与N-RAR组间比较二者呼吸事件持续时间的差异；观察呼吸事件发生时，呼吸事件持续时间与相对应的血氧下降持续时间的关系。结果 个体内比较，12例中有11例呼吸事件持续时间RAR>N-RAR，7例存在统计学差异(P<0.05或<0.01)；将12例个体内归一化后分为RAR组与N-RAR组，两组呼吸事件持续时间RAR组>N-RAR组(P<0.01)。12例患者NREM期的呼吸事件持续时间为(25.6±9.4)s，血氧下降时间为(30.0±10.2)s，血氧下降时间高于呼吸事件持续时间(P<0.01)。相关性分析显示，RAR组与N-RAR组的血氧下降时间与呼吸事件持续时间均呈正相关(RAR组R=0.54，N-RAR组R=0.68，P均<0.01)。血氧下降时间在N-RAR下随呼吸事件持续时间增长的速度大于RAR(N-RAR斜率为0.80，RAR斜率为0.55)。结论 OSAHS患者呼吸事件持续时间的变化与微觉醒有关，持续时间越长，发生微觉醒的可能性越大；呼吸事件持续时间与血氧下降时间呈正相关，且血氧下降时间在N-RAR下随呼吸事件持续时间增长的速度大于RAR。

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征；睡眠呼吸事件；微觉醒；呼吸事件持续时间；血氧下降时间

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)是指睡眠时由于上气道阻塞引起的反复呼吸暂停或通气不足(即睡眠呼吸事件)，常伴有打鼾、血氧下降、睡眠结构紊乱、白天嗜睡等症状。OSAHS可引起身体各系统损害，尤其在睡眠时有发生猝死的危险。觉醒对气道重新开放、恢复气流起重要作用，研究显示，约70%的呼吸暂停或通气不足会伴随皮质微觉醒的产生[1，2]。患者非快速眼动(NREM)期，如果脑电频率突然改变，出现α、θ波和频率大于16 Hz(但不包括梭形波)的波，持续时间大于3 s，频率改变前至少有10 s稳定睡眠，可判定为微觉醒[3]。最长呼吸暂停时间是衡量OSAHS严重程度的重要指标[4～6]，同时呼吸暂停时间与OSAHS患者夜间高血压及晨间高血压有显著相关性[7，8]。目前关于呼吸暂停时间与微觉醒的相关性报道较少。2016年4月,我们对OSAHS患者睡眠呼吸事件(包括睡眠呼吸暂停、低通气)与微觉醒、血氧下降时间的关系进行探讨。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取中山大学附属第六医院睡眠呼吸障碍诊疗中心收治的中重度OSAHS患者12例，均为男性，年龄31～66(44.0±10.1)岁，BMI 24.5～30.3(26.5±1.8)kg/m2，呼吸紊乱指数(AHI)7.6～105.2(44.7±28.9)次/h。均经医院伦理委员会批准，并签署书面知情同意书。排除失眠、睡眠时常伴有腿动的患者。

1.2 微觉醒、呼吸事件、血氧下降情况观察方法 患者在自然、安静状态下行夜间多导睡眠图监测，监测信号包括4导脑电、下颌肌电、眼电、胸腹带信号、口鼻呼吸气流、血氧饱和度、鼾声、心电、脉搏、腿动、体位，监测数据由飞利浦Alice5睡眠监测系统记录并自动分析存储。由2名有丰富经验的睡眠医师依据《美国睡眠医学会睡眠及其相关事件判读手册2013》依次判读睡眠呼吸事件和微觉醒。本研究只考虑NREM期睡眠，根据呼吸事件终止附近是否跟随微觉醒，我们将NREM期呼吸事件划分为伴随微觉醒的呼吸事件(RAR)和不伴随微觉醒的呼吸事件(N-RAR)，分别记录其呼吸事件持续时间、对应的血氧下降时间，分析呼吸事件持续时间与微觉醒、血氧下降时间的关系。

2 结果

2.1 RAR和N-RAR的呼吸事件持续时间比较 12例患者在NREM期内的呼吸事件变化段共1 260段，其中RAR下667段，N-RAR下593段。12例患者在呼吸事件持续时间均值大小关系比较上大体呈现出一致性，除8号外，其余11例呼吸事件持续时间的均值RAR>N-RAR，7例有统计学差异(P<0.05或<0.01)。12例OSAHS患者呼吸事件持续时间在RAR与N-RAR下的比较见表1。将12例个体内归一化后分为RAR组与N-RAR组，两组呼吸事件持续时间分别为(0.36±0.05)、(0.28±0.04)s，组间比较P<0.01。

表1 12例OSAHS患者发生RAR及N-RAR的数量及持续时间比较

注：与N-RAR比较，*P<0.05，△P<0.01。

2.2 呼吸事件持续时间与血氧下降时间的关系 12例患者NREM期共得到配对数据957段。其中呼吸事件持续时间(25.6±9.4)s，血氧下降时间(30.0±10.2)s，血氧下降时间显著高于呼吸事件持续时间(P<0.01)。相关性分析显示，RAR组与N-RAR组的血氧下降时间与呼吸事件持续时间均呈正相关(R分别为0.54、0.68，P均<0.01)。血氧下降时间在N-RAR下随呼吸事件持续时间增长的速度大于RAR(N-RAR斜率为0.80，RAR斜率为0.55)。

3 讨论

微觉醒受多种因素共同作用，其作用机制尚未完全清楚。呼吸事件持续时间是表征OSAHS的重要指标。OSAHS患者睡眠时，舌及软腭向后移位与咽后壁紧贴，造成上气道阻塞，出现呼吸暂停，时间越长，窒息愈发加重，患者从睡眠中清醒，上气道重新开放，恢复气流。本研究分析了12例OSAHS，其中11例呼吸事件持续时间在RAR下明显大于N-RAR，7例有统计学差异。为了尽可能减小个体差异，我们进一步将12例患者的数据进行归一化处理，分为RAR与N-RAR两组进行比较，结果显示RAR组显著大于N-RAR组，这与个体内比较结果相一致。因此认为，呼吸事件持续时间和微觉醒的产生有关，持续时间越长，发生微觉醒的可能性越大。

血氧下降是OSAHS对机体最直接的生理反应。本研究结果显示，血氧下降持续时间显著大于呼吸事件持续时间，两者呈正相关。此外，在N-RAR下血氧下降时间随呼吸事件持续时间增长的速度大于在RAR下。此结果和前人得出的呼吸紊乱持续时间是影响血氧下降的明确指标[9]相一致。呼吸暂停或低通气时间过长，体内血氧一直处于较低水平，低血氧会促进呼吸努力增加[10]，而呼吸努力是引发微觉醒产生的关键因素之一[11]，同时高二氧化碳、低血氧这些化学驱动[12，13]也是促使微觉醒发生的诱因。因此推测，呼吸暂停或低通气持续时间可通过引起低血氧、高二氧化碳分压这些化学驱动作用，进一步引发微觉醒。

研究表明，很多因素都可能引发睡眠呼吸暂停相关的微觉醒，如化学驱动、存在于上气道和呼吸肌等部位的机械感受器。睡眠呼吸中，从微觉醒是呼吸事件的终结者角度来看，它产生了积极的作用，避免了血氧过低、二氧化碳过高，降低了猝死的风险；但微觉醒过后可能产生过度的通气反应，导致二氧化碳过低，由于化学感受器的作用，呼吸肌代偿，引发更严重的气道塌陷，造成一连串呼吸紊乱发生[14]。因此，目前对于是否进行药物干预微觉醒以及如何把控风险，还需要深入探索。

由于快速眼动期(REM)下的呼吸紊乱事件持续时间要长于NREM期[15]，而且REM占据睡眠比例小于NREM，为了确保足够的样本量和消除由于睡眠期变化带来的影响，本研究只选取了NREM期下的呼吸事件持续时间变化进行研究。未来我们将继续探讨REM对睡眠呼吸事件和微觉醒关系的影响。

综上所述，呼吸暂停或低通气持续时间越长，发生微觉醒的可能性越大，同时呼吸事件持续时间与血氧下降时间呈正相关，血氧下降时间在N-RAR下随呼吸事件持续时间增长的速度要大于RAR。本研究从呼吸事件持续时间这个角度入手，研究呼吸暂停及通气不足与微觉醒发生、血氧下降时间的关系，为微觉醒作用机制的进一步探讨提供更多参考。

[1] Eckert DJ, Younes MK. Arousal from sleep: implications for obstructive sleep apnea pathogenesis and treatment[J]. J Appl Physiol, 2014,116(3):302-313.

[2] Younes M. Role of arousals in the pathogenesis of obstructive sleep apnea[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2004,169(5):623-633.

[3] Berry RB， Budhiraja R， Gottlieb DJ， et al. Rules for scoring respiratory events in sleep: update of the 2007 AASM manual for the scoring of sleep and associated events[J]. J Clin Sleep Med, 2012,8(5):597-619.

[4] 高莹慧,徐亚东,李春娣,等.CPAP对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征合并高血压的疗效观察[J].中国现代药物应用,2015,9(9):60-61.

[5] 侯晓平,缪京莉,张婧,等.老年人糖尿病与睡眠呼吸暂停低通气综合征关系的研究[J].现代中西医结合杂志,2016,25(9):926-928.

[6] 李庆云,王琼.中枢性睡眠呼吸暂停综合征[J].中华结核和呼吸杂志,2015,38(9):645-647.

[7] 李文庆,张春芳,程志勇,等.高血压合并阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的动态血压分析[J].牡丹江医学院学报,2014,35(3):102-104.

[8] 张艳梅,蒋军广,史江,等.阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征空腹血糖升高相关因素[J].中国老年学杂志,2016,35(10):59.

[9] Bradley TD， Martinez D， Rutherford R， et al. Physiological determinants of nocturnal arterial oxygenation in patients with obstructive sleep apnea[J]. J Appl Physiol, 1985,59(5):1364-1368.

[10] Kimoff RJ, Cheong TH, Olha AE, et al. Mechanisms of apnea termination in obstructive sleep apnea. Role of chemoreceptor and mechanoreceptor stimuli[J]. Am J Resp Crit Care, 1994,149(1):707-714.

[11] Gleeson K， Zwillich CW， White DP. The influence of increasing ventilatory effort on arousal from sleep[J]. Am Rev Respir Dis, 1990,142(2): 295-300.

[12] Ratnavadivel R, Dwindler S. Upper airway function and arousability to ventilatory challenge in slow wave versus stage 2 sleep in obstructive sleep apnoea[J]. Thorax, 2009,65(2):107-112.

[13] 何权瀛.睡眠呼吸病学[M].北京：人民卫生出版社,2009:106-113.

[14] Younes M. Role of respiratory control mechanisms in the pathogenesis of obstructive sleep disorders[J]. J Appl Physiol, 2008,105(5):1389-1405.

[15] George CF, Millar TW, Kryger MH. Sleep apnea and body position during sleep[J]. Sleep, 1988,11(1):90-99.

Relationship between sleep apnea-hypopnea duration and arousal and SaO2decrease duration in patients with obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome

SUNLin1,HUANGShaoxiong,YANJia,YUEnjia,LUOYuxi

(1SchoolofEngineering,SunYat-senUniversity,Guangzhou510006,China)

Objective To explore the relationship among sleep apnea-hypopnea duration, arousal and SaO2decrease duration in patients with obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome (OSAHS). Methods Twelve patients with moderate to severe OSAHS underwent nocturnal polysomnography, and the occurrence of sleep-related respiratory events (including sleep apnea, hypopnea) and micro-arousals were analyzed. The sleep disorder events were divided into two categories according to the respiratory events termination with or without arousals (RAR and N-RAR) and the difference in duration of respiratory events was compared within individuals and between individuals with RAR or N-RAR. When the respiratory events occurred, sleep apnea-hypopnea duration and SaO2decrease duration were compared. Results Within individuals the respiratory event durations from 11 of 12 patients were longer in RAR than in N-RAR, and significant difference was found in 7 cases (P<0.05 orP<0.01). Therein, 12 patients were divided into the RAR group and N-RAR group, and the duration of respiratory events: RAR group>N-RAR group (P<0.01). The duration of respiratory events in NREM was (25.6±9.4) s in 12 patients, and the SaO2decrease duration was (30.0±10.2) s, which was longer than the duration of respiratory events (P<0.01). SaO2decrease duration was positively correlated with the duration of respiratory events in the RAR and N-RAR groups (RAR:R=0.54; N-RAR:R=0.68, allP<0.01). The rate of the SaO2decrease duration in the N-RAR group was greater than that of RAR group as the respiratory event duration increased (RAR:R=0.55; N-RAR:R=0.80).Conclusions Apnea-hypopnea duration was associated with the presence of arousal, and there was a positive correlation between duration of respiratory event and SaO2decrease duration. SaO2decrease duration increased at a greater rate in N-RAR than in RAR with the increasing duration of respiratory events.

obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome; sleep-related breathing event; micro-arousal; duration of respiratory events; SaO2decrease duration

国家自然科学基金资助项目(81570904)；广东省自然科学基金资助项目(2014A030313215)；广州市科技惠民项目(2014Y2-00162)。

孙琳(1988-)，女，硕士研究生，主要研究方向为睡眠呼吸暂停疾病。E-mail： cmuwzxmm@163.com

罗语溪(1983-)，男，副教授，主要研究方向为睡眠呼吸障碍的诊疗、干细胞生物反应器传质循环系统设计等。E-mail： luoyuc@163.com

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.06.005

R563

A

1002-266X(2017)06-0017-03

2015-08-20)