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1、1睡眠呼吸监测与多导睡眠图新进展睡眠呼吸监测与多导睡眠图新进展郭兮恒郭兮恒首都医科大学附属北京朝阳医院首都医科大学附属北京朝阳医院 北京呼吸病研究所睡眠呼吸疾病诊疗中心北京呼吸病研究所睡眠呼吸疾病诊疗中心睡眠医学(Sleep Medicne)作为一门新兴的边缘横断学科已经成为现代医学的一个重要 组成部分，并逐渐成熟起来。睡眠呼吸的检测技术也随着生物医学工程技术的进步得到了 迅速发展。本文着重介绍多导睡眠图和其他睡眠呼吸检测技术。 一、一、睡眠生理睡眠生理 长期以来，人们一直认为睡眠是大脑休息的过程，是一种被动的、平静的和简单的状 态。1913年Henripieron指出睡眠是大脑的另一种活动形
2、式，睡眠与醒觉周期性切换是体内 的一种主动过程，而非被动的休息。1935年Loomis等根据脑电波提出睡眠过程中有几个不 同阶段，各有其特征性脑电活动。1935年Aserinsky和Kleitman发现睡眠中会周期性出现 眼球快速运动，同时伴有脑电波的变化，即快速眼动睡眠(rapid eye movement，REM)。与 之相对应的是非快速眼动睡眠(non-rapid eye movement，N-REM)，后者包括 、期睡眠。自此，人们认识到睡眠是一种复杂的生理活动，包含着周而复始 的不同阶段。在现代睡眠研究中，很多学者采用“睡眠结构”一词来概括睡眠的各个阶段 及其相互关系。 睡眠的生理过
3、程： 思睡：由清醒转入睡眠的过程。渐入睡境，意识迟钝、思维模糊，感觉飘移。温度、 心率开始下降；呼吸逐渐规则，可能伴有催眠的幻觉。 I期睡眠：躯体活动减少、肌张力下降、幻觉思维；心率减慢、血压和温度轻度下降， 眼球缓慢转动，易醒，醒后常否认入睡。 II期睡眠：眼球安静，很少体动，有声音易醒，如睁眼，看不见物体，片断思维，记 忆模糊，心率、脉率、代谢率减低，呼吸规则，气道阻力增加，可出现打鼾。I、II期睡眠 属于浅睡眠。 III期睡眠：偶而活动，眼安静，较大的声音时才被唤醒，记忆力明显下降，心率、代 谢率、血压和体温进一步下降，生长激素分泌增加 IV期睡眠：很难醒觉，不能回忆睡眠，心率、血压、体
4、温和代谢率继续下降，呼吸慢 而规则，生长激素分泌明显增加，与III期睡眠同属深睡眠。 REM睡眠：主要肌肉的肌张力明显下降甚至瘫痪，眼快速转动，男性阴茎勃起，打鼾降 低或消失，较难唤醒，80%的人被唤醒后述在作梦，可生动描述梦的内容，心率比N-REM睡 眠增加5%，血压、脉搏、脑血液、温度和代谢率增加，呼吸不规则。睡眠分期是人为判定和区分的，实际上各个睡眠阶段往往重迭交错，很难找出截然的 分界点。正常人N-REM睡眠期约持续0.5-7min便进入期睡眠。大多数年轻人入睡后30- 45min进入、期深睡，深睡从几分钟到一小时不等，然后又变浅，回到期睡眠。开始 入睡后70-90min，出现第一次R
5、EM睡眠，通常约持续5min，之后再进入期睡眠，意味着 第二个睡眠周期的开始。成人期与REM睡眠大约每隔90min交替一次，儿童的交替周期短 些，约60min左右。期睡眠主要发生在前半夜，后半夜、期睡眠越来越少。从REM睡 眠来看，第一次REM期睡眠以后，两次REM睡眠之间的间隔逐渐缩短，而每次REM睡眠持续 时间逐渐延长，一夜总共可出现4-6次REM睡眠。年轻人一夜睡眠中，REM睡眠占20-225%，N-REM睡眠期占5%-10%，期约占50%，、期深睡眠约占20%。年龄是影响个体 睡眠的主要因素，年龄不同，对睡眠的需求不同，睡眠结构也有差异。儿童深睡眠较多， 而老年人深睡眠明显减少。二、二
6、、睡眠呼吸暂停的定义及分型睡眠呼吸暂停的定义及分型 （一）定义：在睡眠状态下口鼻气流停止至少10秒以上为一次呼吸暂停；呼吸气流信号强 度降于正常气流强度的50以上，同时伴有4%以上的氧饱和度下降或伴有醒觉反应称为低 通气。睡眠呼吸暂停综合征是指在7小时睡眠中，反复发作呼吸暂停和低通气30次以上或平 均每小时睡眠中的呼吸暂停和低通气次数（呼吸紊乱指数Respiratory Disturbance Index，RDI)或呼吸暂停低通气指数Apnea Hypopnea Index， AHI）超过5次以上。 （二）分型：睡眠呼吸暂停分三种类型： .阻塞型(Obstructive Apnea， OA)：
7、指口和鼻腔无气流，但胸腹式呼吸运动仍然存在。 .中枢型(Central Apnea， CA)：指鼻和口腔气流与胸腹式呼吸运动同时暂停。 .混合型(Mixture Apnea， MA)：指在一次呼吸暂停过程中，开始表现为中枢型呼吸暂停， 继之出现阻塞型呼吸暂停。实际上，各型睡眠呼吸暂停都可能有不同程度的中枢神经系统功能障碍，因此临床上 分为以阻塞为主型或中枢为主型。 （三）睡眠呼吸暂停严重程度划分标准：轻度：AHI 520，最低SaO286%；中： AHI2140，最低SaO28085%。重度：AHI41，最低SaO279%。 三、睡眠分期标准三、睡眠分期标准 睡眠分期标准有十余种，但是，196
8、8年Rechtrchaffen和Kales提出的睡眠分期标准已 为世界上多数学者所接受，现在临床上和文献上多是采用这个标准。 判断睡眠所必须的三项指标：脑电图、眼动图和肌电图，根据其变化和相互关系进行 分析。 睡眠各期睡眠图特征： 清醒：全身松弛，眼关闭时：脑电呈现Alpha节律（813CPS） ，以枕部占优势；并且 随注意力而变小。当睁开眼时，脑电电压明显降低，呈现混合频率，相当强的肌张力活动， 有自主控制的躯体活动，有快眼动或无瞬眼。 N-REM睡眠 I期：脑电波呈现混合频率，电压降低，可能有Theta活动(37CPS)伴有更大振幅，垂 直尖波，在小孩有同步Theta发作慢眼动肌张力活动较
9、觉醒时可能有轻度减低 II期：背景为相对低的电压；混合频率，有睡眠纺锤波：波行呈1214CPS(20.5s)；K 综合：负向尖波跟随即刻更慢的正向波(20.5s)，K综合波可见睡眠纺锤波最大在顶部，可 因外界声音或自发的刺激反应而诱发，偶而慢眼动，接近于睡眠开始低水平肌张力性活动。III期：脑电呈现高振幅(75(V)、慢频率(2CPS) 占20%50%)；在前额最大，低水平 肌张力性活动，无快速眼动。 IV期：低频率、高振幅脑电波超过50%，无快速眼动，低水平肌张力性活动。 REM睡眠：相对低的电压的混合频率；锯齿波；Theta活动，慢alpha波，快速眼动，肌 张力明显抑制。 三、三、睡眠监
10、测技术睡眠监测技术 （一）睡眠测定方法 按照1968年Rechtrchaffen和Kales提出的记录方法和评分标准进行。 睡眠分析需要根据三项指标判断：脑电图、眼动图和肌电图 （二）电极位置 按记录脑电图10-20电极位置法。确定中央C3、C4的位置记录脑电图，3前听点A1、A2的位置记录眼动图，电极置于眉弓上下和/或眶上、眶下左右两侧，监 测睡眠状态综合图 （三）连接和组合 脑电图（EEG） . 中央3/前听点2 (C3/A2) . 中央4/前听点1 (C4/A1) . 枕1/前听点2（备选附加导联） . 枕2/前听点1(O2/A1) （备选附加导联） 眼动图（EOG） 1右眼动/前听点1
11、(ROG/A1) 2左眼动/前听点1(LOG/A1) 或LOG/A2 3EOG眶下/眶上（备选） 肌电图颏/颏下 （四）设置和记录通常采用笔振幅10mm相当于50uv。老年人笔振幅亦可安置于15mm相当于50uv。儿童安 置于5mm相当于50uv。脑电图的时间常数为0.3s或更慢，肌电图的时间常数为0.1s或更快。 如遇特殊情况，为使图形更加清晰，便于分析，可适当调节更改。纸的走速通常为10mm/s 每页记录纸为300mm，相当于30s。 （五）睡眠分期标准 脑电图频带：Alpha()节律(8-13)每秒周波(CPS)，Beta()节律小于4CPS，Theta 节律4-7CPS。 以30 秒为
12、单位进行睡眠分期 睡眠潜伏时间：N-REM睡眠潜伏时间系指从醒觉至有连续3min以上睡眠时所需时间； REM睡眠潜伏时间：指从入睡开始至首次出现REM睡眠所经历的时间。 I期睡眠：Alpha波解体，眼动缓慢，肌电信号较醒觉时减弱； II期睡眠：在I期睡眠的背景下，出现睡眠纺锤波和/或K综合波，眼动缓慢，肌电信号 减弱； III期睡眠：在30秒一页的记录中，Beta波的累计长度大于6秒但小于15秒，眼动缓慢， 肌电信号减弱； IV期睡眠：在30秒一页的记录中，Beta波的累计长度大于15秒，眼动缓慢，肌电信号 较醒觉时减弱； REM睡眠：脑电出现锯齿波，双眼动图快速反向运动，肌电信号明显减弱；
13、最后进行统计运算，得出睡眠结构结果。微觉醒波(Microarousals)：脑电图频率突然从睡眠频率转变为频率范围，持续时间 为3-14秒。 五、五、呼吸监测技术呼吸监测技术 （一）呼吸测定方法呼吸的测定分直接测定：如用面罩、口器及座舱罩，与气量计连接，测定呼吸的频率 及呼吸气量。间接测定：如用热敏电阻，通过气流温度的改变，测定呼吸的频率与强度。 其他如呼出气测定CO2改变、胸腹带、磁量计及食管内气囊测定胸腔内压以显示呼吸的频 率及强度等。 经皮测定氧分压(PtO2)和二氧化碳分压PtCO2的方法是通过电极直接加热皮肤进行测定。 该方法反应时间较长，反应时间与皮肤厚度有关。成人反应时间长达45
14、 -60s，测定数值 与实测PaO2值相差较大，并受年龄、周围组织血流及某些药物等因素影响，主要用于婴儿。4经皮脉搏血氧饱和度仪监测已被广泛应用于睡眠呼吸监测，该方法操作简便、反应时间短、 结果准确。有耳和指/趾探头等多种选择。 （二）呼吸测定指标：口/鼻气流信号、胸/腹呼吸运动信号和无创血氧饱和度监测。 （四）呼吸事件的识别和计算：在脑电图显示睡眠的背景下，口鼻气流信号下降到20%以内， 持续10秒（包括10秒）以上为一次睡眠呼吸暂停；阻塞性睡眠呼吸暂停指口鼻气流 信号暂停，同时胸腹式呼吸运动仍存在；中枢性睡眠呼吸暂停指口鼻气流及胸腹式 呼吸运动均同时暂停；混合性睡眠呼吸暂停指开始为中枢性呼
15、吸暂停，随后为阻塞 性呼吸暂停。睡眠低通气是指口鼻气流信号较正常呼吸时下降50%，但大于20%，同 时伴有4%的SaO2下降或醒觉反应；睡眠呼吸紊乱指数呼吸暂停低通气指数（睡 眠呼吸暂停低通气）/ 睡眠时间min60。 （五）吸入气流图形：打鼾或低通气患者在吸气相其上气道部分塌陷，其气流达到某一特 定水平后不再增加。因此，鼾症或低通气患者，其吸入气流图形不是正常的圆滑曲 线而是表现为一个平台。所以如吸入气流出现平台则表明患者有上气道狭窄，阻力 增加。（四）睡眠时估计呼吸的方法比较（见下表） 睡眠时估计呼吸的方法比较睡眠时估计呼吸的方法比较 方法方法测定指标测定指标优点优点缺点缺点 热敏电阻呼吸
16、频率和气流信号非创伤性仅定性，可有假阴性压力传感器呼吸频率和估计潮气量非创伤性容易被口鼻分泌物阻 塞 口鼻面罩呼吸率和潮气量精确可能影响睡眠横膈或肋间肌电呼吸率和呼吸功如适当应用 精确难以标准化胸腹运动应变计呼吸率和估计潮气量非创伤性定性或半定量测定 电感体积描记术呼吸率和潮气量精确受体位、电阻等影响 经皮无创血氧饱和度计气体交换非创伤性50%以下不准确六、六、多导睡眠图多导睡眠图 （一）多导睡眠图(Polysomnography，PSG)时至今日，仍然是诊断睡眠呼吸暂停综合征的金标准。 使用仪器及仪器原理多导睡眠图必须包含的记录指标：脑电图、眼动图、颏肌电图、口鼻呼吸信号、胸腹 呼吸运动信号、心电图及SaO2及腿动肌电图等参数，有些系统还可以记录鼾声、血压、体 动、体位、食道压和无创正压的压力等指标。主要仪器是使用多用途脑电图仪，其原理是 将从不同部位采集的生物微讯号，经前置放大和数模转换，形成不同的图形以供分析。 SaO2测定，需用脉搏血氧饱
