摘要
神经肌肉疾病中的呼吸肌无力导致显著的发病率和死亡率。本文综述了有关正常人睡眠时呼吸肌活动和呼吸、呼吸肌无力对睡眠和呼吸的影响以及神经肌肉疾病与白天呼吸功能的关系的已发表数据。正常受试者在睡眠时上呼吸道阻力增加,化学敏感性降低,清醒时呼吸的驱动力丧失,导致通气下降。在快速眼动睡眠(REM)期间,胸腔和辅助呼吸肌受到抑制,特别是在眼球运动爆发期间,呼吸更加不规则、快速和浅,通气进一步下降。
在呼吸肌无力的受试者中,睡眠是碎片化的,总睡眠时间较短,频繁觉醒,第一阶段睡眠增加,快速眼动睡眠减少或完全抑制。睡眠呼吸障碍和夜间饱和度降低是常见的,在快速眼动睡眠期间最为严重。日间呼吸功能与夜间去饱和之间的相关性中等或较弱,但日间呼吸功能比夜间测量有更大的预后价值。
无创通气可改善呼吸肌肉无力患者的睡眠质量和呼吸。然而,启动通气的最佳标准及其在快速进展性神经肌肉疾病中的作用尚不清楚。
呼吸肌肉无力和睡眠呼吸障碍在肌萎缩侧索硬化症(ALS)等神经肌肉疾病中都很常见。1- - - - - -5、肌肉萎缩症(如。杜氏肌营养不良症(DMD)6- - - - - -10,以及肌强直性营养不良症(MD)11- - - - - -14、肌病(如。nemaline肌病15)、GuillianBarré症候及重症肌无力16- - - - - -18.呼吸肌无力、呼吸暂停和低通气,以及呼吸模式和呼吸驱动异常都可能导致夜间饱和度降低和睡眠中断,甚至在白天呼吸衰竭发生之前。患有严重呼吸肌无力的患者经常抱怨睡眠不清爽、白天嗜睡、注意力不集中、夜间通气不足和睡眠中断导致的疲劳和嗜睡2- - - - - -4,7,11,19,20..呼吸道感染的风险因呼吸肌或球无力引起的咳嗽损害而增加,死亡常因呼吸衰竭而发生。
越来越多的证据表明,无创通气(NIV)可以提高生存率21- - - - - -24和生活质量25神经肌肉疾病并发呼吸肌无力。神经肌肉疾病中呼吸肌无力和睡眠中断的患病率,相关的发病率和死亡率,以及NIV的潜在疗效强调了了解无力对睡眠和夜间氧合的不利影响,并在早期认识到导致的症状的重要性。通过详细多导睡眠描记术(PSG)或简单血氧仪进行夜间监测在这些患者的临床评估中的作用尚不确定。在这篇综述中,描述了睡眠对肌肉活动和呼吸的正常影响,然后回顾了神经肌肉疾病中睡眠结构中断、睡眠呼吸障碍和夜间氧合的证据。特别探讨了症状、日间呼吸功能与睡眠呼吸障碍和睡眠中断之间的关系。最后,描述了各种疾病中更具体的发现,以及NIV对神经肌肉疾病中睡眠和呼吸的影响。
睡眠时的正常呼吸和肌肉活动
![图1](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/19/6/1194/F1.medium.gif)
a) 10名正常成人受试者清醒和睡眠时的分钟通气,b)潮气量和c)呼吸频率。数据以均数±表示扫描电镜.#:睡眠时通气低于清醒时p<0.02;¶: p = 0.01;+:睡眠时潮气量低于清醒时p<0.05;* *: p < 0.01;§:快速眼动睡眠(REM)呼吸频率高于非快速眼动睡眠(NREM)或清醒时p<0.05。数据来自G阿et al。26.
非快速眼动睡眠
肌电图(EMG)研究表明,在睡眠开始时(脑电图(EEG)活动从α到θ的转变),膈肌、肋间肌和颏舌肌的相性活动下降,然后再次上升,而腭张肌的相性和紧张性活动突然下降并保持低位27.换气突然下降,与更快速、更浅、更有规律的呼吸模式有关28,导致二氧化碳分压上升(P有限公司2)28,29.一旦进入睡眠状态,通气只会进一步轻微下降。由于咽扩张肌活动减少,上气道阻力(UAR)在睡眠开始时突然增加,但与通气相反,在慢波睡眠中,与δ脑电图活动增加相关的UAR进一步逐渐增加30..非快速眼动睡眠(NREM)中相期膈肌和肋间肌电图活动的增加(在睡眠开始时短暂下降之后)反映了由于UAR增加而引起的呼吸负荷的增加。在气管造口的受试者中,通气下降,末潮上升P有限公司2在睡眠过程中与正常人相似31.这支持了睡眠中通风的变化主要是由于化学敏感性降低导致的通风驱动减少的假设29,32也失去了呼吸的清醒动力33,而不是UAR的增加。在非快速眼动睡眠中,源舌肌活性在睡眠开始时下降后上升,可能对维持气道通畅很重要34.
快速眼动睡眠
在快速眼动睡眠(REM)期间,除了膈肌和眼外肌外,骨骼肌的张力明显普遍降低35.Douglaset al。28报告了从非快速眼动睡眠到快速眼动睡眠的潮气量(由于胸腔贡献减少)、分钟通气和平均吸气流量(呼吸驱动指数)的进一步下降。两项规模较小的研究只报告了潮气量下降的趋势,与非REM期相比,REM期的通气没有明显减少。虽然胸腔的贡献减少了,但它的效果被膈肌活动的增加所平衡36以及呼吸频率26.
快速眼动睡眠不是一个均匀的状态,而是包括与快速眼动爆发相关的相期快速眼动,以及在快速眼动爆发之间的强直性快速眼动。与强直性快速眼动相比较,相性快速眼动与较小的潮气量(由于较少的胸腔贡献),较高的呼吸频率(由于呼气时间的下降)有关。26,36,37以及较低的分钟通风。呼吸模式也更加不规则26,36.潮气量和呼吸频率的变化与眼球快速运动的强度成正比26,36.随着快速眼球运动,胸腔和腹部运动之间的相移也有所增加,这可能反映了眼球运动时对上呼吸道肌肉组织的相对较大抑制,导致咽窄36.
总之,健康受试者的快速眼动睡眠与以胸腔呼吸为主向横膈膜呼吸的转变有关,并且是不均匀的;在眼球快速运动爆发时,呼吸更加不规则、快速和浅,通气性整体下降。
神经肌肉疾病
肌肉活动:呼吸肌无力的适应机制
在一些呼吸肌无力的患者中,在清醒和NREM睡眠(半平卧)期间,腹部肌肉出现呼气收缩。在吸气开始时放松腹肌有助于横膈膜下降和吸气38,39.
膈肌无力的受试者特别容易发生rem相关的低通气和去饱和。在部分因肌萎缩侧索硬化症导致的严重膈肌无力患者中,有报道称在快速眼动期胸锁乳突肌不寻常的相位吸气活动,这可能是另一种获得性适应机制1.
睡眠结构
总睡眠时间减少2,3.睡眠效率2在呼吸肌无力的患者中有很好的描述。明显的睡眠分裂通常见于有呼吸或睡眠症状的受试者3.,38频繁的觉醒2,3.,10第一阶段睡眠的增加3.,7快速眼动睡眠减少1,7,38.据报道,快速眼动完全抑制与严重的膈肌无力有关1,38.由于这些受试者在快速眼动睡眠期间最容易发生氧饱和度降低,其抑制可能代表了一种代偿机制。在具有相同呼吸功能的受试者中进行的研究表明,睡眠中断的程度存在很大差异,这至少在一定程度上似乎与报告的症状流行有关2,3.,7- - - - - -9,40.在其他人群中,睡眠引起的症状对生活质量有很大影响,例如,未治疗的阻塞性睡眠呼吸暂停患者的短形式36 (SF36)健康状况评分和持续气道正压治疗的评分提高。ALS患者的生活质量与日间呼吸肌功能和多导睡眠描记指标相关41.
神经肌肉疾病中的睡眠呼吸障碍
呼吸肌无力患者最常见的睡眠呼吸障碍形式是由于潮气量减少导致的低通气,特别是在快速眼动睡眠期间3.,4.类似的rem相关低通气已在其他几种情况中被描述(如。慢性阻塞性肺疾病(COPD)、囊性纤维化和肥胖低通气综合征)42.总体低通气程度的报道并不一致,这可能反映了与呼吸暂停和低通气相比,定量低通气的困难。低通气和中枢性低通气之间的区别是任意的;后者通常是指与前一个参考周期相比,通风减少的离散短周期。
据报道,神经肌肉疾病中睡眠呼吸障碍的患病率很高,与原发疾病无关2,3.,7- - - - - -10,13,40.绝大多数研究对呼吸暂停的定义是一致的,但对低呼吸的定义有所不同,取决于是否必须同时存在氧饱和度降低(3%或4%)和/或脑电图唤醒。在神经肌肉疾病中,使用无创监测将事件分类为“中枢”或“阻塞性”尤其困难。当呼吸肌无力移动胸壁时,阻塞性呼吸暂停可能被误诊为中枢性呼吸暂停。年代mithet al。9两名DMD患者在明显中心性呼吸暂停期间显示了阶段性的精神下肌电图活动,并创造了术语“假性中心性呼吸暂停”。在轻通气的分类中还有更大的陷阱。严重的膈肌无力即使没有上气道狭窄也会引起胸腹矛盾运动,这可能导致将中枢性低通气误诊为阻塞性。胸部和腹部运动之间的相位差增加,颏下肌电图稳定或增加(特别是在活动结束时),膈肌电图相位活动,以及打鼾为阻塞性病因提供了强有力的支持证据38.
呼吸肌无力患者中最常报告的离散性睡眠呼吸事件是中枢性低通气3.,7,9,13,16,40这种反应在快速眼动睡眠中更为频繁和持久3.,7,9,13,16尤其是相动眼期38.在快速眼动睡眠期间,肋间肌和副呼吸肌(包括腹肌)的抑制,加上膈肌招募不足,导致低通气。肌肉抑制的程度,以及随之而来的通气减少,与眼球运动的密度成正比,通常在快速眼球运动爆发时符合中枢性通气不足的标准。去饱和程度与膈肌无力的严重程度有关38,39.
在一些研究中,主要报道了梗阻性事件,要么是在相当大比例的受试者中7,10,38或整体4,8,40.身体质量指数(BMI)高的受试者更容易发生梗阻事件。40打呼噜的人7,40,或有解剖学异常,例如巨舌症(如。在DMD)7.快速眼动睡眠期间UAR增加也可能导致阻塞性呼吸暂停或低通气8.具有相同基础疾病和相似呼吸功能的研究对象之间,阻塞性事件的比例差异很大。例如,Fergusonet al。3.报告了17例球部ALS患者的纯中心事件,平均肺活量(VC)为81%,而G唉et al。418例ALS患者中有16例报告了主要的梗阻性事件,平均VC为82%。在其他神经肌肉疾病中也发现了类似的差异,如DMD7,8和医学博士13,14,这可能反映了使用非侵入性监测对事件进行分类的固有困难。值得注意的是,记录食管压力以准确确定事件性质的研究主要报道了中心事件13,16.
呼吸暂停/低通气指数(AHI)已被证明与白天过度嗜睡有不同程度的相关性2,4日间动脉氧张力7和总肺活量(TLC)10虽然不一致。然而,总的来说,AHI和睡眠症状之间的关系13,40或者呼吸肌功能7,10,11,13,40很差。
神经肌肉疾病的夜间氧合与日间肺功能和症状的关系
在呼吸肌无力的受试者中,由于以下任何一种或全部原因,可能会发生夜间去饱和:1)全面低通气,2)周期性呼吸暂停和低通气,以及可能的3)由于仰卧位不张加重而导致的通气/灌注不匹配。最严重的去饱和发生在REM期间3.,8,9,39,42尤其是相动眼期38,通常与中枢性通气不足有关3.,7,9,10,13,38,40(图2⇓).在神经肌肉疾病患者中,夜间氧合往往随着年龄和BMI的增加而降低9,39,40.
![Figure2](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/19/6/1194/F2.medium.gif)
在强直性和阶段性快速眼动(REM)期间抑制气流、胸部和腹部运动。阶段快速眼动是通过眼球快速运动的爆发来识别的,用条来表示。随之而来的动脉氧饱和度降低(年代啊,一个2)由箭头指示。
一些研究检查了白天呼吸功能和夜间氧合之间的关系。正如预期的那样,夜间饱和指数与白天动脉血气有关7,10,39和饱和度40.然而,由于夜间去饱和可能先于白天呼吸衰竭,人们一直在寻找更敏感的夜间去饱和预测因子。夜间氧饱和度与VC之间的关系不太一致和较弱10,39,40,俯卧于VC位38,39, 1秒用力呼气量(FEV)1)10,最大呼气压(PE,马克斯)9和功能性剩余容量43(表1⇓).然而,重要的是要注意日间肺功能指标(VC和最大吸气压(P我,马克斯)比一夜氧饱和度更能预测存活4,44白天呼吸肌功能严重受损时的端角视觉可能比夜间去饱和更好地预测NIV的益处45.
睡眠呼吸障碍和夜间氧饱和度降低可以通过端骨神经预测2他醒来时感到呼吸急促16白天过度嗜睡2,4,16睡眠困难4.G唉et al。4发现过度的白天嗜睡对预测夜间饱和度下降有100%的敏感性(尽管只有57%的特异性)。关于DMD患者的症状与睡眠呼吸障碍和夜间饱和度降低之间的关系以及等效的白天呼吸功能,有相互矛盾的证据7,9.睡眠症状可能被患者低估,在非常致残的情况下,很容易被临床医生忽视7.这强调了仔细临床评估矫形神经损伤和睡眠加重症状的重要性,在存在中度或重度呼吸肌无力的情况下,这可能是选择NIV患者的有效手段。
个体疾病特有的特征
孤立性横膈膜麻痹
孤立性横膈膜麻痹的受试者在快速眼动睡眠期间特别容易发生夜间去饱和38即使只是单方面参与46.虽然很少对这类患者进行详细的多导睡眠描记术研究,但快速眼动睡眠46和慢波睡眠(SWS)可能会减少38,46.日间呼吸衰竭是少见的孤立双侧膈肌麻痹,除非同时有内在肺部疾病(如。COPD)或肥胖38,46- - - - - -49.
肌萎缩性侧索硬化症
大多数关于渐冻症的研究都是在特定人群中进行的,如。涉及到球3.,横膈膜受累1或者在现场2与否50呼吸和/或睡眠症状在最大的非选择横断面研究中,G唉et al。4报告的平均AHI为11.3个事件·h−1其中7人的AHI值为>10。然而,夜间低饱和度的主要原因是通气不足。比较各项研究的PSG结果,睡眠呼吸障碍的频率变化很大(16.7-76.5%),似乎反映了所研究人群中呼吸和睡眠相关症状的普遍存在,并在较小程度上反映了白天呼吸功能的损害2- - - - - -5,50.睡眠结构被破坏的程度也有类似的变化1,3.- - - - - -5.横膈膜麻痹或瘫痪与睡眠中断和快速眼动减少或完全抑制有关1.髓球受累与睡眠呼吸障碍的严重程度或事件类型(梗阻性或中枢性)之间没有明显的关系1- - - - - -5,50.因此,肌萎缩性侧索硬化症的夜间去饱和和睡眠中断似乎主要是由于横膈膜无力和通气不足,而不是由于球无力引起的梗阻性事件1.
杜氏肌营养不良症
一项对21名DMD患者进行自动分析的研究报告了呼吸暂停,最初主要是阻塞性的,但随着疾病进展,中枢性呼吸暂停的比例增加。作者得出结论,DMD的睡眠呼吸障碍在本质上最初是阻塞性的(这可能具有治疗意义),并提出系列研究中中心事件的明显增加可能是由于分类错误(“假中心”事件)。8.DMD打鼾和巨舌症与阻塞性呼吸暂停和低通气有关7但大多数研究主要报道了中心事件7,9,10,43.这些数据得到了在其他情况下的研究的支持,在这些情况下,食道压力被监测以准确地分期事件13,16.
与患有肌萎缩性侧索硬化症和白天呼吸功能受损的受试者相比,DMD患者的睡眠结构似乎得到了更好的保存。与其他神经肌肉疾病一样,白天功能与夜间氧饱和度降低或呼吸事件之间的关系很差7,9,10但日间功能,特别是VC < 1l,是比任何夜间指标更有力的预后预测指标44.关于睡眠呼吸障碍和症状之间关系的证据是相互矛盾的7- - - - - -9,这可能反映了如何仔细寻找症状。
肌强直性营养不良
白天嗜睡、高碳酸血症、睡眠呼吸障碍和夜间饱和度降低在MD中都很常见11- - - - - -13.此外,AHI和夜间去饱和程度高于具有相似程度呼吸肌无力的非肌强直性神经肌肉疾病12.患有MD的受试者往往比患有其他形式的神经肌肉疾病的受试者体重更重12,夜间去饱和程度与BMI相关11.在大多数MD患者中,嗜睡不能明确归因于高碳酸血症、睡眠呼吸障碍或睡眠结构紊乱12,51.MD还与清醒时不规则的呼吸模式有关52轻度睡眠,在SWS期间不会持续51,53提示该缺陷可能是由于皮质,而不是髓质/中枢(化学敏感驱动)的影响。这种呼吸模式的不规则在有类似呼吸肌无力的非肌强直性受试者中未见53.
无创通气对呼吸肌无力患者睡眠的影响
Negativepressure通风
负压通气在20世纪50年代被引入,用于治疗伴有呼吸衰竭的脊髓灰质炎流行患者。它已被证明可以改善氧合,特别是在非快速眼动睡眠期间。由于频繁的觉醒,睡眠结构仍然是碎片化的55.严重的饱和度下降仍会发生,特别是在快速眼动睡眠期间,与梗阻性事件有关。负压通气有助于神经肌肉疾病患者的上气道阻塞55- - - - - -57在正常个体中58.在接受负压通气的受试者中,持续气道正压通气和气管切开术都能减少睡眠呼吸障碍并改善睡眠结构56.虽然负压通气比正压通气更接近于正常的生理胸廓和膈肌吸气过程,但支持上气道的咽肌的相位吸气活动没有受到刺激,导致频繁的阻塞性事件和觉醒。
Positivepressure通风
在非对照研究中,正压通气可改善夜间饱和度、睡眠呼吸障碍、睡眠效率和神经肌肉疾病患者的睡眠结构59,60.支持上呼吸道,防止阻塞性呼吸暂停或低通气,并导致两种氧合的更大改善55,57与负压通气相比,睡眠结构也有所改善55.夜间长期通气可改善日间动脉血气59- - - - - -62,并与对二氧化碳的呼吸反应增加有关60.
在稳定或缓慢进展的神经肌肉疾病中,没有针对高碳酸血症性呼吸衰竭启动NIV的随机对照试验,但与历史对照相比,NIV似乎可以提高生存率21.特别是在DMD中,与无NIV的受试者相比,有症状性白天高碳酸血症的受试者有更长的生存期63或者历史控制22.令人惊讶的是,一项随机对照试验比较了早期干预(VC 20-50%预测,正常白天P有限公司2)而无NIV的治疗组死亡率较高。死亡率过高的原因是呼吸道感染和分泌物滞留造成的死亡。虽然两组患者的呼吸道感染频率无差异,但NIV组较少患者接受有创通气治疗(9与26%),大多数死亡发生在家庭管理的受试者中。作者得出结论,NIV不会增加呼吸道感染的风险,但错误的安全性随后可能导致不理想的医疗管理64.相比之下,在患有包括肌肉萎缩症在内的各种神经肌肉疾病的有症状的动脉血液中白天正常二氧化碳紧张的患者中,已经描述了成功的NIV治疗65.
在病情发展较快的情况下,如渐冻症,NIV似乎也能延长生存期23,24提高生活质量25尽管目前还没有随机对照试验的报道,最佳的干预时机也不清楚。尽管缺乏随机对照试验数据,但根据症状改善、日间高碳酸血症、夜间低饱和度和1年死亡率的证据,建议在神经肌肉疾病中使用NIV66.最近的共识指南建议,白天高碳酸血症或夜间低饱和度(动脉氧饱和度≤88%,持续5分钟)的症状应开始服用。对于进行性神经肌肉疾病,如果有症状,也建议采用无创通气P我,马克斯< 60而言不啻2O或VC <50% pred67.在作者的经验中,对症状的重视是特别重要的,至少在渐冻症中,在有伴睡眠症状的直眼动的情况下进行早期干预P我,马克斯在白天高碳酸血症发生之前,血压<60%与改善症状和生活质量相关45.
结论和实际考虑
睡眠呼吸障碍、睡眠中断和夜间饱和度降低在与呼吸肌无力相关的神经肌肉疾病中很常见。严重虚弱时,常发生日间呼吸衰竭。与睡眠中断和高碳酸血症相关的症状是发病的主要原因。无创正压通气改善睡眠呼吸障碍、睡眠结构,更重要的是,改善缓慢或非进展性神经肌肉疾病的症状、生活质量和生存率,也可能改善进展更快的疾病,如ALS。开始治疗的最佳时间以及多导睡眠描记术或夜间血氧仪在评估患者中的作用尚未明确。
推荐神经肌肉疾病患者进行筛查性睡眠研究,通常在白天进行一系列呼吸功能测试(通常是肺活量加/减血气)的指导下进行。9,10,39,40.然而,与白天的肺功能相比,夜间的测量,包括氧饱和度,是预测生存的微弱指标4,44.在肌萎缩性侧索硬化症中,与夜间去饱和或白天高碳酸血症相比,呼吸衰竭(由于呼吸肌无力)是无创通气获益的更敏感的预测指标,而呼吸暂停/低通气指数没有帮助45.现有的研究对常规多导睡眠记录仪或夜间血氧仪在评估此类患者进行无创通气时的必要性提出了质疑,尽管多导睡眠记录仪可以偶尔识别出同时存在阻塞性睡眠呼吸暂停的患者。有必要进一步研究神经肌肉疾病患者启动无创通气的最佳标准和时机。目前,没有证据表明睡眠研究能够改善无创通气受试者的选择,而不是对症状和日间呼吸功能的评估。
- 收到了2001年8月10日
- 接受2002年1月8日
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