摘要
阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)通常用自滴定持续气道正压通气(autoCPAP)装置治疗。这些设备的临床和台架试验表明性能有局限性。这些研究并没有表明这是未能发现气道阻塞还是未能对气道阻塞做出反应。
在这项随机交叉试验中,34例中重度阻塞性睡眠呼吸暂停患者在两次实验室访问中接受了多导睡眠描记术。自动cpap设备随机设置为固定的亚治疗压力(检测评估)或自滴定模式(反应评估)。从自动cpap(自动cpap流量)和直接从鼻罩测量气流,并在多导睡眠记录仪上记录。比较了在两个地点测量的呼吸暂停/低通气指数(AHIs)和从autoCPAP下载报告中测量的。
在检测方面,鼻罩测量的AHI与自动cpap流量AHI吻合良好,但与自动cpap报告AHI吻合较低。在自滴定模式下,OSA患者和非OSA患者存在明显的误分类(AHI≥10 events·h)−1)的自动cpap报告。对于缓解,剩余OSA (AHI≥10事件·h−1)在自滴定时仍有24%的患者明显。
在一些患者中,autoCPAP不能检测和/或对睡眠呼吸暂停做出反应。临床医生应考虑每种设备的局限性,并在使用自动cpap报告统计数据来验证有效治疗时谨慎使用。
中重度阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)最常见的治疗方法是鼻持续气道正压通气(CPAP)。当正确佩戴和最佳滴定时,定压CPAP几乎完全控制OSA,巩固睡眠并消除被认为会导致与疾病相关的长期后遗症的缺氧损害[1].
在过去二十年中,CPAP制造商开发并销售了自动CPAP (autoCPAP)设备[2].这些设备采用了不同的呼吸算法来提高或降低压力以保持气道通畅。自动CPAP设备在市场上被认为具有与定压CPAP相同的osa控制效果,同时提供较低的平均压力,假设较低的压力应用会更舒适,提高依从性,从而改善患者的长期预后[3.,4].然而,最近一项对30项各种自动cpap设备试验的荟萃分析发现,每晚只有~ 0.2小时的额外使用可归因于这些设备,这是值得怀疑的临床相关性[5].此外,有一系列临床研究表明,在一些患者中,用于家庭治疗或在滴定期间用于估计CPAP后续固定压力的自动CPAP设备要么不能可靠地工作,要么不能充分控制OSA [6- - - - - -9].
autoCPAP衍生的剩余呼吸暂停/低通气指数(AHI)和其他参数常用于确定有效的固定压力和评估autoCPAP治疗的疗效。然而,关于自动cpap设备数据下载报告的这些参数的准确性和可靠性知之甚少[10].为了通过避免公开披露来保护其知识产权价值,治疗算法的描述很差,这引起了临床关注[11].这些设备的台架测试也表明在模拟呼吸挑战下的响应限制[12,13].以前没有实验测量过在故意将压力设置为亚治疗水平时自动cpap的检测性能。目前尚不清楚自动cpap疗法的临床局限性是否由未能发现或未能正确响应呼吸事件引起。
我们的目的是调查所报道的autoCPAP性能不足的机制。我们假设两种可能的情况中的一种或两种都适用:要么设备不能充分检测OSA和/或它不能充分响应。在两种情况下,以随机顺序评估同一患者的自动cpap设备。我们测试了自动cpap的检测能力通过亚治疗状态,将设备设置为固定的部分治疗压力,并将autoCPAP数据下载报告上的AHI与鼻罩处测量气流的手动评分AHI进行比较。我们还测试了自动cpap的响应能力通过在自滴定条件下,设备被允许根据其内部算法施加压力,并通过测量多导睡眠图和其自身内部生成的报告得出的残余AHI来评估其性能。
材料与方法
研究对象
年龄≥18岁的患者,男女不限,既往诊断为中度至重度OSA (AHI >15次·h)−1)和自我报告气道正压(PAP)治疗使用>20 h·周−1来自皇家阿尔弗雷德王子医院睡眠诊所(悉尼,澳大利亚)和志愿者数据库的研究人员被邀请参加试验。同时存在严重睡眠、神经、精神或严重疾病的患者被排除在外。悉尼西南地区卫生服务人类研究伦理委员会批准了该方案,所有参与者都提供了书面知情同意。
研究设计
这项单盲、随机、交叉试验旨在评估自动cpap设备的检测和反应能力,已在澳大利亚和新西兰临床试验注册中心注册(标识号ACTRN12606000486527)。患者在3周内分别两次前往睡眠实验室进行了完整的夜间多导睡眠描记术。以随机顺序,设备(AutoSet-T;ResMed, Poway, CA, USA)被设置为固定的亚治疗压力(家庭使用固定压力CPAP的患者为处方压力的三分之二,家庭使用自动CPAP的患者为家庭自动CPAP压力的90百分位的三分之二)或自滴定模式。除了患者可以正常使用斜坡功能外,该设备使用默认制造商设置进行配置。不使用加湿器,如果可能的话,患者戴着自己的鼻口罩。由夜间技术人员监测并将泄漏控制在<0.4 L·s−1.
方法
在多导睡眠描记术中,气流从实验室PAP滴定研究中常用的两个气流测量点同时测量:鼻腔PAP口罩通过港口;以及记录在多导睡眠记录仪上的自动cpap衍生信号,即自动cpap内置压力传感器衍生的电子输出信号通过直流输入。
我们还比较了由多导睡眠描记仪计算的睡眠呼吸暂停指数与由autoCPAP设备计算并显示在其数据下载报告(autoCPAP报告)上的指数(图S1)。
标准化睡眠评分由一位经验丰富的睡眠技术专家进行,不涉及任何呼吸通道[14].每项睡眠研究都有两份去识别的副本,显示了自动cpap生成的或面具测量的气流信号,然后由同一名技术人员按随机顺序对其进行呼吸评分,该技术人员不知道气流信号源。技术专家对20个批次的睡眠研究进行评分(每批5个患者的数据)。九项研究(即。18项记录),由同一技术专家评分两次,由第二技术专家评分一次,以评估评分者内部和内部的变异性。
呼吸暂停被定义为与脑电图(EEG)唤醒相关的气流完全停止≥10秒和/或≥3%的氧饱和度降低。低通气被定义为气流比基线减少>50%,持续≥10 s,伴随脑电图唤醒和/或≥3%的氧饱和度降低[14].基线呼吸定义为事件发生前2分钟内稳定呼吸的平均振幅,或无稳定呼吸的患者三次最大呼吸的平均振幅。流量限制事件定义为两次或两次以上连续呼吸(事件持续时间一般≥10 s),具有扁平/非正弦外观,但不符合低通气要求[15].根据制造商提供的信息,当鼻通气降低>75%且持续≥10 s时,AutoSet-T评分为呼吸暂停,当8-s移动平均通气下降至50%以下但未达到最近平均通气>25%且持续15 s时,则为呼吸暂停[16].我们选择AHI≥10个事件·h作为阈值−1对残留OSA患者进行分类。
分析
采用Bland-Altman图比较多导睡眠描记术中在两个部位测量的AHI(每小时睡眠呼吸暂停和低通气次数)和呼吸障碍指数(RDI)(每小时睡眠呼吸暂停、低通气和流量限制事件),以及autoCPAP报告中的AHI。面罩的流量信号被认为是识别和量化残留OSA的参考标准。使用逻辑回归来确定剩余OSA的预测因素。通过交叉制表和κ-统计分析评估残馀OSA分类位点的一致性。适当时,采用Wilcoxon符号秩检验和配对样本t检验比较多导睡眠图参数。连续变量报告为均数±sd除非另有说明。采用SPSS 17.0 for Windows (IBM SPSS, Somers, NY, USA)进行统计分析。
我们估计完成方案的34名患者的样本量足以调查我们的假设,并能够在缺乏初步数据支持研究的情况下检测到中等大小的影响。在此样本量下,Bland-Altman一致性上限和下限的95%置信区间为±0.6sd.
结果
病人的人口统计
我们筛查了104名患者通过通过电话确认35名知情同意进入研究的患者(图1).1例患者AHI为12次·h−12年前测量体重,随后体重增加9公斤,被认为极有可能患有中度至重度阻塞性睡眠呼吸暂停,并纳入研究。34例患者(30例男性)完成了试验,1例患者因工作原因退出。患者人口统计数据见表1.
![图1 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/39/6/1391/F1.medium.gif)
参与者流程图。CPAP:持续气道正压通气。
所有患者主观上都是依从性PAP使用者(>每晚4小时,每周至少5晚),平均PAP治疗持续时间为44个月,平均压力为12 cmH2O.患者在家中使用固定压CPAP(76%)或自动CPAP(24%)。关于睡眠结构的信息包含在在线补充材料中(表S1)。
评分者之间和内部的可靠性
对于AHI≥10个事件·h的患者,κ-statistic评分内的一致性为1.00−1在评价的9项研究中(p≤0.05)。此外,评分者之间的一致性良好,κ=0.73 (p≤0.05)。
自动cpap检测睡眠呼吸障碍
表2详细介绍了两个流量测量站点和autoCPAP下载报告所报告的睡眠严重程度。在亚治疗期间,面罩AHI与自动cpap报告AHI或自动cpap衍生信号AHI之间没有显著差异。在自动滴定夜间,自动cpap报告AHI比面罩AHI平均高1.7个事件·h−1(8.1±4.4和6.5±5.4事件·h−1分别;p≤0.05)。自ccap衍生信号识别的RDI比掩模RDI平均高出4.2个事件·h−1(29.7±16.6和25.5±16.0个事件·h−1分别;P≤0.001),4.9个事件·h−1(25.7±14.4和20.8±13.7事件·h−1分别;P≤0.001)。autoCPAP报告中没有RDI数据,因此不能包括在本次比较中。
图2呈现Bland-Altman图,显示掩模处测量的AHI与自动cpap报告之间的一致性(图2一个和b),自ccap衍生信号(图2 cd)在自滴定和亚治疗的夜晚。掩模和自动cpap报告AHI的平均差异为0.07事件·h−1(协议限制11.57 - -11.44事件·h−1)。34例患者中有11例差异为±5个事件·h−1在两个AHI测量之间。该图还显示了autoCPAP报告在较高值时低估AHI,在较低值时高估AHI的趋势。当设备配置为固定压力(亚治疗夜)和自滴定模式(自滴定夜)时,观察到这种现象。在亚治疗期间,面具和自ccap衍生信号AHI表现出良好的一致性(平均差0.51事件·h)−1,一致限5.33−-4.31个事件·h−1)和自滴定条件(平均差-0.1事件·h−1,一致限5.91−-6.11 events·h−1).
![图2 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/39/6/1391/F2.medium.gif)
Bland-Altman图比较了a)亚治疗和b)自滴定条件下面罩部位和自滴定持续气道正压(autoCPAP)下载报告量化的呼吸暂停-低通气指数(AHIs),以及c)亚治疗和d)自滴定条件下面罩部位和自cpap产生的信号量化的AHIs。-:平均差值;-----:平均差±2sd.
AutoCPAP对睡眠呼吸障碍的反应
24%的患者AHI≥10次事件·h−176%的患者RDI≥10个事件·h−1在自动cpap治疗期间(表2).身体质量指数,诊断时的AHI,面罩类型,PAP治疗时间长度,当前压力,加湿器使用或家中使用的PAP设备类型(CPAP与autoCPAP)与剩余OSA无关。
在自滴定夜,根据面罩测量指标划分为有或没有残留OSA的患者,与自动cpap衍生信号和自动cpap报告进行比较表3.autoCPAP报告错误地将62.5%的残留OSA患者分类为autoCPAP治疗得到充分控制(即。8名患者中有5名)。相反,该报告错误地将19%的OSA得到充分控制的患者(26名患者中有5名)归类为残留OSA。
讨论
这项研究检查了与临床应用autoCPAP相关的两个主要问题:首先,该设备是否能充分检测OSA,其次,一旦检测到,是否有足够的治疗反应?我们通过故意设置亚治疗固定压力来研究疾病检测。由自动cpap衍生的流量信号测量的睡眠呼吸暂停事件与直接在面罩处测量的参考标准之间有很好的一致性。然而,设备的自动算法检测到的事件并显示在autoCPAP报告上,与参考标准的一致性程度较低。在大约三分之一的患者中,autoCPAP报告高估或低估AHI≥5个事件·h−1与掩模AHI相比较。此外,当设备在自滴定模式下使用时,有和没有剩余睡眠呼吸障碍(AHI≥10个事件·h)的患者存在明显的错误分类−1):近四分之一的病人没有得到适当的治疗。虽然目前的研究没有比较自滴定治疗一晚和最佳滴定定压CPAP一晚的结果,但结果表明,临床医生应该谨慎解释自动CPAP下载报告结果。
我们已经发现autoCPAP算法检测和分类呼吸事件的能力有显著的局限性。在亚治疗状态下,面具测量的AHI和自动cpap报告中显示的算法评分的AHI之间对OSA的严重程度存在分歧(平均差异0.07事件·h−1,一致限11.57−-11.44 events·h−1).虽然两种方法的AHI平均值没有统计学差异,但34例患者中有11例的差异为±5个事件·h−134例患者中有2例的AHI值差异为±10事件·h−1.Bland-Altman图也显示了两种测量方法之间不一致的差异,autoCPAP在较高值时低估AHI,在较低值时高估AHI的趋势(图2).
由于自滴定夜间残留OSA的发生率很高,我们将设备设置为自滴定模式,对两种测量方法进行评估。我们发现了类似的错误分类问题,autoCPAP报告的AHI显著高于面罩测量的AHI(平均差-1.7事件·h)−1,一致限6.96−-10.36 events·h−1).观察到的分歧不会影响大多数患者的临床管理决策,但可能会影响那些接近疾病分类阈值和/或有效治疗的患者。这些数据表明,内置的检测算法可能会导致一些OSA患者治疗不足或过度。
对于观察到的分歧,一个潜在的解释是,该设备离气流源太远,无法进行准确的检测。然而,在定压条件下,autoCPAP内置的压力/流量传感器产生了高质量的电子信号,并提供了与掩模AHI(平均差0.5事件·h)很好的一致的AHI−1,一致限度5.3−-4.3;图2).此外,在自动滴定条件下,持续调整施加的压力水平仅略微降低了一致性的精度,而略微提高了平均精度(平均差-0.1事件·h−1,一致极限5.9−-6.1 events·h−1).这些发现表明,分歧不在于内置流量传感器本身,而在于检测算法。
虽然我们的实验不是为了调查自滴定期间治疗不足的情况,但在24%的患者中观察到的意外残留OSA使我们能够检查自动cpap报告的准确性,以区分有和没有残留OSA的患者(AHI≥10事件·h的截止值)−1).我们发现该报告未能识别62.5%的残留疾病患者(8个假阴性中有5个),19%控制良好的OSA患者(26个假阳性中有5个)评分过高。这表明检测算法的局限性,并对自动cpap报告中提出的参数的可靠性提出了质疑。自动cpap治疗患者的错误分类可能导致不必要和昂贵的复查/重新滴定,治疗中未识别的残留OSA可能会延长患者的疾病负担。
autoCPAP对逐次呼吸流量分析没有适当的反应,也没有提供正确的压力水平来控制OSA (AHI <10事件·h−1)在自滴定条件下,24%的患者(34例中有8例)服用了这种药物。我们没有发现患者特异性的剩余OSA预测因子,尽管该研究可能在检测此类关联方面力度不足。当睡眠呼吸暂停的严重程度测量包括流量限制事件(RDI)时,更大比例的患者接受autoCPAP治疗不足(34例患者中有26例(76%))。这些发现对制造商声称的设备能够持续检测到流量限制事件并在阻塞发生之前增加压力提出了质疑[16].此外,虽然流量限制是由算法测量的,压力是根据扁平化的程度来改变的,但autoCPAP报告缺乏这些数据,因此我们无法评估算法准确检测这些事件的程度。我们的数据表明,内置检测和响应算法的局限性导致一些OSA患者接受autoCPAP治疗不足。
其他研究小组也报告了一致的发现。台架研究表明,自动cpap设备对某些类型的模拟低呼吸的反应不同,并在对呼吸暂停的反应时表现出延迟[12,13,17- - - - - -19].大量临床研究报告了高比例(17-29%)治疗不足的患者采用自动CPAP和定压CPAP治疗[8,9,20.,21].这种隐匿性残留OSA可能解释了与自动cpap相关的一些可变临床结果[6,22,23].
早期的研究报告了多导睡眠描记仪和设备测量的呼吸指数之间的强相关性,自动cpap倾向于高估事件,以及在较高值时低估AHI [24- - - - - -26].这些早期研究受到限制,因为这些设备是在诊断模式下进行评估的,而自动cpap设备既不用于诊断目的,也不推荐用于诊断目的[10].
最近评估autoCPAP在估计剩余OSA中的准确性的研究发现,报告中算法推导的AHI与手动评分的AHI之间具有良好的一致性[21,27- - - - - -29].然而,这些研究的局限性包括评估是在手动滴定[27]或数据来自非实验性病例系列[21,28].之前的一项实验研究评估了自动ccap评分AHI的准确性作为次要结果。然而,这是在一个小群体中进行的,患者是病态肥胖和严重的阻塞性睡眠呼吸暂停,因此这些结果可能不具有普遍性[29].据我们所知,这是第一个评估自动cpap设备在有医生参与的情况下(在面罩处)独立测量OSA的检测和反应的随机交叉研究。
我们的研究有几个局限性。为了独立评估该装置的检测和响应能力,多导睡眠描记术是必要的。可以说,技术熟练的技术人员在检测阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)方面比设备的算法更有优势,因为除了流量,他们还能获得其他生理信号。我们对呼吸暂停的定义基于对公认评分标准的保守方法,即满足振幅降低标准并且(而不是)与>3%的氧饱和度降低或觉醒相关的事件进行评分。我们选择口罩部位作为参考标准流量测量,而不是肺描记仪,因为它是PAP滴定中常用的简单实用的测量部位。我们评估了一个早期的autoCPAP模型,该模型使用AutoSet算法来治疗OSA,因为它之前已经被验证过,这些早期验证研究的数据目前被用于支持和推广新的模型[30.].然而,这些初步研究在设备后续技术迭代中可依赖的程度尚不清楚,因为这些数据无法从制造商处获得。此外,在我们的临床经验中,我们测试的模型仍然被许多患者使用。此外,由于技术的专有性质,通常很难比较设备的行为[31].然而,很明显,自动cpap设备之间的技术是不同的,我们的发现不能推广到其他设备,因为它们的检测和响应能力可能更好或更差。
我们的研究结果表明,由于设备内置算法的检测和响应限制,导致一些OSA患者接受autoCPAP治疗不足。在评估患者时,临床医生应该意识到每种设备的局限性,而不是仅仅依赖于自动cpap报告统计数据。需要进一步的研究来评估其他自动cpap设备的治疗效果,验证下载报告中捕获的参数的准确性,并确定残留OSA对健康的长期影响。
致谢
作者感谢伍尔考克医学研究所(悉尼,澳大利亚)、皇家阿尔弗雷德王子医院睡眠实验室(悉尼,澳大利亚)的工作人员和所有研究参与者的支持。
脚注
这篇文章有补充资料可从www.www.qdcxjkg.com
临床试验
本研究在澳大利亚和新西兰临床试验注册中心注册,标识号为ACTRN12606000486527。
支持声明
本研究由澳大利亚工业生物技术创新基金资助。
权益声明书
G.C.邓根二世、N.S.马歇尔和R.R.格伦斯坦的利益声明可在www.www.qdcxjkg.com/site/misc/statements.xhtml
- 收到了2011年6月2日。
- 接受2011年9月26日。
- ©2012人队