Эффективность аппарата Watch-PAT 200 при диагностике апноэ во сне у водителей рейсовых автобусов*

Таблица 1. Сравнение значений чувствительности, специфичности, прогностической ценности положительного и отрицательного результатов, полученных на аппарате Watch-PAT 200

Таблица 2. Корреляционная связь данных полисомнографа и Watch-PAT 200

Рис. 1. Графики рассеяния значений при полисомнографии и использовании аппарата Watch-PAT 200: А – индекс апноэ – гипопноэ; Б – индекс нарушения дыхания; В – индекс десатурации*

Рис. 2. Анализ методом характеристических кривых обнаружения (ROC) специфичности и чувствительности аппарата Watch-PAT 200 по различным пороговым значениям данных полисомнографии при диагностике синдрома обструктивного апноэ во сне: А – индекс нарушения д

Таблица 3. Эффективность Watch-PAT 200 при обследовании пациентов

Рис. 3. Сравнение двух методов обследования (полисомнограф и Watch-PAT 200) с помощью диаграммы Бланда – Альтмана: А – индекс апноэ – гипопноэ; Б – индекс нарушения дыхания; В – индекс десатурации

Таблица 4. Общая продолжительность и фазы сна, выявленные при обследовании

Рис. 4. Алгоритм диагностики синдрома обструктивного апноэ во сне у водителей рейсовых автобусов

Статистика дорожно-транспортных происшествий в Турции неутешительна. Общее количество дорожно-транспортных происшествий постоянно растет: в 2002 г. в Турции было зарегистрировано 439 958 дорожно-транспортных происшествий, а в 2011 г. их число уже составило 1 228 938 [1]. Самой распространенной причиной дорожно-транспортных происшествий в Турции является сонливость водителей (70,3%) в результате непрерывного движения без остановок на сон [1]. Дневную сонливость также могут вызвать синдром обструктивного апноэ во сне, инсомния, нарколепсия, периодические движения конечностей во сне, синдром смены часовых поясов, парасомния и депрессия. К сожалению, чаще всего профессиональных водителей не обследуют на наличие вышеуказанных нарушений.

В Турции, прежде чем получить водительское удостоверение с правом управлять большегрузными транспортными средствами, согласно официальному регистру, обязательную полисомнографию должен пройти каждый кандидат в возрасте 45 лет и старше, а также моложе 45 лет, но страдающий храпом, засвидетельствованным апноэ и/или дневной сонливостью при индексе массы тела выше 25 кг/м² [2]. Однако на практике этот закон часто не выполняется. Высокая стоимость, большие очереди и необходимость госпитализации на целую ночь ограничивают использование полисомнографии.

Нами уже было установлено, что при недоступности портативного мониторинга или полисомнографии возможен альтернативный метод диагностики, например анкетирование [3]. Так, было обнаружено, что анкета STOP-BANG информативна, проста в использовании и способна идентифицировать водителей с риском возникновения синдрома обструктивного апноэ во сне.

В настоящее время появились более дешевые и практичные автоматизированные портативные устройства, доступные многим лабораториям исследования сна.

Целью данного исследования явилась проверка точности портативных устройств и их сравнение с многоканальной полисомнографией. Нами было высказано предположение о том, что с помощью портативного аппарата Watch-PAT 200 (Itamar Medical, Израиль) можно с достаточной точностью диагностировать синдром обструктивного апноэ во сне.

Материал и методы

Отбор участников

Исследование проводилось с сентября 2010 г. по декабрь 2011 г. В него было включено 90 водителей рейсовых автобусов. Все участники прошли одновременную регистрацию показателей сна на полисомнографе и аппарате Watch-PAT 200.

Данные регистрировались в дневное время в течение пяти часов после ночной смены, которую водители провели за рулем без сна. Участники также прошли стандартное при госпитализации обследование: общий анализ крови, оценка показателей функции печени и почек, спирометрия, липидограмма, исследование функции щитовидной железы. Водителей обследовали на наличие метаболического синдрома по критериям Национальной образовательной программы США по снижению холестерина, III пересмотра по терапии у взрослых лиц (National Cholesterol Education Program Adult Treatment Panel III (NCEP–ATP III, или ATP III)) [3]. Критериями исключения из исследования являлись ранее диагностированные апноэ во сне, болезнь Рейно, акроцианоз, тяжелые заболевания сосудов, невропатия, проведение двусторонней симпатэктомии, прием альфа-адреноблокаторов и общая продолжительность сна менее 180 минут за время регистрации данных.

Исследование проводилось в соответствии с требованиями Хельсинкской декларации и было одобрено местным комитетом по этике исследований; все водители дали письменное информированное согласие на участие.

Исследование сна

Все водители прошли полисомнографию на приборах Compumedics (серия Е) (Compumedics, Австралия). Запись велась не менее пяти часов. В ходе полисомнографии регистрировались данные шестиканальной электроэнцефалографии, двухканальной электроокулографии, двухканальной субментальной электромиографии, электрокардиографии, насыщение крови кислородом с помощью пальцевого датчика, дыхательные движения с нагрудным и брюшным поясами-датчиками, воздушного потока с помощью назального датчика давления и орально-назального термистора, электрокардиография и движения ног с помощью антеро-латеральных электродов, установленных на передней поверхности голеней. Фазы сна и параметры дыхания регистрировались в соответствии с критериями Американской академии медицины сна (American Academy of Sleep Medicine – AASM). Исходя из рекомендаций, опубликованных AASM в 2007 г., апноэ определялось как уменьшение амплитуды воздушного потока не менее чем на 90% относительно базового значения длительностью не менее 10 секунд. Гипопноэ – как уменьшение амплитуды носоротового воздушного потока более чем на 50% относительно базового значения в сочетании с индексом десатурации не менее 3% или микропробуждением от 10 секунд и более [4].

Индекс апноэ – гипопноэ рассчитывался по формуле: общее число эпизодов обструктивного апноэ + гипопноэ / общая продолжительность сна (ч). Пациенты с записями сомнографии менее пяти часов или общим временем сна менее 180 минут исключались из исследования. Фазы сна каждые 30 секунд определял дипломированный технолог, сертифицированный для проведения полисомнографии, с помощью программы Profusion PSG 3 по критериям AASM [4]. Результаты, полученные на аппарате Watch-PAT, технологу известны не были.

Watch-PAT 200

Watch-PAT 200 представляет собой четырехканальный автоматический аппарат (первый канал измеряет тонус периферических артерий, второй – степень насыщения крови кислородом (пульсоксиметр), третий – частоту сердечных сокращений, четвертый – двигательную активность). Прибор можно применять на дому, он относится к категории устройств третьего уровня по классификации AASM.

Сигнал тонуса периферических артерий показывает зависящие от пульсации артерий изменения объема пальца, которые регулируются альфа-адренергической иннервацией гладких мышц сосудистой сети пальца, таким образом отражая активность симпатической нервной системы. Повышение активности симпатической нервной системы сопровождается увеличением сердечного ритма и десатурацией кислорода по завершении респираторного эпизода. Следовательно, Watch-PAT 200 фиксирует всплески активности симпатической нервной системы, связанные с завершением эпизодов апноэ/гипопноэ, косвенно определяя эти эпизоды [5, 6].

Статистический анализ

Все данные представлены в виде средних стандартных отклонений (для количественных переменных и частоты) и процентов (для качественных переменных). Статистический анализ проводился с помощью программы SPSS (версия 16.0). Показатели «чувствительность», «специфичность», «прогностическая ценность положительного и отрицательного результатов» и «95%-ный доверительный интервал» (95% ДИ) рассчитывались для различных пороговых значений индекса нарушения дыхания и индекса апноэ – гипопноэ (5, 10 и 15), выбранных для диагностики синдрома обструктивного апноэ во сне.

Оценка достоверности данных Watch-PAT 200 при диагностике синдрома обструктивного апноэ во сне проводилась с помощью характеристической кривой обнаружения (Receiver Operating Characteristic – ROC). Определялись значения площади под кривой (Area Under Curve – AUC) и 95% ДИ. Корреляцию связи показателей, полученных при полисомнографии и с помощью аппарата Watch-PAT 200, оценивали с помощью корреляционного анализа Пирсона. Согласие между двумя методами для показателей «индекс апноэ – гипопноэ», «индекс нарушения дыхания» и «индекс десатурации», полученных в результате использования двух методов, устанавливалось с помощью диаграммы Бланда – Альтмана [7]. Средние значения данных полисомнографа и Watch-PAT 200 откладывали по оси абсцисс относительно разности между значениями полисомнографа и Watch-PAT 200 (ось ординат). Разность показаний рассчитывалась как индекс, измеренный по полисомнографии, минус индекс, полученный на Watch-PAT 200; потом разность сравнивали с нулем (отсутствие различий) и оценивали с помощью одновыборочного t-критерия. Значение р < 0,05 признавалось статистически значимым по двустороннему критерию.

Результаты

Из 90 водителей рейсовых автобусов, прошедших обследование, в исследование были включены 85 человек (у 5 человек продолжительность сна составила менее 180 минут): 23 участника моложе 45 лет и 62 в возрасте 45 лет и старше. Все водители работали сменами, ни один из них не работал постоянно в дневную смену.

У 52% участников индекс нарушения дыхания превысил 15, в том числе у 39 (62,9%) водителей в возрасте 45 лет и старше и 7 (30,4%) водителей моложе 45 лет. При индексе нарушения дыхания > 15 чувствительность, специфичность, положительная и отрицательная предсказательная ценность составили 89,1, 76,9, 82 и 85,7% соответственно. Чувствительность и специфичность при индексе нарушения дыхания > 5 составили 96 и 10% соответственно (табл. 1).

Значения, полученные с помощью Watch-PAT 200: индекс нарушения дыхания, индекс десатурации, длительность сатурации кислорода меньше 90% и среднее значение насыщения кислородом – хорошо коррелировали с данными полисомнографии (табл. 2).

Как показано в таблице 3, возраст имеет существенное значение для правильной регистрации данных с помощью аппарата Watch-PAT 200. Графики рассеяния и ROC-кривые данных полисомнографии и Watch-PAT 200 показаны на рисунках 1 и 2. В результате анализа чувствительности и специфичности при диагностике синдрома обструктивного апноэ во сне для пороговых значений индекса нарушения дыхания > 5, 10 и 15 получены значения AUC (95% ДИ) 0,84 (0,74–0,93), 0,87 (0,79–0,94) и 0,91 (0,85–0,97) соответственно.

Сравнение двух методов по таким показателям, как индекс апноэ – гипопноэ и индекс нарушения дыхания, показано на диаграмме Бланда – Альтмана (рис. 3). Различие между двумя методами рассчитывали как разность показателя полисомнографии и показателя, полученного на Watch-PAT. Среднее значение разницы (стандартное отклонение), рассчитанное по формуле «среднее значение ± 1,96 × стандартное отклонение разности», составило 1,78 (4,18) для индекса апноэ – гипопноэ, 1,43 (7,26) для индекса нарушения дыхания и 0,54 (4,91) для индекса десатурации. Индекс апноэ – гипопноэ по Watch-PAT 200 значительно выше такового при полисомнографии. Разность индекса нарушения дыхания и индекса десатурации значимо не отличалась от нуля. Диапазон различий (дисперсия) увеличился с ростом среднего значения двух методов. В значениях индекса нарушения дыхания различия не обнаружены.

Статистически значимых различий между фазами 1 + 2 на полисомнографе и фазой неглубокого сна на Watch-PAT 200, а также фазами быстрого сна на изучаемых аппаратах не обнаружено. Доля третьей фазы сна на полисомнографе значительно отличалась от доли фазы глубокого сна на Watch-PAT 200. Статистически значимые различия в общей продолжительности сна при обследовании с помощью полисомнографии и Watch-PAT 200 не выявлены. Не определены также существенные различия в продолжительности фазы медленного сна на полисомнографе и на аппарате Watch-PAT 200 (табл. 4).

Обсуждение результатов

Бюллетень Объединенной рабочей группы, в состав которой вошли Американская коллегия врачей – специалистов по заболеваниям грудной клетки, Американский колледж производственной и экологической медицины и Национальная ассоциация по проблемам сна США, рекомендует проводить обследование в рабочее время, если:

1) анамнез расстройства сна водителя вызывает подозрение на наличие синдрома обструктивного апноэ во сне;

2) обследуемый удовлетворяет двум критериям и более, а именно:

• индекс массы тела > 35 кг/м²;
• обхват шеи более 17 дюймов у мужчин и более 16 дюймов у женщин;
• гипертония (недавно появившаяся, неконтролируемая или поддающаяся контролю не менее чем двумя лекарственными препаратами);

3) работник набрал более 10 баллов по шкале сонливости Эпворта;

4) ранее у пациента было диагностировано расстройство сна, но результаты последнего посещения врача или комиссии для немедленного ознакомления не доступны;

5) индекс апноэ – гипопноэ более 5 и менее 30 при отсутствии чрезмерной дневной сонливости и гипертонии, для контроля которой требовалось бы не менее двух препаратов [8].

Ранее у тех же 85 водителей автобусов нами были установлены высокая чувствительность и прогностическая ценность отрицательного результата (87 и 76% соответственно) анкеты STOP-BANG среди четырех протестированных анкет (изучались также анкеты Berlin, STOP и OSA50) для оценки риска возникновения синдрома обструктивного апноэ во сне [3]. Среди водителей с низким риском апноэ (по результатам анкеты STOP-BANG) распространенность значений индекса нарушения дыхания > 15 составила 24% при чувствительности 83% и специфичности 84%.

В качестве второго метода обследования на наличие синдрома обструктивного апноэ во сне водителей с высоким риском возникновения синдрома обструктивного апноэ во сне можно использовать аппарат Watch-PAT 200 [5, 6, 9–18] (рис. 4).

Ранее проводились исследования, подтверждающие эффективность использования аппарата Watch-PAT одновременно с полисомнографией [5, 9–13], детектированием микропробуждений [6, 14], а также CPAP-терапией (constant positive airway pressure – режим искусственной вентиляции легких) [15, 16].

В 2012 г. было доказано, что Watch-PAT 200 обеспечивает быструю диагностику синдрома обструктивного апноэ во сне и показывает эффективность при диагностике синдрома обструктивного апноэ во сне во время беременности [19, 20].

К преимуществам Watch-PAT 200 можно отнести следующие [5]:

• для работы с аппаратом не требуется лаборант, специализирующийся на исследовании сна, параметры настроек может изучить любой медицинский сотрудник;
• автоматически происходит считывание данных;
• госпитализация не требуется.

Среди недостатков аппарата Watch-PAT 200 можно выделить неспособность аппарата различать типы респираторных эпизодов (обструктивное апноэ, смешанное апноэ, центральное апноэ или гипопноэ).

В ходе настоящего исследования планировалось оценить эффективность аппарата Watch-PAT 200 при диагностике апноэ во сне у водителей рейсовых автобусов. Было обнаружено, что значения полисомнографа хорошо коррелировали со значениями Watch-PAT 200: r = 0,9, r = 0,92, r = 1 и r = 0,76 (p < 0,001) для индекса нарушения дыхания, индекса десатурации, длительности сатурации кислорода меньше 90% и среднего значения насыщенности кислородом соответственно. С помощью Watch-PAT 200 были выявлены водители с индексом нарушения дыхания > 15 при чувствительности 89,1% и специфичности 76,9%.

При сравнении Watch-PAT 200 и стандартной полисомнографии значимые различия в общей продолжительности сна, медленного сна, фазы неглубокого сна и быстрого сна не определены.

У пациентов с синдромом обструктивного апноэ во сне снижение непрерывности быстрого сна и продолжительности глубокого сна являются отличительными признаками заболевания, поэтому важно было исследовать аппарат на возможность дифференцирования фаз сна.

Связь между состояниями сна и сигналом вегетативной нервной системы изучена довольно хорошо. Переход от бодрствования ко сну связан со снижением активности симпатической нервной системы и повышением активности парасимпатической системы. Фаза быстрого сна характеризуется большим изменением активности симпатической нервной системы на фоне умеренного изменения активности парасимпатической системы [17, 18, 21]. Фазы легкого и глубокого сна различаются по уровням активации вегетативной нервной системы, проявляющейся преимущественно в виде более высокой и стабильной активности парасимпатической системы в фазы глубокого сна по сравнению с фазой легкого медленного сна. Влияние вегетативной нервной системы на сердечный ритм, вариабельность сердечного ритма и тонус периферических артерий может иметь важное значение при оценке качества медленного сна. Действие регистратора Watch-PAT 200 основано преимущественно на записи сигнала тонуса периферических артерий и частоты пульса (два важных показателя вегетативной нервной системы) [17]. В нашем исследовании сигналы Watch-PAT 200 помогли дифференцировать фазы медленного и быстрого сна.

J. Hedner в своем исследовании [21] поинтервально проанализировал фазы сна с помощью полисомнографии. Точность Watch-PAT 200 в дифференциации фаз сна составила 0,475 коэффициента каппа Коэна. В ходе исследования 14 351 интервал, определенный по полисомнографии как фаза глубокого сна, был также классифицирован по Watch-PAT как фаза глубокого сна, а 12 409 интервалов, классифицированных по полисомнографии как фазы глубокого сна, по Watch-PAT были определены как фазы неглубокого сна. Статистические анализы показали умеренную точность (каппа Коэна = 0,45). Проанализировать данные Watch-PAT поинтервально и рассчитать коэффициент каппа Коэна не представлялось возможным.

Гипертония может быть причиной повышенной активности симпатической нервной системы, и не исключено, что такое повышение может уменьшить долю глубокого сна при обследовании с помощью Watch-PAT, однако эта теория требует дальнейшего исследования.

Оценка состояния пациента с учетом структуры сна в целом, а не только по показателям индекса апноэ – гипопноэ или индекса нарушения дыхания помогла достичь большей точности диагностики синдрома обструктивного апноэ во сне в обследованной группе. По сравнению с полисомнографом аппарат Watch-PAT 200 обладает высокой чувствительностью и специфичностью при диагностике синдрома обструктивного апноэ во сне у водителей в возрасте 45 лет и старше с индексом нарушения дыхания > 15. Однако эффективность аппарата при обследовании водителей этой же возрастной группы с индексом нарушения дыхания < 15 (специфичность 10%, прогностическая ценность отрицательного результата 25%, табл. 1) и моложе 45 лет (чувствительность 71%, специфичность 75%, табл. 3) ограниченна.

Поскольку все водители, участвовавшие в исследовании, работали в ночные смены, мы не могли исследовать влияние депривации сна на данные полисомнографии. Некоторые исследования показали, что депривация сна может увеличивать значение индекса обструктивного апноэ во сне [22, 23].

Основным недостатком данного исследования является то, что сравнение результатов Watch-PAT 200 и полисомнографии проводилось не поинтервально – из-за технических ограничений в синхронизации данных полисомнографии и Watch-PAT 200 сравнивались общие оценки. Подтверждающие исследования проводились с помощью поинтервального анализа [17, 21]. Такое ограничение может иметь потенциальное влияние на определение фаз сна.

Заключение

В ходе исследования нами было обнаружено, что Watch-PAT 200 высокоэффективен при диагностике синдрома обструктивного апноэ во сне у водителей рейсовых автобусов 45 лет и старше с более высоким риском развития синдрома обструктивного апноэ во сне. Watch-PAT 200 имеет ограниченную эффективность при диагностике синдрома обструктивного апноэ во сне у водителей моложе 45 лет с более низким риском развития синдрома обструктивного апноэ во сне. Обследования с помощью полисомнографии и Watch-PAT проводились в один и тот же день, который можно считать контрольным для суточной вариации исследования сна. Поскольку обследование с помощью Watch-PAT проводилось в лаборатории, нельзя подтвердить возможность применения Watch-PAT в амбулаторных условиях. Мы считаем, что данные Watch-PAT, полученные в лаборатории исследования сна и в амбулаторных условиях, не будут различаться, за исключением изменений качества сна в лаборатории. Данный вопрос следует исследовать дополнительно.