Инструментальные методы изучения и лечения расстройств сна

Уже в глубокой древности целители понимали, что сон неразрывно связан с состоянием здоровья человека. В Древней Греции страждущие исцеления приходили к храму божественного врача Асклепия (Эскулапа) и, одурманенные парами благовоний, засыпали. В сновидениях они получали наставления богов о том, как справиться с тем или иным недугом. Описания способов лечения, полученных таким образом, выбивались на табличках, которые затем оставались висеть на стенах храма. Их можно назвать первыми медицинскими рецептами. На том уровне развития науки о живом невозможно было сколько-нибудь серьезно изучать происходящее в организме человека во сне.

Основы физиологии сна

Вплоть до XX в. физиологами предпринимались лишь попытки записи отдельных физиологических параметров во время сна: движений, сердечного ритма, кожного гальванического рефлекса, плетизмограммы, пенильной эрекции. Первой попыткой измерить глубину сна стало исследование E. Kohlschütter (1863), который применял акустические стимулы разной интенсивности во время сна и отмечал возможность пробуждения испытуемого после их воздействия. Полученная таким образом кривая (рис. 1) была первым изображением изменения глубины сна в течение ночи и послужила предметом дискуссий о неоднородности структуры сна, ведь ранее он рассматривался лишь как некое пассивное состояние между бодрствованием и бессознательным состоянием. 

Ученые-физиологи, конечно, представляли, что обеспечение возникновения и поддержания сна является функцией головного мозга, однако оценить его деятельность во время сна еще не было возможности. Поэтому этот период в развитии сомнологии – науки о сне получил название «наблюдательного», когда можно было лишь регистрировать изменения различных показателей жизнедеятельности во время сна, но невозможно было соотнести их с изменениями функции центральной нервной системы.

Электроэнцефалография

Новый этап развития сомнологии начался благодаря внедрению Гансом Бергером в 1928 г. электроэнцефалографии (ЭЭГ) – метода записи электрической активности мозга с помощью накожных электродов и чувствительного усилителя. Ученые сразу же оценили возможности этого метода при изучении различных состояний нервной системы. В 1935–1939 гг. группой A. Loomis, E. Harvey и G. Hobart был проведен цикл лонгитудинальных записей ЭЭГ в различных состояниях. На основании данных этих исследований были выделены 5 различных стадий сна: А (дремота) с альфа-активностью на ЭЭГ, B – с низковольтной электрической активностью, С – с «веретенами сна» и D – в виде комбинации «веретен сна» и разнообразных медленных волн.

Электроокулограмма

Следующая важная находка была сделана N. Kleitman и E. Aserinsky во время цикла исследований, результаты которых были опубликованы в 1953 г. Ученые сначала просто наблюдали за движениями глазных яблок грудных детей во время сна, затем записывали их при помощи разработанного ими же метода электроокулограммы (ЭОГ). Было обнаружено, что в определенные периоды сна у детей наблюдаются особые быстрые движения глазных яблок (БДГ), существенно отличающиеся от медленных движений во время засыпания. Также была выявлена связь БДГ с более «живым», насыщенным рассказом о сновидениях.

В дальнейшем было признано, что сон с БДГ (БДГ-сон, или фаза быстрого сна, ФБС) представляет собой совершенно отдельное состояние, и с 1960 г. представление о существовании 4-х стадий медленного (медленноволнового) сна и 5-й стадии (или фазы) быстрого сна стало устоявшимся в среде исследователей. Это представление окончательно оформилось после публикации в 1968 г. A. Rechtschaffen и A. Kales руководства по технике проведения исследований сна и оценке его стадий, которое использовалось сомнологами в течение полувека.

В настоящее время большинством лабораторий применяется классификация Американской академии медицины сна 2007 г., в которой оценка элементов сна несколько упрощена по сравнению с предыдущей классификацией: выделяют 3 стадии медленного сна (1-я стадия – с нерегулярным альфа-ритмом, 2-я – с веретенами сна и К-комплексами, 3-я – с медленноволновой активностью) и быстрый сон (сон с БДГ, ФБС). Согласно этому руководству для уверенного определения стадий сна требуются регистрация электроэнцефалограммы по 3 каналам (лобное, центральное и затылочное отведение), запись ЭОГ (2 канала – левый и правый глаз) и электромиограммы (ЭМГ) подбородочных мышц (1 канал).

Кроме этого, в стандартный набор отведений, необходимых для оценки состояния организма во время сна, вошли датчики воздушного потока (термистор, реагирующий на изменение температуры выдыхаемого воздуха, и канюля, позволяющая оценивать изменение давления воздуха во время дыхательного цикла), регистратор дыхательных усилий, оценивающихся по изменению объема грудной и брюшной стенок (1 или 2 канала), измеритель уровня насыщения крови кислородом методом пульсоксиметрии. Также рекомендуются регистрация движений конечностей при помощи оценки ЭМГ большеберцовых мышц с двух сторон (2 канала) и запись положения тела при помощи соответствующего датчика, закрепляемого на груди пациента. Стандартной методикой при проведении исследования сна является также регистрация электрокардиограммы (ЭКГ) в отведении II (правая сторона груди – верхушка сердца).

Полисомнография

Метод регистрации сна и других показателей жизнедеятельности во время сна носит название полисомнографии (ПСГ). Кроме рекомендованных этим руководством современные компьютерные системы позволяют оценивать во время сна и другие необходимые показатели: уровень системного артериального давления, внутрипищеводное давление, пенильную тумесценцию, pH пищевода, уровень углекислоты в выдыхаемом воздухе и т.д. Дополнительные датчики устанавливаются при наличии показаний для поиска патологических феноменов, связанных со сном, например, ночных гастроэзофагеальных рефлюксов. Частой в клинической практике является потребность оценки ЭЭГ во время сна по максимальному числу отведений. Для этого производится наложение дополнительных электродов по известной системе «10–20».

В обязательный стандарт записи сна в настоящее время входит видеорегистрация в течение ночи. Данные визуального наблюдения за пациентом бывают необходимыми для дифференциации стадий сна в нестандартных условиях (например, для разграничения картины бодрствования и БДГ-сна без мышечной атонии) или при оценке клинической картины припадка. Современные полиграфические системы при просмотре данных позволяют автоматически синхронизировать ЭЭГ с видеоизображением. Полисомнография является универсальным методом оценки сна пациента и «золотым стандартом» диагностики многих расстройств сна. Однако существуют и отдель­ные методики, нацеленные на выявление особенностей сна или бодрствования пациента. Они применяются при подозрении на наличие определенного расстройства сна или их группы.

Множественный тест латенции сна

Для количественной оценки уровня сонливости у пациента в дневное время проводится множественный тест латенции сна (МТЛС). Он выполняется после ночного полисомнографического исследования, которое должно подтвердить, что пациент достаточно спал. Во время проведения процедуры пациент в течение дня 5 раз с интервалами в 2 часа укладывается для засыпания в затемненной комнате и остается в постели, пока не уснет, или в течение 20 минут, если не засыпает. Для здоровых людей среднее время засыпания при проведении такого теста составляет 10–20 минут. Больные нарколепсией, синдромом обструктивного апноэ сна (СОАС), идиопатической гиперсомнией засыпают значительно быстрее – за 5 минут и менее. При этом специфическим признаком нарколепсии является раннее (в течение 15 минут после засыпания) начало БДГ-сна.

Тест поддержания бодрствования

Противоположностью МТЛС по парадигме является другой тест – тест поддержания бодрствования (ТПБ). Считается, что МТЛС определяет активность синхронизирующих (сомногенных) систем мозга, а ТПБ – работу активирующих систем. Во время этого теста пациент должен изо всех сил стараться не заснуть (он 5-6 раз укладывается в постель с интервалами в 2 часа, время пребывания в постели – не более 40 минут каждый раз). Для здоровых людей время засыпания в таких условиях составляет 30 минут и более. ТПБ используется в основном в научных исследованиях. В клинических целях его рекомендуют применять для оценки эффективности подбора психостимуляторов при лечении гиперсомний.

 

Портативные мониторы

Для изучения проблемы расстройств дыхания во сне используются портативные мониторы (ПМ) с ограниченным количеством подключений (каналов), которые могут применяться как в условиях лаборатории сна, так и вне ее (в англоязычной литературе такой монитор называется unattended – «несопровождаемый»). Согласно классификации 1994 г. выделяют 4 типа мониторов (см. таблицу). Применение портативных мониторов значительно облегчает работу медицинского персонала (не требуется наблюдение за больным в течение всей ночи), больному не нужно приезжать в специальную лабораторию сна на ночь, ждать длительное время очереди на исследование, позволяет значительно снизить расходы на лечение.

Однако использование ПМ (классы II–IV) для диагностики расстройств сна допускается только при наличии обязательных сопутствующих условий, которые оговариваются в соответствующих рекомендациях. Применение этих приборов должно сопровож­даться оценкой состояния больных специалистами, сертифицированными в области медицины сна. Это связано с тем, что достоверность результатов ПМ считается достаточной лишь для типичных случаев тяжелого и среднетяжелого обструктивного апноэ сна. При увеличении числа коморбидных заболеваний, наличии особенностей обследуемой популяции (например, у психически больных) у людей старших возрастных групп данные портативного мониторирования без дополнительной информации могут интерпретироваться неаккуратно и приводить либо к неправильной оценке записей (например, в связи с наличием большого числа артефактов, связанных с движениями больного во сне), либо к неправильным клиническим выводам (переоценка роли апноэ во сне в популяции пожилых людей).

Не рекомендуется применять ПМ при наличии серьезной легочной патологии, нервно-мышечных заболеваний, застойной сердечной недостаточности. При других расстройствах сна, кроме СОАС, эффективность применения этих приборов также не доказана. Не рекомендуется использовать ПМ при подозрении на наличие синдрома центрального апноэ сна, синдрома периодических движений конечностей, при инсомниях, парасомниях, расстройствах циркадианного ритма сна или нарколепсии. Для рутинного обследования лиц в общей популяции ПМ также непригодны, так как их специфичность и чувствительность были определены лишь на контингенте с определенными расстройствами дыхания во сне. Если не учитывать эти особенности, то технические погрешности при применении несопровождаемых ПМ могут достигать значительной величины – 19% (в других исследованиях – от 3 до 18%).

В связи с распространением портативных мониторов 3-го и 4-го классов обсуждается вопрос «идеального» сочетания датчиков, дающего наименьшую погрешность при сборе данных. В международном консенсусе приводятся рекомендации с целью выбора оптимальных датчиков для регистрации каждого из типов интересующего клиницистов сигнала. Так, для оценки дыхательного потока воздуха наилучшим представляется сочетание двух типов датчиков: термистора, обеспечивающего наилучшее определение апноэ, и назальной канюли, позволяющей лучше регистрировать гипопноэ. Для оценки дыхательных движений грудной и брюшной стенок (что важно для определения типа дыхательных событий: центральный, обструктивный или смешанный) наиболее подходящим признано использование датчиков, основанных на методе индуктивной плетизмографии (регистрация изменения электрического сигнала в ответ на изменение объема измеряемого предмета). Для датчика сатурации (пульсоксиметра) приемлемым считается время усреднения сигнала 3 и менее секунды при ЧСС 80 уд. в минуту или более.

 

Актиграфия

Еще одним инструментальным методом объективизации картины сна человека, получившим применение в специфической области изучения цикла сон – бодрствование, является актиграфия. Это метод длительной (в течение нескольких суток или даже месяцев) регистрации двигательной активности пациента при помощи носимого датчика. Чаще всего он имеет форму наручных часов и носится на запястье. Программное обеспечение позволяет выделять периоды высокой и низкой двигательной активности, соответствующие периодам сна и бодрствования пациента. Соответствие показателей сна (общего времени сна), полученных методом актиграфии, и «золотого стандарта» полисомнографии составляет 84–90% в зависимости от выбранной популяции.

Рекомендовано использовать актиграфию для оценки сна в общей популяции здоровых людей (для научных целей) и при расстройствах сна, которые сопровождаются изменением места сна в цикле сон – бодрствование. Так, при синдроме задержки фазы сна он наступает и заканчивается позже, чем обычно, а при синдроме ранней фазы сна, наоборот, раньше желаемого времени. Показано, что применение актиграфии совместно с ПМ позволяет более точно оценивать время сна у больных СОАС и, соответственно, точнее рассчитывать показатели расстройств дыхания (наиболее важным из них является индекс дыхательных расстройств – число эпизодов апноэ и гипопноэ за час сна). Также рекомендуется использовать актиграфию как метод оценки цикла сон – бодрствование у больных инсомнией и для оценки динамики показателей сна на фоне применения лечебных методик у больных инсомнией и депрессией, в особенности старшего возраста и находящихся в домашних условиях.

 

СиПАП-терапия

Аппаратные методы, использующиеся для лечения нарушений сна, немногочисленны. Наиболее известными и распространенными являются приборы, обеспечивающие лечение СОАС методом вентиляции постоянным положительным давлением через носовую (ротовую, носоротовую) маску во время сна. Эти приборы чаще называют СиПАП-аппаратами (от англоязычной аббревиатуры CPAP – continuous positive airway pressure). Метод СиПАП-терапии, представляющий собой известный в реаниматологии способ респираторной поддержки, было предложено применять для лечения СОАС профессором C. Sullivan (Австралия) в 1981 г. Главным отличием данного метода от стандартной методики является постоянная подача воздуха под давлением в дыхательные пути пациента не через интубационную трубку, а через канюли в ноздри пациента. Это дало возможность лечить больных СОАС не в условиях специального подразделения с квалифицированным медперсоналом, а амбулаторно. В дальнейшем были разработаны носовые и носоротовые маски, дающие возможность подавать воздух в верхние дыхательные пути пациента без значительной утечки и неудобств, связанных с раздражением ноздрей канюлями.

Сущностью лечебного действия метода СиПАП-терапии является поддержание постоянного просвета дыхательных путей больного СОАС в течение всего дыхательного цикла. Таким образом предотвращается возможность развития обструкции на уровне верхних дыхательных путей во сне. При правильно подобранном давлении воздуха «воздушная шина», образуемая потоком воздуха, поддерживает просвет дыхательных путей во время вдоха, не давая им спадаться под действием отрицательного давления, которое в это время сохраняется в них, сопровождая прохождение воздуха в легкие (рис.  2). Показано, что применение СиПАП-терапии сопровождается быстрым регрессом симптомов и клинических проявлений СОАС: уходит дневная сонливость, урежается ночное мочеиспускание, исчезают утренние головные боли, появляется ощущение «выспанности» утром. К долговременным эффектам этого метода лечения относятся снижение уровня артериального давления, улучшение показателей углеводного и жирового обмена, улучшение когнитивных функций. Рекомендуемая частота использования прибора составляет 5–7 ночей в неделю и не менее 4 часов за ночь.

С целью определения необходимого для уменьшения числа эпизодов расстройств дыхания до нормальных значений давления требуется его подбор (титрование) во время сна. Для этого на фоне применения СиПАП-терапии проводится полисомнографическое исследование, во время которого исследователь постепенно увеличивает давление воздуха до того значения, при котором не отмечается храпа, апноэ и гипопноэ во сне, ассоциированных с дыхательными событиями активаций в различных положениях тела и стадиях сна. Для ускорения процесса подбора давления СиПАП у больных с тяжелым СОАС допустимо применение протокола «разделенной ночи». Сначала проводится диагностическое полисомнографическое исследование в течение 2 часов сна пациента. Если за это время частота эпизодов апноэ/гипопноэ составляет 40 или более эпизодов в час, то на пациента надевают заранее подобранную маску и продолжают исследование, подбирая эффективное давление воздуха.

 

АвтоСиПАП и БайПАП-терапия

Модификацией метода вентиляции постоянным положительным давлением является применение БайПАП (от англ. biPAP, bi-level PAP) и автоСиПАП-аппаратов. Сущность метода БайПАП-терапии заключается в создании различного давления воздуха на вдохе и выдохе. Таким образом удается достигать переносимости значительного давления воздуха, что невозможно при использовании стандартного метода СиПАП-терапии. Рекомендуется переходить к лечению в формате БайПаП при сохранении обструктивных расстройств дыхания при увеличении давления воздуха в режиме СиПАП до 15 см водн. ст. Показано, что метод БайПАП-терапии эффективен в лечении дыхательных нарушений при нервно-мышечных заболеваниях, сочетании обструктивных апноэ с ночной гиповентиляцией/гипоксемией, некоторых формах центральных апноэ и дыхания Чейна – Стокса.

Самотитрующие приборы для СиПАП-терапии (автоСиПАП) благодаря встроенным датчикам и программному обеспечению в автоматическом режиме оценивают ритмичность дыхания пациента и соответственно изменяют потребное для его поддержания давление воздуха. Это дает возможность учитывать при лечении индивидуальные особенности пациента, например, эпизоды употребления алкоголя или преимущественное положение тела во сне, и подстраивать давление воздуха под них. Кроме этого, автоСиПАП позволяет хранить в электронной памяти значительное количество информации о режиме использования прибора, адекватности контроля дыхательных нарушений, уровне утечки и т.д., что является важным для врача, оценивающего эффективность проводимой терапии и приверженность пациента к лечению.

В случаях неосложненного СОАС (при отсутствии застойной сердечной недостаточности, хронических обструктивных болезней легких, синдрома центрального апноэ сна или гиповентиляционных синдромов) автоСиПАП рекомендован для подбора эффективного давления воздуха в домашних условиях. Для этого может быть достаточно одной ночи с 6 часами записи. Сравнительные исследования продемонстрировали, что в неосложненных случаях уровень давления воздуха, подбираемый автоматическим путем, практически соответствовал уровню при ручном титровании под контролем полисомнографии. Оценка клинической эффективности применения методов лечения с использованием обычных СиПАП-и автоСиПАП-аппаратов не выявила различий в плане влияния на симптомы заболевания. Отмечалось лишь то, что при использовании приборы автоСиПАП были более удобны.

При лечении как с обычным фиксированным положительным давлением воздуха (СиПАП), так и с использованием приборов БайПАП и автоСиПАП требуется периодическая клиническая оценка состояния больных СОАС. Также может понадобиться и повторная полисомнография. Это связано с тем, что на фоне лечения могут происходить как позитивные (снижение массы тела в связи с гормональной перестройкой, двигательной активизацией), так и негативные в отношении дыхания во сне процессы (увеличение массы тела, нарушение режима использования прибора, возникновение новой патологии). «Идеальным» исходом многолетнего лечения с применением СиПАП-терапии является обратная эволюция СОАС, связанная чаще всего со снижением массы тела у взрослых или ростом лицевого скелета у детей. При этом отмечается постепенное уменьшение величины основного показателя тяжести заболевания – индекса дыхательных расстройств. Когда он снижается до определенных значений (чаще в диапазоне 20–25 эпизодов в час), то возможны хирургическое устранение оставшихся нарушений и полное выздоровление.

 

Фототерапия

Другим аппаратным методом лечения расстройств сна является фототерапия или лечение ярким белым светом. Метод фототерапии оказался эффективным в лечении некоторых расстройств околосуточного цикла сон – бодрствование: синдрома задержки фазы сна, ранней фазы сна, синдрома смены часовых поясов. Показано, что яркий белый свет является естественным времязадателем, т.е. он несет информацию для внутренних часов человека об определенном времени суток. Каждое утро, когда первые лучи солнца попадают на сетчатку глаз, происходит «подстраивание» собственных биологических часов под поясное время (так как индивидуальные сутки человека не являются 24-часовыми). Расстройства околосуточного ритма сон – бодрствование представляют собой состояния, когда по каким-либо причинам эта синхронизация не срабатывает, и человек продолжает жить по своему индивидуальному времени, «неправильному» по отношению к окружающему.

Метод фототерапии подразумевает использование света большой интенсивности (10 000 люкс) для того, чтобы сместить индивидуальный цикл сон – бодрствование в нужном направлении. Если нужно добиться смещения его на более раннее время (чтобы быстрее засыпать), то лампа включается утром, и определенное время (20–40 минут) пациент проводит на фиксированном расстоянии от источника света. Для смещения времени сна на более поздние часы требуется использовать яркое освещение в вечерние часы. Показано, что наибольшим эффектом смещения цикла сон – бодрствование обладает свет длиной волны 470–525 нм (голубой и зеленый спектры). При этом можно использовать лампы, дающие свет соответствующей окраски с менее сильным световым потоком (350 люкс), с сохранением эффективности лечебного действия.

 

Энцефалофония

Скорее программным, чем аппаратным методом лечения расстройств сна является метод энцефалофонии (музыка мозга), разработанный проф. Я.И. Левиным в 1991 г. Сущностью метода является преобразование собственной ЭЭГ человека в индивидуализированную музыкальную композицию. Для этого используется математический коэффициент, определяющийся по соотношению волн ЭЭГ различных диапазонов. Далее он накладывается на один из стандартных музыкальных ладов, формируя таким образом мелодию.

Эффективность метода энцефалофонии для изменения эмоционального состояния пациентов, лечения инсомнии была продемонстрирована в плацебо-контролируемых исследованиях, проводившихся в нашей стране и за рубежом. В средствах массовой информации, сети Интернет, устном околомедицинском фольклоре упоминаются и другие аппаратные методы лечения расстройств сна: электросон, согревающие повязки, генераторы «белого» шума, программы для расчета оптимального времени утреннего пробуждения, однако научные данные, подтверждающие их благотворное воздействие на сон, пока отсутствуют.