Diagnostic of Sleep Related Breathing Disorders in Sleep Laboratory
Within the group of intrinsic dyssomnias sleep related breathing disorders have a
very high prevalence. The consist of obstructive sleep apnea, central sleep apnea
and alveolar hypoventilation. These disorders represent a risk factor for consecutive
cardiopulmonary sequela. A comprehensive differential diagnosis requires a cardiorespiratory
polysomnography conducted by personnel trained in sleep medicine. The titration of
ventilation therapy in these disorders has to be performed under the control of a
cardiorespiratory polysomnography as well. Today computer based polysomnography makes
recording and storing of sleep recordings more comfortable compared to paper based
recordings. Computer based recording allows automatic analysis of the signals. The
quality of subsequent analysis highly depends on the quality of the recorded signals
and on their preconditioning. Even when the signals were recorded in good quality,
an automatic analysis of sleep stages cannot replace the visual evaluation by a sleep
expert. Compared to this, the automatic analysis of respiration, of limb movements
and heart rate is much more reliable. The determination of a summarizing apnea- or
hypopnea-index cannot fully describe the complex picture of sleep related breathing
disorders. The critical dosing pressure of the upper airways (Pcrit) is a much more
reliable characteristic value, which can be derived from pathophysiology.
Zusammenfassung
Unter den intrinsischen Dyssomnien sind die schlafbezogenen Atmungsstörungen besonders
häufig. Sie stellen einen Risikofaktor für kardiopulmonale Folgeerkrankungen dar.
Eine kardiorespiratorische Polysomnographie mit qualifiziertem Personal ist zur Differenzialdiagnose
und zum Einleiten einer Beatmungstherapie in einem Schlaflabor erforderlich. Computerbasierte
Polysomnographien erleichtern die Arbeit indem Datenaufnahme und Archivierung komfortabel
durchgeführt werden. Die Güte nachfolgender automatischer Auswertungen ist in hohem
Maße von den Charakteristika der Signale und der Signalqualität abhängig. Auch bei
guter Signalqualität kann eine automatische Auswertung der Schlafstadien jedoch nicht
die Auswertungen von Experten ersetzen. Eine automatische Auswertung der Atmung, der
Beinbewegungen und der Herzfrequenz ist im Vergleich dazu zuverlässiger. Die Bestimmung
eines Apnoe- und Hypopnoeindex ist jedoch zur Charakterisierung von schlafbezogenen
Atmungsstörungen nur von begrenzten Wert. Mit dem kritischen Verschlussdruck der oberen
Atemwege steht ein pathophysiologisch besser begründbarer Wert zur Verfügung.
Key words
Sleep - Sleep apnea diagnosis - Sleep analysis - Polysomnography
Literatur
- 1 American Academy of Sleep Medicine. International classification of sleep disorders,
revised: Diagnostic and coding manual. Rochester, Minnesota; Am Acad Sleep Med 2000
- 2
Young T, Palta M, Dempsey J, Skatrud J, Weber S, Badr S.
The occurance of sleep-disordered breathing among middle-aged adults.
New Engl J Med.
1993;
328
1230-1235
- 3
Ohayon M M, Guilleminault C, Priest R G, Caulet M.
Snoring and breathing pauses during sleep: telephone interview survey of a United
Kingdom population sample.
Br Med J.
1997;
314
860-863
- 4
American Thoracic Society.
Sleep apnea, sleepiness, and driving risk.
Am J Crit Care Med.
1994;
150
1463-1473
- 5
Peppard P E, Young T, Palta M, Skatrud J.
Prospective study of the association between sleep-disordered breathing and hypertension.
New Engl J Med.
2000;
342
1378-1384
- 6
Lavie P, Herer P, Hoffstein V.
Obstructive sleep apnoea syndrome as a risk factor for hypertension: population study.
Br Med J.
2000;
320
479-482
- 7
Grote L, Ploch T, Heitmann J, Knaack L, Penzel T, Peter J H.
Sleep-related breathing disorder is an independent risk factor for systemic hypertension.
Am J Respir Crit Care Med.
1999;
160
1875-1882
- 8
Engleman H M, Martin S E, Deary I J, Douglas N J.
Effect of continuous positive airway pressure treatment on daytime function in sleep
apnoea/hypopnoea syndrome.
Lancet.
1994;
343
572-575
- 9
Dimsdale J E, Loredo J S, Profant J.
Effect of continuous positive airway pressure on blood pressure.
Hypertension.
2000;
35
144-147
- 10
Peter J H, Becker H, Blanke J, Clarenbach P, Mayer G, Raschke F, Rühle K H, Rüther E,
Schläfke M, Schönbrunn E, Sieb J P, Stumpner J, Weis R.
Empfehlungen zur Diagnostik, Therapie und Langzeitbetreuung von Patienten mit Schlafapnoe.
Med Klin.
1991;
86
46-50
- 11 Peter J H, Becker H, Brandenburg U, Cassel W, Conradt R, Hochban W, Knaack L, Mayer G,
Penzel T.
Investigation and diagnosis of sleep apnoea syndrome. In: McNicholas WT (ed) Respiratory disorders during sleep. Sheffield; Eur Respir
Soc J 1998 Monograph 10: 106-143
- 12
American Academy of Sleep Medicine Task Force.
Sleep-related breathing disorder in adults: Recommendations for syndrome definition
and measurement techniques in clinical research.
Sleep.
1999;
22
667-689
- 13
Penzel T, Hajak G, Hoffmann R M, Lund R, Podszus T, Pollmächer T, Schäfer T, Schulz H,
Sonnenschein W, Spieweg I.
Empfehlungen zur Durchführung und Auswertung polygraphischer Ableitungen im diagnostischen
Schlaflabor.
Z EEG-EMG.
1993;
24
65-70
- 14 Rechtschaffen A, Kales A. A manual of standardized terminology, techniques and
scoring system for sleep stages of human subjects. NIH Publication No 204. Washington
DC; US Government Printing Office 1968
- 15
Norman R G, Ahmed M M, Walsleben J A, Rappoport D M.
Detection of respiratory events during NPSG: nasal cannula/pressure sensor versus
thermistor.
Sleep.
1997;
20
1175-1184
- 16
Montserrat J M, Farre R, Ballester E, Felez M A, Pasto M, Navajas D.
Evaluation of nasal prongs for estimating nasal flow.
Am J Respir Crit Care Med.
1997;
155
211-215
- 17
Hosselet J J, Norman R G, Ayappa I, Rapoport D M.
Detection of flow limitation with a nasal cannula/pressure transducer system.
Am J Respir Crit Care Med.
1998;
157
1461-1467
- 18
Martinot-Lagarde P, Sartene R, Mathieu M, Durand G.
What does inductance plethysmography really measure?.
J Appl Physiol.
1988;
64
1749-1756
- 19
Conradt R, Penzel T, Schneider H, Peter J H.
Einfluss der kardiorespiratorischen Polysomnographie auf Schlafstruktur und Schlafqualität
bei jungen gesunden Probanden.
Z EEG-EMG.
1994;
25
244-248
- 20
Magnan A, Joet F P, Reynaud M, Porri F, Arnaud A.
End-tidal CO2 analysis in sleep apnea syndrome. Conditions for use.
Chest.
1993;
103
129-131
- 21
Schäfer T, Burmann-Urbanek M, Glaser S, Hein H, Koper I, Kröger H, Randerath W, Rasche K,
Sanner B, Schäfer D, Schmalz O, Scholle S, Schulte-Vorwick M, Waltert M, Wiemann J,
Bukowski M, Wobig R, Schläfke M E.
Multicenter-Studie „Kapnographie in der Schlafmedizin”.
Somnologie.
1999;
3
3-13
- 22
Penzel T, Brandenburg U, Peter J H.
Nicht-invasive, kontinuierliche, tragbare Blutdruckmessung im Schlaflabor.
Pneumologie.
1993;
47
726-730
- 23
American Sleep Disorders Association Report.
EEG Arousals: Scoring rules and examples.
Sleep.
1992;
15
173-184
- 24
Fietze I, Quispe-Bravo S, Schiller W, Röttig J, Penzel T, Baumann G, Witt C.
Respiratory arousals in mild obstructive sleep apnea syndrome.
Sleep.
1999;
22
583-589
- 25
Tsai W H, Flemmons W W, Whitelaw W A, Remmers J E.
A comparison of apnea-hypopnea indices derived from different definitions of hypopnea.
Am J Respir Crit Care Med.
1999;
159
43-48
- 26
Penzel T, Conradt R.
Computer based sleep recording and analysis.
Sleep Med Rev.
2000;
4
131-148
- 27
Penzel T, Brandenburg U, Fischer J, Jobert M, Kurella B, Mayer G, Niewerth H J, Peter J H,
Pollmächer T, Schäfer T, Steinberg R, Trowitzsch E, Warmuth R, Weeß H G, Wölk C, Zulley J.
Empfehlungen zur computergestützten Aufzeichnung und Auswertung von Polygraphien.
Somnologie.
1998;
2
42-48
- 28
Taha B H, Dempsey J A, Weber S M, Badr M S, Skatrud J B, Young T B, Jacques A J, Seow K C.
Automated detection and classification of sleep-disordered breathing from conventional
polysomnography data.
Sleep.
1997;
20
991-1001
- 29
The ASDA Atlas Task Force.
Recording and scoring leg movements.
Sleep.
1993;
16
749-759
- 30
King E D, O'Donnell C P, Smith P L, Schwartz A R.
A model of obstructive sleep apnea in normal humans.
Am J Respir Crit Care Med.
2000;
161
1979-1984
- 31
Verrier R L, Muller J E, Hobson J A.
Sleep, dreams, and sudden death: the case for sleep as an autonomic stress test for
the heart.
Cardiovasc Res.
1996;
31
181-211
Priv.-Doz. Dr. Thomas Penzel
Klinikum der Philipps-Universität Marburg
Klinik für Innere Medizin, Schwerpunkt Pneumologie
Baldingerstraße 1
35033 Marburg
Email: penzel@mailer.uni-marburg.de