医学信息学解锁25（2021）100656帕金森病伴睡眠呼吸暂停综合征患者动态睡眠阶段转换过程分析Kohzoh Yoshinoa，*，Saki Inomotoa，Akinori Iyamab，Saburo Sakoda b， ca日本兵库县三田市学园2-1，关西学院大学科学技术学院，邮编669-1337b日本大坂丰中市Toneyama 5-1-1 Toneyama医疗中心国立医院组织神经科，邮编560-8552c有机诊所，3-1-57 Honmachi，Toyonaka，Osaka，560-0021，日本A R T I C L EI N FO保留字：睡眠呼吸暂停综合征的症状有哪些快速眼动（REM）A B S T R A C T对于帕金森病（PD）患者，建议早期发现非运动症状，如睡眠障碍。了解PD伴睡眠呼吸暂停患者的睡眠模式是非常重要的综合征（SAS）。PD对静态睡眠变量的影响已被研究，但其对睡眠阶段动态转换过程的影响尚未完全阐明。本研究的目的是分析PD伴SAS患者和非PD伴SAS患者之间睡眠阶段的动态转换过程，并阐明两组患者睡眠障碍病理学差异的一个方面。分析31例PD伴SAS患者和31例倾向评分匹配的非PD伴SAS患者的睡眠阶段数据，计算各睡眠阶段之间的归一化转移概率和转移率，以及各睡眠阶段持续时间的累积概率密度函数。结果发现，PD伴SAS患者从快速眼动（REM）到清醒和从清醒到REM的标准化转换概率和转换率均显著低于非PD伴SAS患者。此外，比较睡眠各阶段持续时间的累积概率密度函数，PD伴SAS患者的觉醒和REM持续的可能性显著高于非PD伴SAS患者。这些结果表明，REM-觉醒过渡和觉醒-REM过渡都不太可能发生在PD患者SAS和阶段更有可能继续一旦觉醒和REM睡眠发生。介绍帕金森病（PD）患者当一个人发展PD [1，2]。利维嗅球、延髓和脑桥被盖[3]。这些区域的大多数疾病与运动症状无关[4]。因此，检测PD可能导致PD的早期检测总体而言，27睡眠呼吸暂停综合征（SAS）[5]。SAS是一种导致睡眠期间呼吸暂停和呼吸不足的疾病，因此，交感神经活动增强，以解决这些问题。因此，睡眠呼吸障碍的病理生理学可能是不同的PD患者交感神经变性和SAS患者交感神经增强。迄今为止，心率变异性模式的差异睡眠期间[6-SAS报告。在睡眠期间，动态过渡发生在各种睡眠阶段（清醒、快速眼动（REM）、非REM 1、2、3（N1、N2、N3））之间。 Valko等人[12]先前报告称，与非PD伴SAS患者相比，伴SAS的PD患者的N1和N3百分比较小，清醒期百分比较大，睡眠效率较低。Imbach等人[13]报告称，比较无SAS的PD患者和对照受试者，这些指标无显著差异。近年来，睡眠的动态方面引起了人们的关注，因为这是一种表征睡眠状态的新方法，这些状态无法通过静态睡眠指标（如特定睡眠阶段比例和睡眠效率）来表达[14，15]。通过分析睡眠阶段的过渡过程和延续过程，* 通讯作者。电子邮件地址：k-yoshino@kwansei.ac.jp（K.Yoshino）。https://doi.org/10.1016/j.imu.2021.100656接收日期：2021年3月26日;接收日期：2021年6月23日;接受日期：2021年2021年7月1日上线2352-9148/©2021的 自行发表通过Elsevier 公司这是一个开放接入文章下的CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）中找到。可在ScienceDirect上获得目录列表医学信息学期刊主页：www.elsevier.com/locate/imuK. Yoshino等人医学信息学解锁25（2021）1006562（）（）=（≥）（）了解异常神经机制之间的关系异常睡眠阶段转换模式和疾病的相关性[16迄今为止，已在发作性睡病[16Imbach等人[13]报告了与对照组相比，PD患者的状态空间转换速度（心动过缓）降低。健康对照他们将其解释为PD患者的睡眠-觉醒动力学降低。Christensen等人[29]分析了PD患者的觉醒-睡眠转换率和REM-非REM转换率。然而，他们没有分析唤醒-REM转换率。此外，他们没有将非REM分为每个睡眠阶段（N1，N2，N3）进行分析。目前还没有研究阐明PD对从睡眠阶段到睡眠阶段的转换概率和转换率（包括REM-觉醒转换）的影响。此外，据我们所知，PD伴SAS患者与非PD伴SAS患者之间睡眠阶段动态转换过程的差异迄今尚未研究。此外，就阶段持续时间的累积分布而言，在不同患者组（包括健康受试者）中，唤醒和N3遵循幂律分布，N1和REM遵循指数分布，N2遵循指数或扩展指数分布[14，21，27]。尚无研究比较伴发SAS的PD患者和伴发SAS的非PD患者的睡眠阶段持续时间的累积分布。本研究的目的是分析两组患者睡眠阶段动态转换过程的医学信息学数据，并阐明两组患者睡眠障碍疾病病理学材料和方法多导睡眠图测量31例伴有SAS的PD患者和42例伴有SAS的非PD患者参加了实验。SAS类型均为阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSA）。在国立医院组织大坂Toneyama医疗中心研究伦理委员会和关西学院大学医学研究伦理委员会的批准下进行了实验和数据分析。获得所有参与者的知情同意。参与者在国立医院组织大坂音山医疗中心参加了整夜的多导睡眠图（PSG）测试。所有患者均未使用持续气道正压通气（CPAP）机。采用EmblaN7000型脑电监测系统记录脑电图（F3-A2，F4-A1，C3-A2，C4- A1，O1-A2，O2-A1）、左右眼电、心电图、颏肌和胫前肌表面微分肌电图（EMG）。除了这些 信号， 口服 和 鼻 （口鼻） 气流 鼻温度气流压力，胸和腹呼吸运动（呼吸，采用Hoehn-Yahr评分评价PD患者SAS的严重程度。&数据分析我们应用一对一的倾向评分匹配来平衡患者的基线特征，即年龄、性别、体重指数（BMI）和AHI。它创建了31个匹配的配对，其数据用于分析。分析睡眠阶段（觉醒、REM、N1、N2和N3）的时间序列数据。首先计算静态睡眠指标、总睡眠时间、睡眠效率、睡眠潜伏期、各睡眠阶段持续时间和入睡后觉醒次数（NASO）。然后计算动态睡眠指数。归一化转换概率[21]，即从一个特定睡眠阶段到另一个睡眠阶段的转换概率，是针对每例患者的所有睡眠阶段（清醒、REM、N1、N2和N3）之间的组合计算的。此外，还计算了每例患者的阶段特异性转换率[30]，即每小时的转换次数。转换从30秒长度的时期到时期计数。接下来，累积概率密度函数P t Prob持续时间 不 使用与每个患者组中每个睡眠阶段的持续时间合并的数据计算。与以前的研究[20]一样，我们计算了在两个对数上绘制的数据的回归线的决定系数，以检查尾流和N3持续时间的累积概率密度函数是否遵循幂律分布（P tt-α）。 决定系数表示由线性回归解释的log（P（t））的方差的比例，并且对应于在这种情况下log（t）和log（P（t））之间的Pearson相关系数的平方。绘制回归线的范围为1-30分钟（清醒）和1-15 分钟（清醒）。N3。接下来，为了确认N1、N2和REM的持续时间的各个累积概率密度函数是否遵循指数分布（Pte-（t/τ）），对于仅在纵轴上用累积概率密度的对数绘制的数据，计算回归线的决定系数。绘制回归线的范围为N1的1 - 5 min，N2的1 - 20 min和REM的1 - 20 min。我们还计算了睡眠期间SpO2的平均值。统计检验为了研究两组之间的任何统计学显著差异，对于两个患者组的归一化转移概率和阶段特异性转移率，进行Mann-Whitney's U检验并计算p值。我们使用了Mann-Whitney的U 检 验 ， 因为我们没有任何证据表明睡眠指标遵循正常分布。- 是的然后，通过Benjamini-Hochberg（BH）方法进行多重比较校正，并计算q值。迟到了此外，还计算了效应量（Cohen相同的呼吸努力），脉搏血氧饱和度（SpO2），体对静态睡眠指数、年龄、BMI AHI，姿势和打鼾的声音被记录下来。基于这些生理信号，由注册的多导睡眠描记技术专家（RPSGT）确定每个时期的睡眠阶段（清醒、REM、N1、N2、N3），该注册的多导睡眠描记技术专家（RPSGT）基于美国睡眠医学学会（AASM）2007年指南被国际许可为多导睡眠描记专家。然而，由于不小数量的PD患者显示REM睡眠而没有张力缺乏，即REM睡眠期间骨骼肌张力的丧失，因此我们没有将低下巴EMG张力规则应用于REM睡眠阶段评分。此外，相同的RPSGT检测呼吸事件和觉醒事件，并根据AASM手册第2版计算呼吸暂停低通气指数（AHI）和觉醒指数。AHI是呼吸事件的数量，即每小时呼吸暂停和呼吸不足，而觉醒指数是每小时皮质觉醒的数量。通过采访参与者，神经学家评估-评估帕金森病统一评分（Unified Parkinson唤醒指数和平均SpO2。为了检验性别比的显著性，使用卡方检验。采用对数秩检验（LogRank test）研究两组患者各睡眠阶段持续时间的累积概率密度函数的统计学显著性差异。统计检验的显著性水平设定为0.05。使用R语言创建了计算静态和动态睡眠指标的分析程序。我们使用R语言中的'qvalue'，'eff-size'和'survival '包进行BH方法，分别计算Cohen d和Log Rank检验。结果伴随SAS的PD组和伴SAS的非PD组的年龄、性别比、BMI、AHI、觉醒指数和平均SpO2无统计学显著差异（表1）。由于平均AHI在K. Yoshino等人医学信息学解锁25（2021）1006563±±表1PD组伴发SAS和非PD组伴发SAS的临床特征。表3睡眠阶段之间的归一化转移概率。受试者之间睡眠归一化转移概率的平均值±伴SAS的PD组（n=31）SAS 非 PD 组（n= 31）p值q值从最左列中的睡眠阶段到最顶行中的睡眠阶段(a) 伴SAS的（%）清醒N1 N2 N3 REM年龄（岁）70.3± 9.0 69.1±7.2 0.38 0.57男：女17：14 19：12 0.79 0.79清醒91.0± 7.5 6.4± 6.5 0.087±0.482.3± 3.9 *体重指数（BMI）（kg/m2）22.8± 2.5 0.25 0.50N1 26.5± 12.9 68.8±12.61.1±2.3 3.4 ± 3.1呼吸暂停低通气29.4± 14.6 32.3± 14.0 0.50 0.60N2 22.0± 8.4 21.9±15.0 2.9 ± 2.4唤醒指数18.8± 6.9 22.0± 9.0 0.23 0.50N3 9.1± 8.1 13.6± 12.5 76.9±16.40.20±0.71（/小时）平均SpO2（%）95.0± 1.0 94.4±1.6 0.19 0.50REM 42.9 ±32.5*49.1 ±35.9*7.9±16.9 0.0 ± 0.0PD疾病持续时间（年）4.50±2.33(b) SAS非PD组第三部分28.9±11.1霍恩·雅赫尔2.70±0.58&（%）清醒N1 N2 N3 REM清醒85.4± 9.0 5.4± 5.0 0.0± 0.0 9.1± 7.7 *PD：帕金森N1 31.1± 11.7 64.0±11.30.26±0.61 4.4 ± 3.3N2 19.2± 6.5 59.5± 14.0 18.0±12.4 3.1 ± 1.8两组均为30岁左右，两组的SAS程度均为N3 9.1± 9.4 14.7± 13.6 75.4±0.65±相对严重。PD组患者的AERS第三部分平均评分接近30分，平均Hoehn Yahr评分为2.7分，&REM 73.7*±25.622.3*±18.617.33.8± 10.1 0.0±0.02.66表明PD的严重程度为中度。表2显示了两组患者的静态睡眠指标的结果。在总睡眠时间、睡眠效率、睡眠潜伏期和每个睡眠阶段的持续时间方面，两组之间没有观察到统计学显著差异（表2）。伴有SAS的PD患者的NASO显著低于伴有SAS的非PD患者组，但q值几乎为0.05（表2）。表3示出了两个患者组中睡眠阶段之间的归一化转换概率的结果。伴随SAS的PD患者从REM到清醒的标准化转换概率显著低于非PD SAS患者组（表3）。此外，伴有SAS的PD患者从清醒到REM的标准化转换概率显著低于伴有SAS的非PD患者（表3）。此外，PD患者从REM到N1的标准化转移概率表2PD组伴SAS和非PD组伴SAS的静态睡眠指标值。除NASO外，两组静态睡眠指标无显著差异。* ：q 0.05 vs.<非PD组。* ：q 0.05 vs. PD组。<伴随SAS的PD患者显著高于非PD SAS患者（表3）。表4显示了两个患者组中睡眠阶段之间的转换率的结果。伴随SAS的PD患者的REM至清醒和清醒至REM转换率均显著低于非PD SAS患者（表4）。 伴随SAS的PD患者组（219 82）与SAS的非PD患者组（247 69）相比，睡眠阶段转换的频率无统计学显著差异。图1示出了两个患者组中每个睡眠阶段的持续时间的累积概率密度分布。的持续时间分布的两个对数图的决定系数表4睡眠阶段之间的转换率（转换时间/小时）。受试者之间从最左列的睡眠阶段到最顶行的睡眠阶段的转换率的平均值±标准差。伴SAS的非PD组，p值q值Cohen(a) 伴SAS的清醒N1 N2 N3 REM（n= 31）SAS（n=（第三十一条）唤醒16.7±11.01.5± 2.6 0.00±0.030.39 ±0.63*总睡眠时间（分钟）360.0± 102.7 358.8±75.50.78 0.93 0.013N1 13.8± 7.8 37.1±13.40.63±1.311.88 ±2.12睡眠67.4± 16.4 68.4± 13.4 0.93 0.93N2 5.7± 3.2 14.9± 9.5 6.2±5.2 0.62 ± 0.43效率（%SPT）睡眠延迟（分钟）43.4± 55.6 50.4± 45.8 0.19 0.57 0.138电话：+86-21- 6669999传真： +86-21-6669999926.1快速眼动4.1 ±4.1 * 4.6± 7.5 0.62±1.28(b) 伴随SAS0.0 ±0.00.05 ±0.19N1（非REM1）95.6± 32.8 99.8± 34.0 0.93 0.93 0.126清醒N1 N2 N3 REM(min)N2（非180.1± 74.1 168.1±0.69 0.93 0.179唤醒20.6±12.41.4± 1.5 0.0± 0.0 2.7± 4.1 *REM2）（分钟）59.4N1 17.4± 5.3 38.2±12.80.16±0.382.5 ±1.9N3（非40.3± 38.1 40.3± 34.7 0.88 0.93N2 5.3± 2.3 17.2± 9.3 5.2±3.7 0.83 ± 0.50REM3）（分钟）电话：+86-21-8888888传真：+86-21 -8888888830.90.23 ±0.93REM（min）43.3± 27.7 50.4±23.5 0.21 0.57 0.277NASO 41.4± 19.6 54.2±18.6 0.006 0.049 0.669REM 13.8 ±13.8*3.1± 2.9 0.24±0.640.0 ±0.0K. Yoshino等人医学信息学解锁25（2021）1006564SPT：睡眠时间; REM：快速眼动; NASO：入睡后觉醒次数。* ：q 0.05 vs.<非PD组。* ：q 0.05 vs. PD组。
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