Transcutaneous carbon dioxide in sleep-disordered breathing
Rimpilä, Ville (2019)
Rimpilä, Ville
Tampereen yliopisto
2019
Keuhkosairausoppi/fysiologia - Pulmonary Diseases/Physiology
Lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunta - Faculty of Medicine and Health Technology
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2019-03-01
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-0951-0
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-0951-0
Tiivistelmä
Obstruktiivinen uniapnea on huomattava kansanterveydellinen ongelma. Erityisesti
vaikeaan uniapneaan liittyy lisääntynyttä sairastuvuutta ja kuolleisuutta.
Obstruktiivisen uniapnean lievempiin muotoihin tai osittaiseen
ylähengitystieahtaumaan ei liity vastaavaa riskiä, mutta näistä tautimuodoista kärsivät
eivät oireiden perusteella välttämättä eroa vaikeasta uniapneasta. Viimeksimainittujen
hoitokäytännöt eroavat alueittain ja maittain.
Valtimoveren happikyllästeisyyden (SaO2, SpO2 jos pulssioksimetri) mittaaminen
on pakollista unenaikaisten hengityshäiriöiden (kaikki normaalista hengityksestä
apneaan) arvioinnissa. Hiilidioksidia (CO2) sen sijaan mitataan harvemmin. CO2-
mittauksia on tehty pääosin potilasryhmissä, joissa hypercapnia (korkea valtimoveren
hiilidioksidipitoisuus) on todennäköistä. CO2:n mittaamiselle unen aikana ei ole ollut
suurta tarvetta, koska vaikeiden unenaikaisten hengityshäiriöiden seuraukset ovat
nähtävissä SpO2-mittauksella. SpO2-mittaus on vakaa ja signaali on helppo tulkita,
joten automaattiset analyysit ovat yleisesti käytössä. Tällä hetkellä hyvälaatuisen CO2-
signaalin saaminen on hankalampaa, koska mittaus on alttiimpi virheille. Toisaalta,
CO2 on tärkeä hengityksen säätelijä ja CO2-signaalin sisältämä informaatio voi
parantaa unenaikaisten hengityshäiriöiden diagnostiikkaa.
Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli määrittää transkutaanisen eli iholta
mitattavan hiilidioksidin (PtcCO2) toimintaa unenaikaisten hengityshäiriöiden
aikana, sisältäen myös osittaisen ylähengitystieahtauman.
PtcCO2:n dynamiikkaa tutkittiin takautuvasti Tampereen yliopistollisen sairaalan
unilaboratoriossa tehdyistä yöpolygrafioista. Nämä tutkimukset on tehty mahdollisen
uniapneaepäilyn vuoksi. Progressiiviselle virtausrajoitukselle kehitettiin kriteeristö ja
kyseisiä hengitysjaksoja seulottiin 425 potilaan aineistosta, joka oli kerätty aikavälillä
3/2004 – 4/2007. Apneaa, hypopneaa ja tasaista virtausrajoitusta puolestaan
tutkittiin jaksoina 555 potilaan aineistosta, joka oli kerätty välillä 6/2005 – 5/2007.
Raskauden aikana fysiologia ja anatomia muuttuvat ja uniongelmat sekä unenaikaiset
hengitykseen liittyvät ongelmat ovat tavallisia. Etenevässä tutkimuksessa tehtiin 18
terveelle, viimeisellä raskauskolmanneksella olevalle ja 12 terveelle verrokille
unipolygrafia ja PtcCO2-mittaus. Tutkimuksen tarkoituksena oli määrittää
unenaikaiset hengityshäiriöt aikaisempaa tarkemmin.
Progressiiviseen virtausrajoitukseen liittyi systemaattisesti PtcCO2:n nousu,
huolimatta siitä liittyikö kyseiseen jaksoon lisääntyneitä hengitysyrityksiä vai ei.
Hengitysyritykset lisääntyivät kun PtcCO2-arvo ylitti PtcCO2-tasanteen. PtcCO2
tasanne oli korkein PtcCO2-taso, johon liittyi tasaista hengitystä. Progressiiviseen
virtausrajoitukseen liittyi yleensä pieni SpO2-lasku, mutta näin ei tapahtunut
systemaattisesti.
Tietyt PtcCO2-tasot liittyivät tiettyihin uniapneatyyppeihin. Sentraalisen ja
sekatyyppisen uniapnean aikana PtcCO2 oli samalla tasolla kuin valveen aikana.
Obstruktiivisen uniapnea ja hypopnean aikana PtcCO2-taso puolestaan ei eronnut
tasaisen yöllisen hengityksen PtcCO2-tasosta. Tasaisen virtausrajoituksen aikainen
PtcCO2 puolestaan oli korkeammalla kuin tasaisen hengityksen PtcCO2-taso, mutta
SpO2 eroa ei havaittu näiden kahden jakson välillä.
Raskaana olevat eivät eronneet verrokeista unenaikaisten hengityshäiriöiden
suhteen. Virtausrajoitus, kuorsaus, apnea-hypopnea indeksi (AHI) sekä 3%: n SpO2
lasku (ODI3) olivat yhtä alhaisia molemmissa ryhmissä. Raskaana olevilla esiintyi
verrokkeja useammin PtcCO2-käyrässä “piikkejä” (n = 78 vs 5). Näihin piikkeihin
liittyi virtausrajoitusta ja hengityksen säätelyn muuttumista. Eri univaiheiden aikana
PtcCO2-tasoissa ei havaittu eroja ryhmien välillä, mutta PtcCO2:n varianssi oli
pienempi NREM-unen aikana raskaana olevilla.
PtcCO2-mittaus on herkkä hengityksen muutoksille unen aikana. Uneen liittyvä
hiilidioksidin nousu voidaan havaita PtcCO2-mittauksella. Progressiiviseen
virtausrajoitukseen liittyy PtcCO2:n nousu ja PtcCO2-tasot ovat yhteydessä sekä
unen syvyyteen että uniapneatyyppeihin. Raskaudenaikaiset hengitysmuutokset
voivat johtaa “PtcCO2 -piikkeihin” joita ei ole aikaisemmin kuvattu.
vaikeaan uniapneaan liittyy lisääntynyttä sairastuvuutta ja kuolleisuutta.
Obstruktiivisen uniapnean lievempiin muotoihin tai osittaiseen
ylähengitystieahtaumaan ei liity vastaavaa riskiä, mutta näistä tautimuodoista kärsivät
eivät oireiden perusteella välttämättä eroa vaikeasta uniapneasta. Viimeksimainittujen
hoitokäytännöt eroavat alueittain ja maittain.
Valtimoveren happikyllästeisyyden (SaO2, SpO2 jos pulssioksimetri) mittaaminen
on pakollista unenaikaisten hengityshäiriöiden (kaikki normaalista hengityksestä
apneaan) arvioinnissa. Hiilidioksidia (CO2) sen sijaan mitataan harvemmin. CO2-
mittauksia on tehty pääosin potilasryhmissä, joissa hypercapnia (korkea valtimoveren
hiilidioksidipitoisuus) on todennäköistä. CO2:n mittaamiselle unen aikana ei ole ollut
suurta tarvetta, koska vaikeiden unenaikaisten hengityshäiriöiden seuraukset ovat
nähtävissä SpO2-mittauksella. SpO2-mittaus on vakaa ja signaali on helppo tulkita,
joten automaattiset analyysit ovat yleisesti käytössä. Tällä hetkellä hyvälaatuisen CO2-
signaalin saaminen on hankalampaa, koska mittaus on alttiimpi virheille. Toisaalta,
CO2 on tärkeä hengityksen säätelijä ja CO2-signaalin sisältämä informaatio voi
parantaa unenaikaisten hengityshäiriöiden diagnostiikkaa.
Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli määrittää transkutaanisen eli iholta
mitattavan hiilidioksidin (PtcCO2) toimintaa unenaikaisten hengityshäiriöiden
aikana, sisältäen myös osittaisen ylähengitystieahtauman.
PtcCO2:n dynamiikkaa tutkittiin takautuvasti Tampereen yliopistollisen sairaalan
unilaboratoriossa tehdyistä yöpolygrafioista. Nämä tutkimukset on tehty mahdollisen
uniapneaepäilyn vuoksi. Progressiiviselle virtausrajoitukselle kehitettiin kriteeristö ja
kyseisiä hengitysjaksoja seulottiin 425 potilaan aineistosta, joka oli kerätty aikavälillä
3/2004 – 4/2007. Apneaa, hypopneaa ja tasaista virtausrajoitusta puolestaan
tutkittiin jaksoina 555 potilaan aineistosta, joka oli kerätty välillä 6/2005 – 5/2007.
Raskauden aikana fysiologia ja anatomia muuttuvat ja uniongelmat sekä unenaikaiset
hengitykseen liittyvät ongelmat ovat tavallisia. Etenevässä tutkimuksessa tehtiin 18
terveelle, viimeisellä raskauskolmanneksella olevalle ja 12 terveelle verrokille
unipolygrafia ja PtcCO2-mittaus. Tutkimuksen tarkoituksena oli määrittää
unenaikaiset hengityshäiriöt aikaisempaa tarkemmin.
Progressiiviseen virtausrajoitukseen liittyi systemaattisesti PtcCO2:n nousu,
huolimatta siitä liittyikö kyseiseen jaksoon lisääntyneitä hengitysyrityksiä vai ei.
Hengitysyritykset lisääntyivät kun PtcCO2-arvo ylitti PtcCO2-tasanteen. PtcCO2
tasanne oli korkein PtcCO2-taso, johon liittyi tasaista hengitystä. Progressiiviseen
virtausrajoitukseen liittyi yleensä pieni SpO2-lasku, mutta näin ei tapahtunut
systemaattisesti.
Tietyt PtcCO2-tasot liittyivät tiettyihin uniapneatyyppeihin. Sentraalisen ja
sekatyyppisen uniapnean aikana PtcCO2 oli samalla tasolla kuin valveen aikana.
Obstruktiivisen uniapnea ja hypopnean aikana PtcCO2-taso puolestaan ei eronnut
tasaisen yöllisen hengityksen PtcCO2-tasosta. Tasaisen virtausrajoituksen aikainen
PtcCO2 puolestaan oli korkeammalla kuin tasaisen hengityksen PtcCO2-taso, mutta
SpO2 eroa ei havaittu näiden kahden jakson välillä.
Raskaana olevat eivät eronneet verrokeista unenaikaisten hengityshäiriöiden
suhteen. Virtausrajoitus, kuorsaus, apnea-hypopnea indeksi (AHI) sekä 3%: n SpO2
lasku (ODI3) olivat yhtä alhaisia molemmissa ryhmissä. Raskaana olevilla esiintyi
verrokkeja useammin PtcCO2-käyrässä “piikkejä” (n = 78 vs 5). Näihin piikkeihin
liittyi virtausrajoitusta ja hengityksen säätelyn muuttumista. Eri univaiheiden aikana
PtcCO2-tasoissa ei havaittu eroja ryhmien välillä, mutta PtcCO2:n varianssi oli
pienempi NREM-unen aikana raskaana olevilla.
PtcCO2-mittaus on herkkä hengityksen muutoksille unen aikana. Uneen liittyvä
hiilidioksidin nousu voidaan havaita PtcCO2-mittauksella. Progressiiviseen
virtausrajoitukseen liittyy PtcCO2:n nousu ja PtcCO2-tasot ovat yhteydessä sekä
unen syvyyteen että uniapneatyyppeihin. Raskaudenaikaiset hengitysmuutokset
voivat johtaa “PtcCO2 -piikkeihin” joita ei ole aikaisemmin kuvattu.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [4985]