Бочкарев М.В.

ФГБУ «Северо-Западный федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова» Минздрава России, Санкт-Петербург, Россия

Коростовцева Л.С.

ФГБУ «Северо-Западный федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова» Минздрава России, Санкт-Петербург, Россия

Медведева Е.А.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова» Минздрава России, Санкт-Петербург, Россия

Свиряев Ю.В.

ФГБУ «Северо-Западный федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова» Минздрава России, Санкт-Петербург, Россия

Метод актиграфии для оценки характеристик сна и ритма сон—бодрствование

Журнал: Профилактическая медицина. 2019;22(2): 95‑100

Просмотров : 2462

Загрузок : 96

Как цитировать

Бочкарев М.В., Коростовцева Л.С., Медведева Е.А., Свиряев Ю.В. Метод актиграфии для оценки характеристик сна и ритма сон—бодрствование. Профилактическая медицина. 2019;22(2):95‑100.
Bochkarev MV, Korostovtseva LS, Medvedeva EA, Sviryaev YuV. Actigraphy for estimation of the characteristics of sleep and sleep—wake rhythm. Profilakticheskaya Meditsina. 2019;22(2):95‑100. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/profmed20192202195

Авторы:

Бочкарев М.В.

ФГБУ «Северо-Западный федеральный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова» Минздрава России, Санкт-Петербург, Россия

Все авторы (4)

Оценка продолжительности сна, его качества и ритма сон—бодрствование является важной при диагностике и лечении многих состояний. В последние годы результаты как экспериментальных, так и эпидемиологических исследований показали важность достаточного сна в первичной и вторичной профилактике и снижении смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [1—5]. Кривая вероятности развития неблагоприятных сердечно-сосудистых событий в зависимости от продолжительности сна имеет U-образную форму [4]. С учетом данных проспективных и кросс-секционных исследований оптимальной для лиц 25—64 лет считается продолжительность сна 7—9 ч [6]. При этом распространенность инсомнии составляет от 10% (при сочетании симптомов инсомнии с дневной сонливостью) до 30% при наличии одного из симптомов и увеличивается до 50% у пожилых людей [7]. В России симптомы инсомнии без нарушения дневного функционирования отмечают 13—18% респондентов [8]. Результаты проспективных исследований [9] показали, что риски ССЗ и когнитивных нарушений значительно повышаются у пациентов с инсомнией только при короткой продолжительности сна (менее 6 ч).

«Золотой стандарт» оценки сна — полисомнография (ПСГ) — назначается при подозрении на нарушения сна и позволяет наиболее точно оценить характеристики сна, но только в течение 1—2 дней, и требует нахождения в отдельной лаборатории. Так называемый эффект первой ночи может изменить некоторые показатели сна — уменьшить продолжительность и эффективность сна [10]. Такие показатели сна, как время отхода ко сну, время пробуждения и продолжительность сна, могут значительно меняться в разные дни, их оценку дополняет актиграфия.

В клинической практике для оценки продолжительности сна и его качества часто используют только опросники. Наши исследования показали, что респонденты субъективно достаточно точно оценивают продолжительность своего сна за предыдущую ночь, но данные ПСГ отличаются от средней продолжительности сна за предыдущий месяц [11].

Ввиду трудностей самооценки сна для его объективизации в амбулаторных условиях используют актиграфы. Исследования показали высокую корреляцию данных актиграфии с результатами ПСГ — точность оценки сна от 0,89 до 0,98 на здоровых субъектах со снижением в клинической популяции от 0,72 до 0,88 [12, 13]. В большинстве обзоров отмечают снижение точности оценки латентности ко сну. Одной из причин является и низкая согласованность оценки экспертами времени наступления 1-й стадии сна при анализе ПСГ (каппа Коэна 0,31) [14].

Основы метода актиграфии

Состояние относительной неподвижности по отношению к бодрствованию является характерной чертой сна, на которой основывается применение метода актиграфии, используемого с этой целью с 1972 г., когда D. Kupfer и соавт. [15] показали значительную корреляцию периодов сна и бодрствования по запястной актиграфии и данным электроэнцефалограммы ЭЭГ. Современные запястные актиграфы имеют вид браслета или наручных часов (рис. 1)

Рис. 1. Внешний вид актиграфов.
и могут регистрировать данные в течение нескольких недель.

Актиграфы оценивают двигательную активность чаще по данным трехосевого акселерометра и используют различные алгоритмы обработки полученных данных, валидированных чаще для применения прибора на запястье. Как замечено S. Ancoli-Israel и соавт., применение разных алгоритмов оценки сна—бодрствования затрудняет их прямое сравнение [13]. Учет движений происходит на основе регистрации ускорения, которое понимается как показатель перемещения и включает изменение скорости, с которой данное расстояние преодолевается. Полученные данные обрабатываются алгоритмами с расчетом основных показателей сна на основе пороговых уровней, классифицирующих состояние как сон или бодрствование. В качестве единицы измерения ускорения свободного падения под влиянием силы земного притяжения в этих приборах используется мГ (g=9,8 м/с2) [12].

Технические аспекты работы с актиграфом

При выборе актиграфа для практического применения следует обращать внимание на следующие параметры:

1. Время работы и продолжительность записи эпох. Данные собираются акселерометром и сохраняются в эпохах, длительность которых варьирует от 1 с до 5 мин и зависит от прибора. Чем длиннее эпоха, тем меньше расход заряда батареи и объема памяти, при этом снижаются чувствительность и специфичность в определении сна и бодрствования после засыпания. Оптимальной и наиболее валидной является длительность эпохи 30 и 60 с.

2. Варианты обработки данных по определению бодрствования после засыпания: метод пропорциональной интеграции (proportional integration mode — PIM), метод времени выше порогового значения (time above threshold — TAT) и метод пересечения нуля (zero crossings mode — ZCM) [13]. Второй метод оценивает бодрствование при превышении какого-либо уровня активности, а третий предполагает бодрствование при повышении активности выше нуля. Первый метод является предпочтительным, так как наиболее точен для определения движений во время сна и предполагает использование специальных дополнительных алгоритмов [16]. В то же время некоторые программы позволяют использовать несколько алгоритмов одновременно и выбрать нужный для конкретного случая.

3. Дополнительные характеристики. Компактность актиграфа и возможность использования во время повседневной деятельности позволили измерять не только характеристики сна и ритм сон—бодрствование, но и другие параметры. Полезной в практическом применении является кнопка событий, с помощью которой пациент может отметить такие показатели, как время отхода ко сну, пробуждение и другие, что может учитываться при анализе данных. Наиболее часто актиграфы дополнительно оценивают освещение (в том числе с разделением на спектр RGB) и температуру. Также существуют приборы, которые можно преобразовать для амбулаторной ПСГ при подключении ЭЭГ, ороназального датчика, датчика движений грудной клетки, пульсоксиметрии. В некоторых приборах предусмотрена возможность подключения дополнительных модулей измерения: датчика для оценки ректальной температуры, холтеровского монитора электрокардиограммы (ХМ ЭКГ), модуля для неинвазивного измерения артериального давления.

Показания к актиграфии

Актиграфия является экономически эффективным методом для диагностики некоторых нарушений сна, таких как бессонница, циркадианные нарушения сна и бодрствования и повышенная сонливость (гиперсомния) [12]. В России применение актиграфии значительно ограничено в связи с отсутствием указаний на возможность и область использования этой методики в официальных документах и приказах ОМС. Согласно исследованию К.А. Магомедовой и М.Г. Полуэктова [17] по оценке нарушений сна у лиц старших возрастных групп, актиграфия позволяет выявлять инсомнию с точностью 0,68 (показатели чувствительности 0,88; специфичности 0,6). Авторы рекомендуют применение актиграфии больным, от которых невозможно получить достоверную информацию во время опроса (пациенты с деменцией, афазией, психическими расстройствами), и при невозможности объективного исследования сна в связи с техническими трудностями. В этой возрастной группе они рекомендуют использовать пороговый уровень ночной двигательной активности более 40 мГ.

Актиграфия имеет уровень рекомендаций IIIB в клинических протоколах по диагностике и лечению инсомнии, опубликованных Российским обществом сомнологов (2017): этот метод не является обязательным для уточнения характера нарушений сна при инсомнии, однако может быть более полезен при оценке эффекта лечения [18]. В то же время, согласно Рекомендациям по применению актиграфии Американской академии специалистов медицины сна, использование данного метода целесообразно при других клинических ситуациях, помимо инсомнии [12]:

1) для определения паттерна сна у здоровых взрослых, а также у пациентов с подозрением на некоторые нарушения сна;

2) как дополнительный метод в оценке сна пациентов с подозрением на синдром ранней фазы сна, синдром задержки фаз сна и нарушений сна, обусловленных сменной работой, а также для других циркадианных нарушений сна, включая джетлаг и синдром не-24-часового ритма сон—бодрствование (в том числе связанные со слепотой);

3) для оценки общего времени сна у пациентов с обструктивным апноэ во сне при недоступности ПСГ;

4) метод оценки циркадианных ритмов или нарушений сна у людей с бессонницей, включая ассоциированную с депрессией;

5) для определения циркадианного паттерна сон—бодрствование и оценки среднего времени сна у лиц с жалобами на гиперсомнию;

6) для оценки ответа на терапию нарушений сна, включая циркадианные нарушения ритма и инсомнию, в том числе связанную с депрессивными расстройствами;

7) для характеристики и мониторинга сна и бодрствования, оценки результатов лечения (в отношении сна и циркадианных ритмов) у пожилых людей, особенно в сочетании с другими методами, такими как дневники сна и/или наблюдение в домах ухода, а также в тех ситуациях, когда выполнение ПСГ у них затруднительно;

8) для оценки сна и ответа на лечение нарушений сна у младенцев и детей (у которых традиционное исследование ПСГ может быть трудновыполнимым и/или затруднительным для интерпретации).

Необходимо помнить, что качество и продолжительность сна могут изменяться при многих соматических заболеваниях, таких как гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь и синдром раздраженного кишечника, онкологические, психические заболевания, болезни опорно-двигательного аппарата, часто сопровождающиеся выраженным болевым синдромом, акромегалия, болезнь Паркинсона, бронхиальная астма, хроническая болезнь почек [19].

Актуальна также оценка интервалов продолжительности сна и ночных пробуждений при суточном мониторинге физиологических параметров, который проводится в российской клинической практике гораздо чаще: для оценки артериального давления, нарушений дыхания во сне, а также при выявлении нарушений ритма. В «Рекомендациях по диагностике артериальной гипертензии у взрослых, оценке сердечно-сосудистого и других рисков, ассоциированных с АГ, и достижению терапевтических целей» Международного общества хронобиологии указано, что «…лица, которым проводится суточное мониторирование АД (СМАД), могут одновременно носить актиграф на запястье доминантной руки для записи уровня активности во время СМАД» [20].

В настоящее время после загрузки данных холтеровского мониторирования периоды сна и бодрствования по данным дневника пациента регистрируют вручную. Врач или медсестра могут визуально оценить график ЧСС (при одновременной записи СМАД и ЭКГ) и/или двигательной активности (при наличии акселерометра), что носит субъективный характер (рис. 2)

Рис. 2. Пример рекомендаций по определению периода сна при анализе данных из инструкции к одному из приборов холтеровского мониторирования. Примечание. После выделения периода появляется окно, отображающее список возможных названий для выделенного периода. Например, при выделении периодов «Активность» одним из возможных названий будет «Сон». Поэтому при разметке периода сна в появившемся окне надо поставить метку перед пунктом «Сон».
и может быть сопряжено со снижением точности оценки параметров во время сна вследствие ошибок, связанных с наличием артефактов, коротких эпизодов пробуждений в течение ночи, некоторых заболеваний и других факторов [20]. Сопоставление временны́х фрагментов записей ЭКГ, АД и актиграфии позволяет лучше оценить состояние сердечно-сосудистой системы и связь ее нарушений (суточный профиль артериального давления, нарушения ритма, ассоциированные с нарушениями дыхания во сне) со сном [21]. В то же время российских рекомендаций по СМАД нет, а рекомендации по ХМЭКГ не предлагают инструментального подтверждения эпизодов сон—бодрствование. Разработанный нами алгоритм оценки сна—бодрствования по данным акселерометра, встроенного в один из датчиков ЭКГ прибора холтеровского мониторирования, позволяет достаточно точно определять продолжительность сна и его характеристики и может служить заменой актиграфии [21].

Особенности практического применения актиграфии

Классическим положением актиграфа является запястье недоминантной руки. Это позволяет записывать больше движений, чем при фиксации прибора на лодыжке или на туловище [12]. Большинство актиграфов валидизировано для этого расположения, однако в ряде случаев приборы фиксируют на талии, особенно в случае использования устройств, дополнительно оценивающих расход энергии [22].

Калибровка перед применением требуется для приборов, использующих пьезоэлектрический акселерометр (PEMS), и не требуется для микроэлектромеханических (MEMS) устройств. Продолжительность мониторирования зависит от показаний для актиграфии, а при одновременном применении совместно с суточным мониторированием ЭКГ и АД проводится в течение времени исследования. Для оценки средней продолжительности сна достаточно регистрации в течение 3 дней, включающих один выходной. Для оценки ритма сон—бодрствование необходима запись в течение 7 дней, в том числе выходных. В ситуациях, когда необходимо изучить нестабильный ритм сон—бодрствование, особенно при инсомнии и при сменной работе, может понадобиться более длительное наблюдение (до 2 нед) (рис. 3)

Рис. 3. Актиграмма в течение 2 нед у сменного рабочего с инсомнией.
[12].

Чувствительность оценки параметров сна

В некоторых программных продуктах возможна настройка чувствительности алгоритма, при этом в среднем используется пороговый уровень 40 мГ; более высокую чувствительность (пороговый уровень 20 мГ) применяют при измерениях у пациентов с инсомнией, а более низкую (60 мГ) — у лиц с повышенной двигательной активностью [12].

Использование дневников сна

Пациенту выдается на руки дневник сна. Использование субъективных данных из дневников сна не обязательно подразумевает более высокую точность с любым методом, эти данные позволяют решить разногласия между результатами [23]. В дневнике сна указываются время работы или учебы, время отхода ко сну, засыпания, ночные пробуждения, утреннее пробуждение, дневной сон и время, когда пациент снимал прибор; дополнительно — прием стимуляторов и снотворных препаратов.

Анализ результатов актиграфии

В России нет практических рекомендаций по обработке результатов исследований актиграфии. Анализ обычно проводит сотрудник с опытом работы с прибором. Американское общество поведенческой медицины сна рекомендует следующий алгоритм [24]. После загрузки данных и их автоматической обработки проводится визуальная оценка актиграммы. Удаляются периоды в начале и конце записи, когда пациент не носил прибор, а периоды, когда снимал, отмечаются как артефакты записи. Время нахождения в кровати отражается на актиграмме резким снижением активности. Оно может быть не таким выраженным, если человек неактивен в течение длительного периода времени перед отходом ко сну (например, пожилые люди с ограниченной подвижностью или лица, практикующие просмотр телевизора перед засыпанием). В таких случаях необходимо смотреть на короткие отрезки активности, обусловленные подготовкой ко сну и перемещением в кровать. Если актиграф имеет встроенный датчик освещения, то отход ко сну отмечается при резком снижении уровня освещенности, когда пациент выключает свет или помещает руку с актиграфом под одеяло. Время пробуждения отражается как резкое увеличение активности, иногда сопровождающееся увеличением уровня освещенности. При многократных изменениях активности в утренние часы рекомендуется ориентироваться на дневник пациента, а также активность более 100 мГ в течение 3 мин и более. При определении времени начала и окончания событий следует сверять время на часах пользователя и самом актиграфе. Основные характеристики сна, оцениваемые при анализе данных актиграфии, представлены в таблице.

Основные характеристики сна, оцениваемые при актиграфии

В последние годы активно развивается рынок носимых приборов оценки активности и сна (трекеры), доступных любому покупателю в магазинах электроники. Многие из них также используют трехосевые акселерометры, однако большинство исследований по их валидации было выполнено на здоровых субъектах без нарушений сна, при этом сравнение проводили с актиграфами, а не ПСГ [25]. Такие трекеры и браслеты не могут точно определить латентность ко сну, недооценивают ночные пробуждения и переоценивают продолжительность сна, вследствие чего не могут быть рекомендованы для использования в клинической практике при подозрении на нарушения сна [26].

Заключение

Актигафия — простой для применения метод, позволяющий оценить ритм сна и бодрствования в популяционных исследованиях и в обычной жизни у широкого круга пациентов. Данный метод рекомендуется для оценки характеристик сна, когда невозможно использовать ПСГ, для диагностики циркадианных нарушений ритма сон—бодрствование, инсомнии, а также оценки сна—бодрствования при суточном мониторинге других физиологических показателей. Точность оценки латентности ко сну и ночных пробуждений может быть ниже у пациентов с инсомнией и нарушениями дыхания во сне и может быть улучшена при заполнении пациентом дневника сна и настройке параметров анализа данных актиграфии.

Участие авторов:

Концепция и дизайн — М.Б.

Написание текста — М.Б., Л.К., Е.М., Ю.С.

Редактирование — М.Б., Л.К., Ю.С.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

*Бочкарев Михаил Викторович, к.м.н., с.н.с. [Mikhail V. Bochkarev, MD, PhD, senior researcher]; адрес: 197341, Россия, Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, д. 2 [address: 2 Akkuratova street, St.-Petersburg, 197341 Russia]; https://orcid.org/ 0000-0002-7408-9613; eLibrary SPIN: 5518-3304; e-mail: bochkarev_mv@almazovcentre.ru

Коростовцева Людмила Сергеевна, к.м.н., н.с. [Lyudmila S. Korostovtseva, MD, PhD, researcher]; https://orcid.org/ 0000-0001-7585-6012; eLibrary SPIN: 2587-1588; e-mail: korostovtseva_ls@almazovcentre.ru

Медведева Елена Александровна, к.м.н. доцент [Elena A. Medvedeva, MD, PhD, associate professor]; https://orcid.org/ 0000-0002-5130-5192; eLibrary SPIN: 5258-4847; e-mail: medvedeva_e_a@almazovcentre.ru

Свиряев Юрий Владимирович, д.м.н., руководитель Группы сомнологии [Yurii V. Sviryaev, MD, PhD, Head of Sleep medicine group]; https://orcid.org/ 0000-0002-3170-0451; eLibrary SPIN: 5907-1097; e-mail: sviryaev_yuv@almazovcentre.ru

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail