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Artículo Original

¿Puede estimarse la duración de las apneas o hipopneas a partir de la oximetría de pulso?

Carlos Nigro, Ignacio Bledel, Magalí Blanco, Eduardo Borsini

Revista Fronteras en Medicina 2021;(04): 0272-0276 | Doi: 10.31954/RFEM/2021004/0272-0276


Objetivo. Evaluar si la duración de la desaturación de oxígeno (DurOD) calculada automáticamente permite estimar la duración de los eventos respiratorios (RespEv) puntuados manualmente.
Material y método. Un observador (Ob-1) seleccionó 2-3 sectores de 10-20 minutos cada uno en 12 polisomnografías de adultos con sospecha de apnea obstructiva del sueño. Dos observadores (Ob-2/3) ciegos e independientes realizaron la puntuación manual de los eventos respiratorios. Ob-1 asoció los episodios de desaturación de oxígeno ≥3% (OD) con los RespEv inmediatos anteriores identificados por Ob-2/3. La duración de los eventos respiratorios (DurRespEv), de las apneas (DurAp) e hipopneas (DurHyp) fueron comparados con la DurOD calculado por el análisis automático (DurOD.RespEv, DurOD.Ap, DurOD.Hyp).
Resultados. Se valoraron 12 pacientes (5 mujeres) con una edad y AHI medianos de 50 años y 32. Ob-2 y 3 marcaron 575 y 596 RespEv (58 a 59% hipopneas) de los cuales el 85 al 88% se asociaron a OD. La diferencia promedio entre DurRespEv/DurOD.RespEv para Ob-2, Ob-3 y el valor promediado de uno y otro fueron de -1.2±7.9 s, -0.3±8.6 s y -0.9±8 s (p=0.085) estando la mayoría de las observaciones dentro del límite del acuerdo (diferencia media ± 1.96 DE). El coeficiente de correlación intraclase entre Dur-RespEv y DurOD fue de 0.59 (CI95% 0.52-0.64) para el Ob-2 y 0.53 para Ob-3 (IC95%: 0.46-0.59).
Conclusión. Mediante un algoritmo simple que mide la duración de la desaturación de oxígeno en forma automática se puede inferir el tiempo transcurrido en apnea/hipopnea de manera rápida y con una precisión aceptable.


Palabras clave: desaturación de oxígeno, algoritmo, polisomnografía.

Aim. To assess whether automatically calculated oxygen desaturation duration (DurOD) allows estimation of manually scored respiratory event duration (RespEv).
Material and methods. One observer (Ob-1) selected 2-3 sectors of 10-20 minutes each in 12 polysomnographies of adults with suspected obstructive sleep apnoea. Two blind, independent observers (Ob-2/3) performed manual scoring of respiratory events. Ob-1 associated episodes of oxygen desaturation ≥ 3% (OD) with the immediate preceding RespEv identified by Ob-2/3. Duration of respiratory events (DurRespEv), apnoeas (DurAp) and hypopneas (DurHyp) were compared with DurOD calculated by automatic analysis (DurOD.RespEv, DurOD.Ap, DurOD.Hyp).
Results. 12 patients (5 women) with a median age and AHI of 50 years and 32 years were assessed. Ob-2 and 3 scored 575 and 596 RespEv (58 to 59% hypopneas) of which 85 to 88% were associated with DO. The mean difference between DurRespEv/DurOD.RespEv for Ob-2, Ob-3 and the averaged value of each other were -1.2 ± 7.9 s, -0.3 ± 8.6 s and -0.9 ± 8 s (p 0.085) with most observations within the limit of agreement (mean difference ± 1.96 SD). The intraclass correlation coefficient between Dur-RespEv and DurOD was 0.59 (CI95% 0.52-0.64) for Ob-2 and 0.53 for Ob-3 (CI95% 0.46-0.59).
Conclusion. Using a simple algorithm that measures the duration of oxygen desaturation automatically, the elapsed time in apnoea/hypopnoea can be inferred quickly and with acceptable accuracy.


Keywords: oxygen desaturation, algorithm, polysomnography.


Los autores declaran no poseer conflictos de intereses.

Fuente de información Hospital Británico de Buenos Aires. Para solicitudes de reimpresión a Revista Fronteras en Medicina hacer click aquí.

Recibido 2021-09-21 | Aceptado 2021-11-11 | Publicado 2021-12-30


Esta revista tiene libre acceso a descargar los artículos sin costo (Open Acces), además se encuentra indizada en Latindex y LILACS (BVS.org) y en proceso de incorporación en el núcleo básico de revistas del CONICET.

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Tabla 1. Características de la muestra del estudio

Tabla 2. Comparación entre las duraciones de los eventos respiratorios y la desaturación de oxíg...

Figura 1. Ejemplo de medición de la duración de la desaturación de oxígeno ≥3% (DurOD) por el ...

Figura 2. (A, B, C). Grado de acuerdo entre la puntuación manual y el algoritmo de oximetría autom...

Introducción

La puntuación manual de los eventos respiratorios consume mucho tiempo. El operador debe clasificar el tipo de evento respiratorio y marcar su inicio y terminación. El comienzo de un evento ocurre cuando hay una caída del flujo aéreo y la finalización es identificada por el aumento en la señal respiratoria similar al valor basal. Así, el primer inconveniente es establecer la línea de base. Intuitivamente, una apnea es más simple de marcar ya que los cambios en la señal son mayores y por ende más fáciles de visualizar. Sin embargo, una hipopnea puede empezar o terminar gradualmente, o aparecer dentro de un patrón respiratorio irregular, situaciones que dificultan establecer su principio y final1. Por estas razones, el acuerdo interobservador en el tipo y duración de un evento respiratorio es moderado2.

Para reducir el tiempo de análisis manual, los equipos de polisomnografía disponibles comercialmente tienen incorporados programas automáticos de análisis que utilizan una combinación de flujo aéreo, bandas toracoabdominales y oximetría para clasificar los eventos y determinar su duración3. Sin embargo, poca atención ha sido puesta en el análisis de la curva de saturación de oxígeno (SO2) para estimar la duración de un evento respiratorio4.

Nosotros hipotetizamos que la duración de las apneas/hipopneas podría determinarse a partir de un algoritmo automático que calcule la duración de las desaturaciones de oxígeno (OD). Así, este estudio piloto fue diseñado para comparar y evaluar el acuerdo entre la duración de los eventos respiratorios puntuados manualmente contra la duración de las OD calculada automáticamente.

Material y métodos

Tipo de estudio

Estudio retrospectivo de correlación. El mismo fue aprobado por el Comité de Ética del Hospital Alemán.

Selección de pacientes

Se seleccionaron 16 adultos que realizaron una polisomnografía (PSG) por sospecha de apnea obstructiva del sueño (AOS). Las PSG con artificios en cualquiera de los canales por más de 60 minutos (2 casos) o las PSG noche dividida (2 casos) fueron excluidas.

Racional del estudio

AOS se caracteriza por intervalos de 10-120 segundos (s) de hipoventilación (Hipo-V’A) e hiperventilación (Hiper-V’A) que ocurren durante el sueño. La Hipo-V’A (ciclo apnea/hipopnea) causa hipoxemia-hipercapnia y la Hiper-V’A va en sentido opuesto.

Según la relación entre presión parcial de oxígeno arterial (PaO2) y ventilación alveolar (V’A)5, reducciones de la V’A de 0.5-1 l/min, se acompañan de caídas significativas de la PaO2 y de la SO2 según la curva de disociación de la oxihemoglobina. Así, nosotros podemos asumir que el inicio de una apnea-hipopnea (Hipo-V’A) ocurre en el momento donde la SO2 empieza a caer. La terminación sucede cuando la ventilación aumenta y la SO2 luego de haber llegado hasta su valor mínimo, sube hasta un nuevo estado de equilibrio. De este modo, midiendo el tiempo desde el comienzo de la caída de la SO2 hasta su valor mínimo, podemos calcular el tiempo de Hipo-V’A o en apnea/hipopnea (Figura 1).

Mediciones y definiciones

Los pacientes tuvieron una PSG que incluyó EEG (F4/C4/O2), EOG (E1/E2), EMG de mentón, EMG piernas, ECG, flujo aéreo por presión nasal y termistores, movimientos torácicos y abdominales (sensores piezoeléctricos), ronquidos, oximetría y posición corporal. Apnea y sus subtipos se definieron de acuerdo a las guías publicadas6. Hipopnea se consideró cuando hubo un descenso en la señal de presión nasal ≥50% por ≥10 s7. La línea de base y la identificación del inicio y final de los eventos respiratorios se hizo según recomendaciones previas6,8. AOS se definió como un índice de apneas e hipopneas (IAH) ≥5 eventos por hora.

Se seleccionó como criterio DO una caída de la SO2 ≥3% (OD)9. La duración de la OD (DurOD) fue calculada mediante un programa incorporado dentro del polisomnógrafo digital (Mini-PC, Akonic). La frecuencia de muestreo y almacenamiento del oxímetro fue de 1 Hz (Nonin-XPOD).

Procedimiento del estudio

Un observador (Ob-1) seleccionó 2 a 3 sectores de las PSG de 10-20 minutos cada uno con apneas/hipopneas. Otros 2 observadores (Ob-2/3) ciegos e independientes entre sí y con experiencia en la lectura de PSG efectuaron la puntuación manual de los eventos respiratorios (RespEv) en pantallas de 2 minutos con todas las señales de la PSG, excepto la oximetría de pulso. Esta estrategia se implementó para evitar que la puntuación pueda estar influenciada por la DurOD. Finalmente, Ob-1 asoció las OD calculadas automáticamente por el programa con los RespEv puntuados por Ob-2/3. Teniendo en cuenta que la caída de la SO2 ocurre usualmente dentro de una ventana de 60 s desde el inicio de un evento respiratorio, una OD se correspondió con el RespEv inmediato anterior (Figura 1).

Análisis estadístico

Se usaron pruebas estadísticas no paramétricas debido a que las variables de estudio tuvieron una distribución no normal. La duración de los eventos respiratorios (DurRespEv), de las apneas (DurAp) e hipopneas (DurHip) de los Ob-2/3 fueron comparados con el análisis automático de la duración de las OD (DurOD.RespEv, DurOD.Ap, DurOD.Hip). El acuerdo entre la duración de los RespEv (Ob-2/3 y promedio de ambas mediciones) y la DurOD fue analizado mediante el gráfico de Bland-Altman y el coeficiente de correlación intraclase (CCI).

Se calculó y comparó el tiempo total de registro en apnea/hipopnea (TRT-ApHip) y el tiempo total de las DurOD (TRT-DurOD) expresados en minutos y como porcentaje.

El análisis estadístico fue realizado mediante el programa MedCalc Statistical Software versión 19.2.1 (MedCalc Software Ltd, Ostend, Belgium; https://www.medcalc.org; 2020).

Resultados

Las características de la muestra de estudio se presentan en la Tabla 1. Ob-2/3 marcaron 575 y 596 RespEv (58-59% hipopneas, 36-38% apneas obstructivas/mixtas). Hubo 559 eventos respiratorios medidos por ambos observadores. La DurRespEv mediana fue levemente menor en el Ob-2 que en el Ob-3 (22.6 s, P25-75% 17-29.4vs. 23.8 s, P25-75% 18.6-30.7 s, p 0.017). La diferencia media entre Ob-2 y 3 en la DurRespEv fue de -1.20±6.4 s y el ICC para mediciones evento por evento fue de 0.75 (IC95%: 0.71-0.79). Hubo un buen nivel de acuerdo interobservador en la clasificación del tipo evento respiratorio (kappa 0.72; IC95%: 0.67-0.78).

El algoritmo automático identificó 519 OD sobre 612 RespEv (85%) puntuados por cualquier observador. Las OD fueron menos frecuentes en las hipopneas que en las apneas (79% vs. 96%; p< 0.01) y en los eventos respiratorios ≤20 s comparados con aquellos >20 s (67% vs. 96%; p< 0.001).

La DurOD.RespEv calculada automáticamente por el programa fue levemente mayor que la DurRespEv medida por el Ob-2 (25 s, P25-75: 19-31.5 vs. 23.3 s, P25-75: 18.3-30.4; p=0.017) y similar que la DurRespEv valorada por el Ob-3 (25 s, P25-75: 19-32 vs. 24.5 s, P25-75: 19.8-31.1; p=0.66) y que el valor promedio de DurRespEv de los dos observadores (25 s, P25-75: 19-32 vs. 24 s, P25-75 19.3-30.5; p=0.16). No se observaron diferencias significativas entre la DurOD.Hip/Ap y la DurHip/Ap. La DurOD fue en promedio 1.7 a 2.7 s más larga que la duración de todos los eventos respiratorios con y sin OD. El TRT-ApHip fue mayor que el TRT-DurO para el Ob-3 (243.6 min, 57% vs. 220.2 min, 51%; p=0.046) y similar para el Ob2 (225.2 min, 52% vs. 218.1 min, 51%; p=0.74) (Tabla 2).

En la Figura 2 se observan los gráficos de Bland-Altman que comparan las dos mediciones. La diferencia promedio entre DurRespEv/DurODRespEv para Ob-2, Ob-3 y el valor promediado de uno y otro fueron de -1.2±7.9 s, -0.3±8.6 s y -0.9±8 s (p=0.085) estando la mayoría de las observaciones dentro del límite del acuerdo (diferencia media ± 1.96 DE). El coeficiente de correlación intraclase entre Dur-RespEv y DurOD fue de 0.59 (IC95%: 0.52-0.64) para el Ob-2 y 0.53 para Ob-3 (IC95%: 0.46-0.59).

Discusión

El principal hallazgo de este estudio fue que la duración de las desaturaciones de oxígeno ≥3% calculado automáticamente mediante un programa fue ligeramente mayor que la duración de las apneas/hipopneas medidas manualmente. El algoritmo de oximetría midió en promedio ± 1 - 2 s por evento que el tiempo en apnea/hipopnea estimada por la puntuación manual, pero el TRT-ApHip y el TRT-DurOD fueron bastantes similares (52-57% vs. 51%). El grado de acuerdo entre la puntuación manual y automática fue bueno, siendo la diferencia promedio entre ambos de -0.3 s a -1.2 s (Figura 2). El acuerdo absoluto evento por evento entre ambas mediciones fue moderado (CCI: 0.53-0.59). Esto fue debido a que un 16% de las apneas/hipopneas tuvieron una diferencia media ± 10 s comparado con la DurOD.

Nuestros datos son similares al estudio de George et al6. Ellos evaluaron 6 pacientes con AOS severa y usaron como criterio de OD una caída de la SO2>3%. El tiempo en apnea/hipopnea y la duración de la OD tuvieron una correlación alta (r=0.94, R2=0.88). En cambio, nosotros observamos una asociación moderada (CCI=0.58) entre estas variables. Esta diferencia podría deberse al método usado para medir las OD, a la definición de OD (>2% vs. >3%) y a la severidad de la AOS (AHI: 33 vs. 78).

Este algoritmo permitió medir indirectamente la duración de los RespEv rápidamente y con bastante precisión. La principal limitación de esta estrategia es que no todas las apneas/hipopneas se acompañan de OD. De hecho, hubo 22 eventos sin OD y 72 eventos que tuvieron una OD del ≥2% no detectadas por el análisis automático. Así, este algoritmo no sería adecuado en formas leves de OSA con OD < 3%. Esta situación puede observarse cuando los RespEv son de corta duración, o si la SO2 basal es > 94%, de modo que un descenso de la PaO2 provoca un descenso mínimo (1-2%) de la SO2 (falso negativo). También puede haber sectores con desaturación de O2 que no estén asociadas a eventos respiratorios como ocurre en COPD o patologías con hipoventilación durante el sueño. En estos casos el algoritmo podría contar un evento respiratorio que no existe (falso positivo). Finalmente, los períodos de Hipo V’A/Hiper V’A detectados por oximetría no discriminan entre tipo (apnea/hipopnea) y naturaleza de los eventos respiratorios (central u obstructiva).

En resumen, mediante un algoritmo simple que mide la duración de la desaturación de oxígeno en forma automática se puede inferir el tiempo transcurrido en apnea/hipopnea de manera rápida y con una precisión aceptable.

Para poder extrapolar esta observación a pacientes con trastornos respiratorios del sueño es necesario evaluar esta herramienta en una población de pacientes con todo el espectro de severidad y en aquellos con hipoventilación durante el sueño.

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Autores

Carlos Nigro
Laboratorio del sueño, Unidad de Neumonología, Hospital Alemán..
Ignacio Bledel
Laboratorio del sueño, Unidad de Neumonología, Hospital Alemán..
Magalí Blanco
Centro de Medicina Respiratoria. Hospital Británico de Buenos Aires. Unidad de Sueño y Ventilación. Hospital Británico de Buenos Aires..
Eduardo Borsini
Centro de Medicina Respiratoria. Hospital Británico de Buenos Aires. Unidad de Sueño y Ventilación. Hospital Británico de Buenos Aires..

Autor correspondencia

Carlos Nigro
Laboratorio del sueño, Unidad de Neumonología, Hospital Alemán..

Correo electrónico: cnigro@intramed.net

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Revista Fronteras en Medicina, Volumen Año 2021 Num 04

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Auspicios

Titulo
¿Puede estimarse la duración de las apneas o hipopneas a partir de la oximetría de pulso?

Autores
Carlos Nigro, Ignacio Bledel, Magalí Blanco, Eduardo Borsini

Publicación
Revista Fronteras en Medicina

Editor
Hospital Británico de Buenos Aires

Fecha de publicación
2021-12-30

Registro de propiedad intelectual
© Hospital Británico de Buenos Aires

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