Polisomnografide EEG, EOG ve EMG Kay d : Temel Bilgiler

Transkript

1 Polisomnografide EEG, EOG ve EMG Kay d : Temel Bilgiler Prof. Dr. O uz KÖKTÜRK Gazi Üniversitesi T p Fakültesi, Gö üs Hastal klar Anabilim Dal, Uyku Bozukluklar Merkezi, ANKARA [email protected] Uyku bozukluklar n n tan s için alt n standart yöntem olan polisomnografi (PSG) yunanca ve romence köklerden oluflmufl bir kelimedir. Bu terim ilk kez 1974 y - l nda Holland ve arkadafllar taraf ndan kullan lm flt r. Uyku s ras nda, nörofizyolojik, kardiyorespiratuar, di er fizyolojik ve fiziksel parametrelerin belli bir periyod, genellikle gece boyunca, efl zamanl ve devaml olarak kaydedilmesi fleklinde tan mlanabilir. Bu yöntemle uyku evreleri ve birçok fizyolojik parametre ayr nt l olarak izlenmekte ve çeflitli organ sistemlerinin fonksiyonu, uyku ve uyan kl k s ras ndaki etkileflimleri konusunda bilgi sa lanmaktad r. I. VER TOPLANMASI (KAYIT) Klasik PSG uygulamas nda biyolojik sinyaller ka t üzerine mürekkep ile devaml olarak kaydedilir. Bu flekilde saniyede 10 mm lik h zla her kay t sayfas nda (epok) 30 saniyelik bir kay t yap lm fl olur. Sekiz saatlik bir kay t sonras nda ise bu sistemle 432 m uzunlu unda ve yaklafl k 13 kg a rl nda bir ka t birikmektedir.yüksek ka- t maliyeti, ka t ve kalemler ile ilgili mekanik problemler, kay t ka tlar n n saklanmas gibi güçlükler klasik PSG nin majör k s tlamalar d r. Bu nedenle komputerize PSG ler gelifltirilmifltir. Digital sistemlerde veriler DAT kasetlere, optik disklere veya CD lere kaydedilerek klasik PSG lerin maliyet ve depolama sorunlar afl lm flt r. Ancak özellikle klinik çal flmalar için yine de klasik sistemlere ihtiyaç duyulmaktad r. PSG için genellikle uygulanan yöntem tüm gece boyunca (full-night) veya en az alt saatlik kay t yap lmas - d r. Uykuda solunum bozukluklar n n de erlendirilmesi için diürnal çal flmalar ve yar gece (half-night veya split-night) çal flmalar da uygulanm flt r. Split-night çal flmalarda gecenin ilk yar s nda tan, ikinci yar s nda ise CPAP titrasyonu yap l r. Ancak bu yöntemle uykuda solunum bozuklu unun a rl n saptamada hata yap labilir. Çünkü apne epizodlar n n özellikle s klaflt REM dönemine, daha çok gecenin ikinci yar s nda girilir. Bu nedenle sa l kl olan tüm gece yap lan çal flmalard r. lk gece etkisi olarak bilinen fenomen, hastan n ilk gece laboratuvara adapte olamamas nedeniyle uyku yap s n bozar. Uyku latans uzam flt r, s k pozisyon de ifltirmeler ve sonuçta uyku bölünmeleri nedeniyle uyku yeterlili i ve baz olgularda yavafl dalga uykusu azal r. Testin ikinci bir gece uygulanmas, uyku yap s n n normale daha yak n olmas n sa lar. Ancak uyku apne sendromunun tan s nda ilk gece etkisinin elimine edilmesi flart de ildir. Uyku merkezlerine refere edilen olgular n ço unda bir gecelik PSG tan için yeterlidir. II. VER ANAL Z (SKORLAMA) Analizde ilk ad m, ölçüm tekni i, sinyal kalitesi ve kalibrasyonun incelenmesidir. Kay t süresi, fl klar n söndürülme ve yanma zaman ve baz özel durumlar biyolojik sinyallerin de erlendirilmesi için bir zemin oluflturur. Uyku skorlamas Rechtschaffen ve Kales in 1968 y l nda yay nlad klar, tüm dünyada büyük kabul görmüfl ve hala klinik uygulama ve araflt rmalarda yayg n olarak kullan lmakta olan kriterler ile yap lmaktad r. Solunumsal skorlama ise solunum parametreleri kullan - larak yap l r. Ancak solunum skorlamas ndaki kurallar uyku skorlamas ndaki gibi standardize edilmifl de ildir. Bunun nedeni de anormal solunum paternlerinin tan mlanmas nda kullan lan eflik de erlerinin çeflitli araflt rmac lar taraf ndan farkl kullan lmas d r. Klasik PSG de skorlama uyku teknisyeni taraf ndan manuel olarak yap l r. Ancak son y llarda dev ad mlarla geliflen bilgisayar teknolojisi sayesinde bu zahmetli, zaman al c ifllem daha k sa sürelerde yap labilmektedir. Klasik PSG ile ayn esaslar dahilinde kay t ve skorlama yapan bu sistemlerde iki tür skorlama yap labilir. Bilgisayar Destekli Skorlama Kay t teknisyen taraf ndan monitörde epok epok izlenerek skorlama yap l r. Deneyimli bir teknisyen taraf ndan full-night PSG skorlamas n n dakika, bilgisayar destekli skorlaman n ise dakika zaman ald gösterilmifltir. Otomatik Skorlama Teknisyen deste i olmadan, proglamlanan baz standart kriterlerle otomatik skorlama yap l r. Ancak bu skorlaman n baz dezavantajlar vard r. Uyan kl ktan NREM evre 1 ve REM uykusuna geçiflin tan nmas nda, arousal, epileptik aktivite ve parasomnilerin ay r m nda yan lg - lar olabilir. 61

2 Uyku evrelemesi elektroensefalogram (EEG), elektrookülogram (EOG) ve elektromiyogram (EMG) aktiviteleri de- erlendirilerek yap l r (fiekil 1). 1. Temel Bilgiler a. Dalga özellikleri: Dalgalar n amplitüd ve frekans olmak üzere iki temel özelli i vard r (fiekil 2). Amplitüd: Dalgan n voltaj ile ayn anlamda kullan l r. Daha yüksek bir amplitüd, daha büyük bir dalga anlam na gelir. Örne in 10 voltluk bir sinyal ile oluflturulan dalgan n boyu, 5 voltluk bir sinyal ile oluflturulan dalgadan iki kat daha büyük olacakt r. Dalgan n yüksekli i PSG de sensitivite ayarlar ile de ifltirilebilir. Dalga amplitidü mikrovolt (µv) olarak ölçülür. Frekans: Dalgan n bir saniye içinde kaç kez tekrar etti ini ifade eder. Daha h zl bir dalga daha yüksek bir frekansa sahip demektir. Ardarda gelen iki dalgan n en yüksek ya da en alçak iki noktas esas al narak ölçülür ve bir saniye içinde kaç kez tekrar etti ine bak l r. Hertz (Hz) veya cps (Cycles per second) olarak kullan - l r. Örne in; frekans 8 Hz olan bir dalga, frekans 4 Hz olan bir dalgaya k yasla iki kat daha h zl bir dalgad r. b. Filtreler: Yüksek ve düflük olmak üzere iki tip frekans filtresi vard r. Yüksek frekans filtresi (High frequency filter-hff): Yüksek frekansl dalgalar için filtreleme yap l r. HFF nin art r lmas ile daha h zl dalgalar görüntülenirken, azalt lmas ile bu h zl dalgalar filtre edilecektir. HFF nin çok azalt lmas ile görüntülenmek istenen dalgalar da filtre edilecek, çok art r lmasi ise istenmeyen sinyallerinde kanalda görüntülenmesine yol açacakt r. Düflük frekans filtresi (Low frequency filter-lff): Düflük frekansl dalgalar için filtreleme yap l r. LFF nin azalt lmas daha yavafl dalgalar n kanalda görüntülenmesine, art r lmas ise bu dalgalar n filtre edilmesine yol açacakt r. LFF nin çok art r lmas ile görüntülenmek istenen dalgalar da filtre edilecek, çok azalt lmas ise istenmeyen sinyallerinde kanalda görüntülenmesine yol açacakt r. c. Amplifikatörler: PSG de kaydedilen sinyallerin ço u çok düflük voltajl d r. Bu nedenle daha iyi tan nabilir dalgalar n elde edilebilmesi için bu sinyallerin büyütülmesi ve filtre edilmesi gereklidir. d. Sensitivite (duyarl l k): Gain (kazanç) olarak da bilinir. Dalgan n monitörde veya kay t yap lan ka t üzerinde görüntülenmesi istenen yüksekli i ile ilgili ayarlar içerir. Yani bu ayarla dalgan n gerçek amplitüdü de- iflmemekte, yaln zca monitörde istenilen flekilde görüntülenmektedir. Bu ayarla dalgan n bir saniye içindeki mikrovolt say s art r ld kça dalgan n amplitüdü küçülmekte, aksine mikrovolt say s azalt ld kça daha yüksek bir dalga amplitüdü elde edilmektedir. e. Montaj: Çal flmada yer almas istenen tüm kanallar n konfigürasyonunu içerir. Çeflitli çal flmalarda uygulanan farkl montajlarda (Standart montaj, CPAP, MSLT, nöbet, REM davran fl bozuklu u montajlar vb.) kanal isimleri, referanslar, filtre ve sensitivite ayarlar, dalgalar n renk ayarlar yer al r. fiekil 1. Polisomnografide EEG, EOG ve EMG kay d. 62

3 fiekil 2. Dalgalar n amplitüd ve frekans. Tablo 1 de standart polisomnografi montaj nda önerilen filtre ve sensitivite ayarlar görülmektedir. 2. Temel Kanallar a. Elektroensefalogram (EEG): Uyku EEG si nörolojide kullan lan klinik EEG den önemli farkl l klar gösterir. Klinik EEG de bafl n üzerine çok say da elektrod yerlefltirilir ve nispeten küçük alanlar aras ndaki potansiyel farklar kaydedilir. Oysa uyku EEG sinde yaln zca birkaç elektrod yerlefltirilir. Alt n elektrodlar n tercih edildi i EEG kayd nda, elektrodlar n içine iletiyi art rmak için jel konulup, önceden alkol ile temizlenmifl kafa derisine, bir spanç yard m yla ve %4 lük kollodiyum ile yap flt r l r. EEG kay tlar nda genellikle 50 µv/cm sensitivite, Hz düflük-yüksek frekans filtreleri kullan l r. Elektrodlar n impedans 5000 Ω dan küçük olmal d r. Elektrodlar n yerlefltirilmesinde uluslararas federasyonun sistemi kullan lmaktad r. Santral elektrodlar için C, oksipital için O, auricular bölge için A harfleri kullan l r. Kay t elektrodu bafl n bir taraf na yerlefltirilirken, karfl taraf kulak veya mastoid bölgeye referans elektrodu yerlefltirilir (A1, A2). Uyku evrelemesi için en az bir kanal EEG olmal d r. Bu amaçla en s k, uyku i ciklerinin ve K komplekslerinin en iyi kaydedildi i C3 veya C4 bölgeleri kullan l r. Bu durumda tavsiye edilen derivasyonlar C3A2 veya C4A1 dir. Örne in; C3A2 denildi inde, kay t elektrodunun sol tarafa yerlefltirilmifl santral elektrod oldu unu ve referans elektrodunun da sa kulak bölgesine yerlefltirildi ini ifade eder. Ayr ca, alfa dalgalar n n en iyi kaydedildi i alan olan oksipital bölgeye de elektrodlar yerlefltirilebilir (O1 ve O2). EEG de erlendirmesi dalga amplitüd ve frekans ve baz spesifik paternler göz önüne al narak yap l r. EEG aktivitesi alfa, beta, teta ve delta dalgalar olarak tan mlanabilir. Bu ay r m n özellikleri Tablo 2 ve fiekil 3 te, baz spesifik EEG paternleri ise Tablo 3 ve gene fiekil 3 te görülmektedir. Tablo 1. Standart polisomnografi montaj. Amplifikatör ayarlar Filtre ayarlar düflük Filtre ayarlar yüksek Kanal sensitivite (µv/cm) frekans filtresi (Hz) frekans filtresi (Hz) EEG C3A EEG C4A EEG O1A EEG O2A Sol EOG Sa EOG EMG Çene Tablo 2. EEG dalga özellikleri. Dalga tipi Özelli i Görüldü ü evre Beta > 13 Hz Uyan k, aktif kifli Alfa 8-13 Hz Gözler kapal, sakin uyan kl k Teta 3-7 Hz, Hafif uyku Delta < 4 Hz, en az 75 µv NREM derin uyku 63

4 fiekil 3. Uyku evrelerine göre EEG dalgalar. 64

5 Tablo 3. Spesifik EEG paternleri. EEG Paterni Ö z e l l i i Görüldü ü evre Uyku i cikleri Hz, > 0.5 saniye NREM evre 2 K kompleksleri Keskin negatif, daha yavafl pozitif, > 0.5 saniye NREM evre 2 Vertex keskin dalgalar Keskin negatif defleksiyonlar NREM evre 1 Uyku i cikleri (sleep spindle) 0.5 saniyeden daha fazla süren Hz lik aktivitelerdir. K kompleksleri bifazik dalgalar olup, ilk k sm olan negatif defleksiyonu (EEG de yukar do ru) pozitif bir komponent (EEG de afla do ru) takip eder ve en az 0.5 saniye sürer. Heriki patern de NREM evre 2 uykusu için karekteristik özelliklerdir. Vertex keskin dalgalar ise keskin negatif defleksiyonlar olup, NREM evre 1 uykusuna iflaret ederler. b. Elektrookülogram (EOG): Uyku s ras nda göz hareketleri kayd n n iki temel nedeni vard r. Birincisi; REM döneminin en karakteristik bulgusu olan fazik h zl göz hareketleri saptan r. Böylece uyku evrelemesi için çok önemli bir kriter kaydedilmifl olur. kincisi ise; uykunun bafllang c nda yavafl göz hareketleri (SEM) görülür ve NREM evre 1 e geçiflin bulgusudur. Skorlama için kesin kriter olmamakla birlikte oldukça de erli bilgi s a l a r. EOG kayd için en az iki kanal gereklidir. Sa ve sol EOG elektrodlar her iki göz d fl kantusunun hafif lateraline biri bir cm yukar da, karfl taraftaki ise bir cm afla da olacak flekilde yerlefltirilir. Bu flekilde hem horizontal hem de vertikal göz hareketleri kaydedilmifl olur. Heriki kay t elektrodunun referans ayn taraf kulak veya mastoid bölge olmal d r (ROC/A1 ve LOC/A1). Baz laboratuvarlarca rutin olarak herbir göz elektrodu için kontrlateral referans elektrodu da kullan lmaktad r (ROC/A1 ve LOC/A2). EOG kay tlar nda; kornean n retinaya k yasla daha pozitif yüklü olmas nedeniyle, hasta elektroda do ru bakt nda (yani elektroda yaklaflt nda) pozitif bir defleksiyon kaydedilir (Bu PSG kayd nda afla do ru bir dalga fleklinde izlenir. Aksine elektrodun ters taraf na bak ld nda (yani elektrodtan uzaklaflt nda) negatif bir defleksiyon kaydedilir (Bu PSG kayd nda yukar do ru bir dalga fleklinde izlenir) (fiekil 4). EOG kay tlar nda genellikle 50 µv/cm sensitivite, Hz düflük-yüksek frekans filtreleri uygulan r. Elektrodlar n impedans 5000 Ω dan küçük olmal d r. c. Elektromiyogram (EMG): REM uykusunun skorlanmas için standart kay tlarda genellikle çene EMG si kullan l r. Bu dönemdeki tonüs kayb n saptamak amac yla çeneye yerlefltirilen (mental veya submental) bir kanal EMG yeterlidir. Uyan kken oldukça aktif bir EMG kayd izlenirken, REM döneminde aktivitenin hemen tamamen kayboldu u, ince-düz bir çizgi fleklinde kay t al nd izlenir (fiekil 5). REM davran fl bozuklu u gibi çok özel durumlarda normalin aksine REM döneminde de yüksek EMG aktivitesi izlenebilir. Di er EMG kay tlar daha çok uyku bozukluklar n n ay - r c tan s için kullan l r. Örne in tibialis anterior kas üzerine yerlefltirilen EMG elektrodu ile uyku s ras ndaki periodik bacak hareketleri araflt r l r ve OSAS la karflan baz klinik tablolar n (PLMS vs.) ay r m sa lan r. EMG kay tlar nda 50 µv/cm sensitivite, Hz düflükyüksek frekans filtreleri kullan l r. Elektrodlar n impedans 5000 Ω dan küçük olmal d r. Araflt r c ya göre de iflmekle birlikte, uygun bir zaman aral kayd n bir sayfas olarak kabul edilir ve buna 1 epok (epoch-süresi ayarlanabilir sayfa) denir. Bu süre genellikle saniyedir. Daha uzun süreli epoklarda k sa süreli baz de ifliklikler atlanabilece inden önerilmemektedir. Önerilen skorlama bir kayd n epok-epok skorlanmas d r. Uyku evrelemesi halen Rechtschaffen ve Kales in editörlüklerini yapt grubun belirledi i prensipler esas al narak yap lmakta olup, bugüne kadar önemli bir de ifliklik yap lmam flt r. Ancak AASM nin (American Academy of Sleep Medicine) oluflturdu u bir çal flma grubu bu konuda kökten de iflikliklerin yap ld bir çal flmay sonuçland rmak üzere olup, raporun yak nda yay nlanmas beklenmektedir. Bu bilgilerin fl alt nda uyan kl k ve uyku evrelerinin özellikleri afla daki flekilde s ralanabilir. Uyan kl k III. UYKU EVRELER N N ÖZELL KLER Düflük voltaj, kar fl k frekansl EEG, Gözler kapal ise; alfa aktivitesi, Gözler aç k ise; beta aktivitesi, Gözler aç k iken; REMs, Gözler kapal iken; SEMs, Çene EMG si rölatif yüksek. 65

6 fiekil 4. Göz hareketlerine göre EOG kay d. NREM Evre 1 Rölatif olarak düflük voltaj, esas olarak teta aktivitesi içeren kar fl k frekansl EEG, Vertex keskin dalgalar veya POST s lar (Positive occipital sharp transients of sleep) görülebilir, EOG traselerinde genellikle göz hareketleri görülmez (SEMs sebat etti i halde), EMG aktivitesi uyan kl kla ayn veya daha azalm flt r. Evre 1 e girifl: Alfa aktivitesi kaybolur, Yerini kar fl k frekansl teta aktivitesi al r, Yavafl dairevi göz hareketleri olabilir, Vertex keskin dalgalar görülebilir. Arousal takiben evre daima evre 1 e geçer (Baflka bir uyku evresi veya uyan kl k kriterleri ile karfl lafl lmad kça). NREM Evre 2 Rölatif olarak düflük voltaj-esas olarak teta ve bazen delta aktivitesi içeren kar fl k frekansl EEG, Uyku i cikleri ve K kompleksleri, Göz hareketleri yok, EMG aktivitesi evre 2 boyunca düfler ve genellikle evre 1 düzeylerini aflmaz Evre 2 ye girifl: Uyku i cikleri veya K komplekslerinin bafllamas ile evre 2 ye girilir. Herikisi de en az 0.5 saniye süreli olmal d r. Evre 2 den ç k fl: Uyanma, Arousal ve ard ndan evre 1 e geçifl, Evre 3 veya 4 e girifl, REM e girifl, Gizli üç dakika kural yoluyla evre 1 e girifl. 66

7 fiekil 5. Uyku evrelerine göre EMG kay d. NREM Evre 3 Epo un %20-50 sinde esas olarak Hz frekansl delta dalgalar ndan oluflan kar fl k frekansl EEG, Delta dalgalar kriter olarak 75 µv amplitidünde olmal d r, Uyku i cikleri ve K kompleksleri kaybolmaya bafllar, EOG de göz hareketleri izlenmez, EMG evre 2 düzeylerininde alt na inebilir. Evre 3 e girifl: Deltalar n toplam epo un %20-50 sini oluflturur, Genellikle evre 2 veya 4 den geçifl olur (K kompleksi delta dalgalar ndan ay rt edilmelidir), Nadiren uyan kl k veya evre 1 den geçifl olur, REM den geçifl (CPAP tedavisi alanlarda görülebilir). Evre 3 den ç k fl: Uyanma, Evre 4 e geçifl, Evre 2 ye geçifl (Arousal ile veya olmadan), Arousal ile evre 1 e geçifl, Nadiren REM e geçifl. NREM Evre 4 %50 den fazlas esas olarak delta dalgalar ndan oluflan kar fl k frekansl EEG, Uyku i cikleri ve K kompleksleri izlenmez, EOG de göz hareketleri izlenmez, EMG aktivitesi evre 2 veya 3 düzeyleri gibi kalabilir veya daha da azal r. Evre 4 e girifl: Delta dalgalar epo un %50 sinden fazlas n oluflturur, S kl kla evre 3 ten, Bazen evre 2 den, Nadiren uyan kl k veya evre 1 den, REM den. Evre 4 ten ç k fl Uyanma, Evre 3 e geçifl, Evre 2 ye geçifl (Arousal ile veya olmadan), Arousal ile evre 1 e geçifl, REM e geçifl, MT veya skorlanamayan evreye, sonra 4, 3 veya 2 ye dönüfl. 67

8 REM Rölatif olarak düflük voltajl kar fl k frekansl EEG aktivitesi içerir, Testere difli dalgalar görülebilir, EOG de REMs görülür (tonik REM de REMs olmaz, Fazik REM de olur), EMG aktivitesi en düflük düzeylere iner, Benzodiazepin alanlarda REM de spindle görülebilir. REM e girifl: Çene EMG sinin azalmas ndan sonraki ilk REM den geriye do ru en son spindle, K kompleksi, arousal veya EMG aktivitesinden sonra, Nadiren evre 3 veya 4 den. REM den ç k fl: Uyanma Evre 1 e geçifl (Arousal ile veya olmadan), Evre 2 ye geçifl (Arousal ile veya olmadan), Evre 3 veya 4 e geçifl mümkün de ildir, insan beyninde imkans zd r. KAYNAKLAR 1. Carskadon MA, Rechtschaffen A. Monitoring and staging hu - man sleep. In: Kryger MH, Roth T, Dement WC (eds). Prin - ciples and practice of sleep medicine. 4 th ed. Philadelphia: W.B. Saunders Company, 2005: Berry RB, Geyer JD, Carney PR. Introduction to sleep and sle - ep monitoring-the basics. In: Carney PR, Berry RB, Geyer JD (eds). Clinical sleep disorders. Philadelphia: Lippincott Willi - ams and Wilkins, 2005: Spriggs WH. Principles of Polysomnography. Salt Lake City: Sleep Ed,LLC, Köktürk O. Uykunun izlenmesi (1). Normal uyku. Tüberküloz ve Toraks Dergisi 1999; 47: Köktürk O. Uykunun izlenmesi (2). Polisomnografi. Tüberküloz ve Toraks Dergisi 1999; 47: Rechtschaffen A, Kales A (eds). A Manual of standardized ter - minology, techniques, and scoring system for sleep stages of human subjects. 3 th ed. Los Angeles: Brain Research Institu - te, 1973: Chokroverty S. Sleep disorders medicine. Boston: Butterworth- Heineman; 1999: Loube DI. Polysomnography. In: Collop NA, Phillips BA (eds). Sleep medicine. Northbrook: ACCP, 2002: