综述：阻塞性睡眠呼吸暂停低氧血症量化方法评估严重程度的综述

《Current Sleep Medicine Reports》：Review of Hypoxemia Quantification Methods for Assessing the Severity of Obstructive Sleep Apnea

　　

摘要 综述目的 阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）是一种常见的夜间呼吸障碍，其特征是睡眠期间反复发生上气道阻塞，导致睡眠碎片化和间歇性低氧血症。呼吸暂停-低通气指数（AHI）是评估OSA严重程度最常用的临床指标；然而，AHI未能捕捉由反复氧饱和度下降引起的全部生理负担。因此，量化低氧血症（即氧饱和度下降的累积负担）对于更全面地评估OSA的生理影响变得至关重要。此外，研究表明低氧血症与OSA患者的心血管疾病发病率、代谢功能障碍和神经认知损伤相关。 近期发现 本叙述性综述旨在探讨用于从睡眠记录中量化夜间低氧血症的各种方法，并讨论不同的方法及其与OSA相关合并症的关联。所讨论的指标包括传统测量方法和更新的参数，这些参数提供了对氧饱和度下降的更详细量化，包括对去饱和和再饱和动力学的分别表征，以及对整体缺氧负荷的综合测量。此外，本综述还讨论了这些更详细的指标如何进一步揭示OSA相关低氧血症与临床相关结局（包括心脏代谢合并症和日间功能受损）之间的关联。 总结 本叙述性综述强调了诊断改进的必要性，并主张将量化低氧血症的指标整合到常规临床实践中，以便早期识别与OSA相关的健康风险。

引言

阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）是最常见的睡眠相关呼吸障碍之一，全球约有10亿成年人受其影响。OSA的特征是睡眠期间上气道反复变窄或塌陷，导致部分（低通气）或完全（呼吸暂停）气流停止。这些事件导致睡眠碎片化和间歇性低氧血症，表现为血氧饱和度（SpO₂）的反复下降。间歇性低氧血症已被认为是连接OSA与不良结局的关键机制，它通过促进氧化应激、全身炎症、内皮功能障碍和交感神经激活，进而导致心血管疾病、代谢紊乱、神经认知损伤和死亡率增加。尽管低氧血症具有相关性，但OSA严重程度评估仍主要依赖过于简单的指标，如呼吸暂停-低通气指数（AHI）和氧减指数（ODI），这些指标仅关注呼吸事件或去饱和事件的频率，而未量化其生理负担。相比之下，缺氧负荷和缺氧负担通过求和所有去饱和事件的面积并标准化至睡眠时间来量化累积的夜间低氧血症负担，从而提供了对呼吸紊乱及相关间歇性低氧血症所致生理压力的更全面估计。本叙述性综述旨在总结量化夜间低氧血症的不同方法，并讨论其临床意义及与OSA相关合并症的关联。研究人员进行了非系统性文献检索，纳入了截至2025年5月的研究。研究中使用了多种术语，如缺氧负荷、缺氧负担或去饱和严重度来评估间歇性低氧血症的严重程度。为保持一致性，本综述将所有此类测量统称为“缺氧负荷”。

常规PSG指标用于OSA诊断

OSA的严重程度通常使用呼吸暂停-低通气指数（AHI）进行评估，该指数量化了每小时睡眠中呼吸暂停和低通气的平均次数。然而，每个单独的呼吸暂停和低通气事件在AHI计算中被赋予相同权重，忽略了其持续时间或相关去饱和事件的持续时间和深度。因此，AHI评分相似的患者可能经历差异很大的低氧应激，这解释了临床结局的差异。同样，氧减指数（ODI）量化了每小时睡眠中血氧饱和度下降的次数，常用阈值为≥3%或4%的瞬时下降。尽管ODI比AHI更直接地测量间歇性低氧血症，但它仍然是基于频率的指标，不包含去饱和深度、持续时间、下降速率或平台期等信息。去饱和评分的阈值选择对ODI有显著影响，例如，Karhu等人报告不同去饱和阈值下缺氧负荷严重度存在显著差异，强调了标准化的必要性。Sutherland等人比较了2%、3%、4%和5%去饱和阈值计算的ODI，发现4%和5%阈值是心血管相关结局的更强预测因子。而Haile等人则指出，使用3%去饱和阈值评分低通气更符合女性OSA的病理生理学，4%阈值可能导致有症状女性的漏诊。值得注意的是，美国睡眠医学会（AASM）最近更新了低通气评分规则，将4%去饱和评分标准从可接受规则改为可选规则。夜间低氧血症的传统量化方法是计算低于特定氧饱和度阈值（最常见的是90%，即T_90%）的总时间或睡眠时间百分比，以及最低SpO₂。这些指标反映了持续性低氧暴露，并与高血压风险增加相关。然而，它们无法区分频繁的短时去饱和与少数长时间去饱和，可能忽略动态模式。例如，Linz等人观察到，与急性去饱和相关的T_90%在气道正压通气治疗后显著改善，而与非特异性漂移相关的T_90%则保持不变，这表明仅通过T_90%确定OSA特异性缺氧负荷可能存在歧义。

从夜间低氧血症事件中量化缺氧负荷

已开发出多种方法和参数来估算睡眠期间夜间低氧血症事件的缺氧负荷，各有优缺点。量化时通常考虑SpO₂信号中每次氧饱和度下降事件的深度和持续时间。一种方法是计算睡眠记录中SpO₂曲线上每个去饱和事件的面积并求和，该总和可进一步用总睡眠时间（TST）进行标准化。然而，不同研究在去饱和面积的计算方式、基线定义、事件起始和结束点的判断上存在差异。去饱和严重度参数被用来评估去饱和事件的缺氧负荷，定义为所有去饱和面积之和除以TST。单个去饱和面积可从SpO₂曲线计算，并可进一步分为下降阶段（FallArea）和恢复阶段（RecovArea）。相应地，去饱和严重度（DesaturationSeverity）、下降严重度（FallSeverity）和恢复严重度（RecoverySeverity）被计算出来。除了面积参数，平均SpO₂、去饱和深度（Depth）、下降斜率（FallSlope）、恢复斜率（RecovSlope）以及事件持续时间（如FallDur、RecovDur、DesDur）等参数也被研究。另一个重要指标是肺-指循环时间（LFCt），代表呼吸事件结束到相关氧饱和度最低点之间的时间间隔，其延长与心血管合并症和更高的缺氧负荷相关。为简化计算，Karhu等人开发了免费的血氧饱和度自动分析软件（ABOSA），可自动识别去饱和和恢复事件，并量化其特征，用于计算缺氧负荷指标。

缺氧负担

另一种称为缺氧负担（HB）的概念由Azarbarzin等人提出。该方法根据所有呼吸事件（无论是否伴有去饱和或觉醒）确定一个受试者特异性的搜索窗口，计算同步化SpO₂信号的集合平均值，然后使用三角形法求和所有单独去饱和面积，并除以TST进行标准化。Parekh等人引入了另一种全自动方法，自动识别≥3%氧饱和度下降的最低点及其左右峰值，并计算累积面积作为缺氧负荷。

计算去饱和面积

虽然上述方法都将去饱和面积之和除以TST进行标准化，但计算去饱和面积本身有多种方法。三角法将一次去饱和事件近似为一个简单三角形。矩形法将一次去饱和事件基于多个矩形区域估算并求和。梯形法将去饱和事件按采样点分箱，每个箱子视为梯形，对所有箱子的面积进行积分。Xie等人应用牛顿-柯特斯公式确定和平滑去饱和曲线，然后将曲线上方的面积除以TST进行标准化。目前尚无证据表明哪种方法显著优于其他方法。

基线选择

基线的定义对缺氧负荷的计算至关重要。许多研究将去饱和面积计算截断至SpO₂值40%或50%，认为低于此的值在生理上不可靠。此外，由于缺乏标准化指南，文献中使用了多种参考水平来表征去饱和面积。一些研究使用固定的90% SpO₂值作为计算低于此阈值的去饱和面积的基线。另一些研究则依赖事件前基线参考，即去饱和事件开始时的SpO₂水平，来计算事件特异性去饱和面积。近期多项研究采用100% SpO₂参考水平，尤其是在探索与心脏合并症的关联时。例如，De Chazal等人引入的呼吸事件去饱和瞬态面积（REDTA）使用100%参考水平，能够预测整夜睡眠研究个体的心血管结局。越来越多的证据表明，基线选择会显著影响缺氧负荷指标。在许多情况下，使用100% SpO₂参考得出的缺氧负荷指标与OSA相关合并症的关联比传统指标（如AHI）更强。例如，Pahari等人发现，基于100%参考的缺氧负荷比基于事件前基线或AHI更能预测OSA相关的日间警觉性受损。因此，选择合适的基线参考对于准确表征去饱和至关重要，并且越来越多的证据表明，将100%基线与其他基线方法结合可以提供额外的生理学和临床洞察。

缺氧负荷与OSA相关合并症的临床关联

尽管缺氧负荷计算方法存在差异，但多项研究已将其与OSA相关合并症联系起来。缺氧负荷能比AHI更好地预测心血管死亡率。Azarbarzin等人观察到缺氧负担强烈预测老年男性的心血管死亡率。Trzepizur等人发现夜间低氧血症和缺氧负担是主要不良心血管事件（MACE）的独立预测因子。Rissanen等人报告，去饱和恢复面积是与房颤最相关的特征，房颤患者的恢复期更长。除了心血管后果，OSA相关缺氧负荷还与代谢功能障碍有关。Li等人报告，睡眠呼吸暂停特异性缺氧负担与空腹血糖、胰岛素、胰岛素抵抗（HOMA-IR）、总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇升高独立相关。Zhang等人也显示新型缺氧负担指标与不良糖脂谱独立相关。纵向分析揭示缺氧负荷与OSA严重程度恶化相关。Karhu等人观察到去饱和面积、持续时间和总体去饱和严重度与OSA长期恶化相关，而ODI则无此关联。此外，缺氧负荷与OSA相关的日间嗜睡和认知合并症的联系比AHI更强。Kainulainen等人发现，去饱和严重度增加10%相比AHI增加10%，导致平均日间睡眠潜伏期≤5分钟的风险更高。Howarth等人报告再饱和参数包含预测低氧血症期和OSA相关合并症的重要信息。OSA也与日间警觉性受损相关，这是交通事故和职业事故的已知风险因素。Kainulainen等人和Pahari等人的研究表明，去饱和严重度和面积与精神运动警戒任务（PVT）中反应时间增加和失误次数增多显著相关。最后，OSA相关缺氧负荷还与中风和记忆力下降等神经认知合并症相关。Blanchard等人报告较高的缺氧负荷与中风风险增加相关。