Universidade Camilo Castelo Branco
Instituto de Engenharia Biomédica
EDUARDO LUIZ PEREIRA DA SILVA
ESTUDOS SOBRE VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA EM
APNEIA OBSTRUTIVA DO SONO
STUDIES ON HEART RATE VARIABILITY IN OBSTRUCTIVE SLEEP APNEA
São José dos Campos, SP
2014
II
Eduardo Luiz Pereira da Silva
ESTUDOS SOBRE VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA EM APNEIA
OBSTRUTIVA DO SONO
Orientador: Prof. Dr. Ovidiu Constantin Baltatu
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Bioengenharia da
Universidade Camilo Castelo Branco, como complementação dos créditos necessários para obtenção
do título de Mestre em Bioengenharia.
São José dos Campos, SP
2014
III
FICHA CATALOGRÁFICA
IV
V
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho a Deus em primeiro lugar, que me permitiu tudo isso ao longo
de toda a minha vida, e não somente nestes anos como universitário de graduação e
pós-graduação. A você, meu DEUS, obrigado, reconheço cada vez mais, em todos
os meus momentos, que Você é o maior mestre que uma pessoa pode conhecer e
reconhecer.
À minha noiva e futura esposa, por todos esses anos de muito carinho, amizade,
companheirismo e felicidade.
A meu Pai Luiz Pereira da Silva e minha mãe Cléia Antônia Foffana da Silva, que
sempre me deram forças para chegar até aqui.
Aos meus irmãos Luci Cléia Foffano da Silva e Saulo Foffano da Silva.
Aos meus amigos Antônio Carlos Filho e Júlio Cesar Mussato, pelos momentos que
passamos juntos nessa caminhada.
A todos que tiveram participações direta ou indiretamente para a realização deste
trabalho.
VI
AGRADECIMENTOS
É difícil agradecer a todas as pessoas que de algum modo, nos momentos serenos
e ou apreensivos, fizeram ou fazem parte da minha vida, por isso primeiramente
agradeço a todos de coração.
Ao meu orientador, Prof. Dr. Ovidiu Constantin Baltatu, que acreditou neste projeto e
em mim e que lutou comigo durante a realização deste trabalho.
A Prof. Dra. Luciana Baltatu, pelas sugestões e ajuda durante a realização deste
trabalho.
Ao Prof. Dr. Rafael Pereira, pelo auxílio e enumeras sugestões. Do fundo do
coração, meu muito obrigado!
Agradeço ao médico Dr. Luciano Alves, por acreditar na pesquisa e em mim e abrir
as portas do Laboratório do Instituto do Sono de Itaperuna RJ.
Agradeço a Célula 43, em especial minha líder amada Michelline Soares de
Nascimento, pelas inúmeras vezes em que pediu a Deus por mim nessa jornada
científica.
Agradeço a todos os meus professores do curso de Mestrado em Bioengenharia,
que com suas experiências e conhecimentos agregaram em mim valores científicos
e profissionais.
Aos meus colegas da Universidade Nova Iguaçu Campus V – Itaperuna/ RJ e
Faculdade São Camilo – Cachoeiro do Itapemirim/ES, meu muito obrigado!
VII
ESTUDOS SOBRE VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA
EM APNEIA OBSTRUTIVA DO SONO
RESUMO
O diagnóstico precoce e tratamento da síndrome da apnéia obstrutiva do sono
(SAOS) é fundamental, uma vez que é considerado como um fator de risco
considerável para a morbidade cardiovascular. No presente trabalho de pesquisa
tivemos como objetivo investigar longa duração da variabilidade frequência cardíaca
(VFC) do sono em SAOS para identificar um biomarcador que poderia ser associado
com a gravidade do índice de apneia-hipopneia (IAH). O estudo foi transversal,
quarenta e sete pacientes (idade 36 ± 9,2 [SD]) com SAOS leve (23,4%), moderada
(34%) ou grave (42,6%). O estudo foi realizado no instituto do sono de Itaperuna,
Rio de Janeiro. A VFC foi estudado por medidas lineares, análise não-linear de
Poincaré e análise de flutuações retificadas (DFA alfa1 caracteriza flutuações de
curto prazo, DFA alpha2 caracteriza flutuações de longo prazo). Foram estudados
associações entre os índices de VFC e os índices de polissonografia (IAH; índice de
dessaturação de oxigênio; índice de despertar). Os pacientes com diferentes graus
de IAH apresentavam níveis do balanço simpático de longa duração semelhantes,
como indicado pelo domínio da frequência e os índices de Poincaré da VFC.
Enquanto DFA alfa1 não teve associação com o IAH, o índice DFA alpha2 foi
significativamente positivamente correlacionado com o IAH, índice de despertar e
índice de dessaturação de oxigênio (Pearson r: 0,55, 0,59, 0,59, respectivamente,
com p < 0,0001). A análise ROC mostrou que o índice DFA alfa2 previu OSA
moderada ou grave, com uma sensibilidade / especificidade / área sob a curva de
0,86 / 0,64 / 0,8 (p = 0,005) e 0,6 / 0,89 / 0,76 (p = 0,003), respectivamente. Nossos
dados demonstram que o índice DFA alpha2 pode discriminar pacientes com
diferente gravidade da SAOS. O índice DFA alpha2 da VFC proposto pode ser
utilizado como procedimento de custo-benefício antes de uma polissonografia no
diagnóstico SAOS.
Palavras-chave: Apneia obstrutiva do sono, polissonografia, variabilidade da
frequência cardíaca.
VIII
STUDIES ON HEART RATE VARIABILITY IN OBSTRUCTIVE SLEEP
APNEA
ABSTRACT
Early diagnosis and treatment of obstructive sleep apnea (OSA) is critical since it is
considered as a considerable risk factor for cardiovascular morbidity. In the present
research project we aimed at investigating full-length of sleep heart rate variability
(HRV) in OSA to identify a biomarker that could be associated with the severity of the
apnea-hypopnea index (AHI). This was a cross-sectional study with forty-seven
patients (age 36 ± 9.2 [SD]) diagnosed with mild (23.4%), moderate (34%) or severe
(42.6%) OSA. The study was conducted at the Sleep Institute of Itaperuna, Rio de
Janeiro, Brazil. HRV was studied by linear measures, nonlinear Poincaré analysis
and detrended fluctuation analysis (DFA alpha1 characterizes short term fluctuations,
DFA
alpha2
characterizes
long
term
fluctuations).
Associations
between
polysomnography indexes (AHI; AI, arousal index; ODI, oxygen desaturation index)
and HRV indexes were studied. Patients with different grades of AHI had similar fulllength sleep sympathovagal balance levels as indicated by the frequency domain
and Poincaré HRV indexes. While DFA alpha1 had no association with AHI, the DFA
alpha2 index was significantly positive correlated with AHI, AI and ODI (Pearson r:
0.55, 0.59, 0.59 respectively with p < 0.0001). The ROC analysis revealed that DFA
alpha2 index predicted moderate or severe OSA with a sensitivity/specificity/area
under the curve of 0.86/0.64/0.8 (p = 0.005) and 0.6/0.89/0.76 (p = 0.003),
respectively. Our data demonstrate that the DFA alpha2 index may discriminate
patients with different severity of OSA. The proposed HRV DFA alpha2 index could
be used as cost-effective procedure before a polysomnography in the OSA
diagnosis.
Keywords: Obstructive sleep apnea, polysomnography, heart rate variability.
IX
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Divisão do sistema nervoso .............................................................
21
Figura 2: Neurônios pré e pós-ganglionares ...................................................
22
Figura 3: Fibras simpáticas e parassimpáticas do sistema nervoso
autônomo .........................................................................................................
24
Figura 4: Sistema nervoso simpático e parassimpático ..................................
25
Figura 5: Intervalo RR utilizado para o estudo da Variabilidade da
Frequência Cardíaca ........................................................................................
26
Figura 6: Tela do módulo PoincareRR, para análise do plot de Poincaré da
série de intervalos R-R .....................................................................................
29
Figura 7: Valores do rendimento em função da frequência através nos
domínios de muito baixa frequência (VLF), baixa frequência (LF), e alta
frequência (HF) ................................................................................................
30
Figura 8: Apneia ..............................................................................................
32
Figura 9: Respiração em indivíduo sem apneia e com apneia .......................
33
Figura 10: Causas do ronco ............................................................................
33
Figura 11: Consequências fisiopatológicas e os achados clínicos da apneia
34
Figura 12: Possíveis interações entre apneia, resistência à insulina e
doenças cardiovasculares ................................................................................
35
Figura 13: Aparelho de CPAP .........................................................................
36
Figura 14: Traçado polissonográfico e suas repercussões cardiológicas ......
38
Figura 15: Polissonografia ..............................................................................
39
Figura 16: Ciclo do sono .................................................................................
40
Figura 17: Paciente durante o exame de polissonografia no Instituto do
Sono de Itaperuna ...........................................................................................
45
Figura 18: Estrutura da metodologia ...............................................................
46
Figura 19: Log de trama dupla do índice F(n) .................................................
50
Figura 20: Impressão do sinal de eletrocardiograma gerado pelo software ...
52
Figura 21: Folha de relatório do resultado de análise calculado pelo
software ............................................................................................................
53
Figura 22: Análise no domínio de tempo ........................................................
54
Figura 23: Análise no domínio de freqüência .................................................
54
Figura 24: Análise não linear ..........................................................................
55
Figura 25: Aparelho Icelera Dast-Poli 26i .......................................................
56
Figura 26: Visualização dos sinais dos canais ...............................................
56
Figura 27: Tela de abertura de exame realizado ............................................
57
X
Figura 28: Tela de visualização e análise do exame ......................................
58
Figura 29: Tela de visualização de hipopneia .................................................
58
Figura 30: Tela de visualização de apneia .....................................................
59
Figura 31: Tela de exportação de exame e eliminação de trechos ................
60
Figura 32: Laudo do exame ............................................................................
61
Figura 33: Relatório resumo do exame ...........................................................
62
Figura 34: Relatório dos eventos respiratórios ...............................................
63
Figura 35: Relatório de dessaturações ...........................................................
64
Figura 36: Relatório de estágios .....................................................................
65
Figura 37: Índice de apneia e hipopneia (AIH) ...............................................
68
Figura 38: Índice de despertar ........................................................................
69
Figura 39: Índice de dessaturação do oxigênio ..............................................
69
Figura 40: Correlação entre o índice de apneia-hipopneia e demais índices
da polissonografia ............................................................................................
70
Figura 41: Lfun e Hfun ....................................................................................
71
Figura 42: Razão entre BF/AF ........................................................................
71
Figura 43: Índice SD1 .....................................................................................
72
Figura 44: Índice SD2 .....................................................................................
72
Figura 45: Índice de alfa1 DFA .......................................................................
73
Figura 46: Índice de alfa1 DFA com os demais índices de polissonografia ...
74
Figura 47: Índice de alfa2 DFA .......................................................................
74
Figura 48: Índice de alfa2 DFA com os demais índices de polissonografia ...
75
Figura 49: IAH moderada ................................................................................
75
Figura 50: IAH severa .....................................................................................
76
XI
LISTA DE QUADROS E TABELAS
Quadro 1: Descrição dos índices de Variabilidade da Frequência Cardíaca
utilizados para análise ......................................................................................
27
Quadro 2: Valores normais dos índices de Variabilidade da Frequência
Cardíaca ...........................................................................................................
30
Tabela 1: Características gerais das fibras do sistema nervoso autônomo ....
23
Tabela 2: índice de apneia e hipopneia (IAH) .................................................
40
Tabela 3: Valores e inclinação da linha de regressão relativa ao log F(n)
para log n .........................................................................................................
41
XII
LISTA DE ABREVIATURAS
%TSE1
Porcentagem do tempo de sono no estágio 1
%TSE2
Porcentagem do tempo de sono no estágio 2
%TSE3
Porcentagem do tempo de sono no estágio 3
ACS
Apneia central do sono
BiPAP
Pressão aérea positiva por dois níveis
CPAP
Pressão positiva continua nas vias aéreas
DFAα1
Correlação de curta duração das propriedades dos iR-R
DFAα2
Correlação de longa duração das propriedades dos iR-R
DIC
Doença isquêmica do coração
DRS
Distúrbios respiratórios do sono
ECG
Eletrocardiograma
EEG
Eletroencefalograma
EMG
Eletromiografia
EOG
Eletro-oculograma
FC
Frequência cardíaca
HA
Hipertensão arterial
BF
Baixa frequência
IAH
Índice de apneia e hipopneia
IAM
Infarto agudo do miocárdio
ID
Índice de dessaturações
IMC
Índice de massa corpórea
IMF
Índice de microdespertares
AF
Alta frequência
ND
Número de dessaturações
NMD
Número de microdespertares
PaCO2
Pressão arterial de dióxido de carbono
PaO2
Pressão arterial de oxigênio
PNN50
Pares de intervalos R-R adjacentes que diferem entre si mais de 50ms
PSG
Polissonografia
REM
Rapid eye movement (Movimento rápido dos olhos)
RERA
Respiratory event related arousals (Despertar relacionado a evento
respiratório)
XIII
ROC
Receiver operating characteristic (Características de Operação do
Receptor)
SAHOS
Síndrome da apneia/hipopneia obstrutiva do sono
SAOS
Síndrome da apneia obstrutiva do sono
SDANN
Desvio padrão das médias dos intervalos R-R a cada 5 minutos
SDNN
Desvio padrão intervalos R-R
SDNNi
Média dos desvios padrão dos intervalos R-R a cada 5 minutos
SNA
Sistema nervoso autônomo
TTS
Tempo total de sono
VAS
Vias aéreas superiores
VFC
Variabilidade da frequência cardíaca
XIV
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................16
2. OBJETIVOS ..........................................................................................................20
2.1. Objetivo geral............................................................................................................ 20
2.2. Objetivos específicos ................................................................................................ 20
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..................................................................................21
3.1. Controle do sistema nervoso autônomo .................................................................... 21
3.2. Apneia do sono ......................................................................................................... 31
3.3. Polissonografia ......................................................................................................... 38
4. MATERIAIS E MÉTODOS.....................................................................................44
4.1. Aspectos éticos......................................................................................................... 44
4.2. Tipo de estudo .......................................................................................................... 44
4.3. Análise da variabilidade da frequência cardíaca no domínio do tempo ..................... 46
4.4. Análise da variabilidade da frequência cardíaca no domínio da frequência............... 47
4.5. Análise de flutuaçãorRetificada (AFR)....................................................................... 47
4.6. Análises dos dados da variabilidade da frequência cardíaca .................................... 50
4.7. Análise estatística ................................................................................................... 666
5. RESULTADOS ......................................................................................................68
6. DISCUSSÃO .........................................................................................................77
7. CONCLUSÃO........................................................................................................81
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..........................................................................82
ANEXO A - Termo de aprovação do projeto pelo comitê de ética em pesquisa .......88
ANEXO B - Termo de autorização da pesquisa ........................................................89
16
1. INTRODUÇÃO
Os distúrbios respiratórios são muito comuns e estão associados a um risco
aumentado de doença cardiovascular, arritmia cardíaca e infarto. Segundo
Guimarães (2010), há três formas de alterações respiratórias: a apneia, que ocorre
devido à redução do sinal termistor ≥ 90% em um tempo maior que 10 s; a
hipopneia, que ocorre quando há redução do sinal de pressão nasal por ≥ 50%, com
duração maior que 10 s e dessaturação ≥ 3% associado a um despertar breve; e
Despertar relacionado a evento respiratório (Respiratory event related arousals RERA), caracterizada por aumento do esforço respiratório progressivo, levando ao
despertar, na ausência de apneia ou hipopneia.
A apneia obstrutiva do sono foi inicialmente descrita em 1965 por Gastaut e
Tassinari, ocupando, na atualidade, relevante destaque, devido às implicações
clínicas que ocasiona, além dos transtornos psicológicos e sociais e elevação no
risco de doenças cardiovasculares (RANIERI, 2009).
Conforme Smith et al. (1985), vários fatores anatômicos e funcionais
predispõem à síndrome da apneia/hipopneia do sono (SAHOS), estando entre as
causas mais comuns as síndromes dismórficas craniofaciais, doenças de depósito e
entidades clínicas que evoluem com macroglossia, hipotonia dos músculos da
faringe, afecções das vias respiratórias, como rinofaringites, sinusites, rinites, asma,
obesidade, dentre outras.
A Síndrome da apneia obstrutiva do sono (SAOS), como afirmado
anteriormente, se constitui em um risco para doença cardiovascular, estando entre
as principais complicações associadas a hipertensão, arritmia cardíaca, insuficiência
cardíaca e doença coronariana, não sendo possível precisar a etiologia dessas
complicações, embora haja evidências sobre o aumento da pós carga pela maior
ativação simpática, a ocorrência de alterações mecânicas e hemodinâmicas durante
os episódios de apneia como o desvio do septo interventricular para a esquerda e a
redução do débito cardíaco, que podem acarretar anormalidades precoces na
função sistólica e diastólica de indivíduos com síndrome da apneia obstrutiva do
sono (YOUNG et al., 1993).
Segundo Butkov (1996), existem dois tipos de apneia do sono: a obstrutiva e
a central. A apneia central do sono (ACS) é caracterizada pela perda de todo o
17
esforço respiratório durante o sono e geralmente leva a quedas na saturação de
oxigênio no sangue. Com a apneia central do sono, a via aérea não é
necessariamente obstruída. A prevalência da apneia central do sono aumenta com a
insuficiência cardíaca, disfunção do ventrículo esquerdo e derrame. A apneia mista
do sono combina componentes de apneia obstrutiva, onde uma insuficiência inicial
no esforço respiratório permite o colapso da via aérea superior.
A síndrome da apneia obstrutiva do sono é caracterizada pelo colapso
anormal repetitivo ou parcial das vias aéreas durante o sono, ronco, vigoroso esforço
inspiratório causando frequentes agitações, dessaturação de oxiemoglobina e
sonolência diurna excessiva (BUTKOV, 1996).
A doença apresenta predileção pelo sexo masculino, afetando cerca 24% dos
homens, podendo aumentar com a idade. Associa-se frequentemente a doenças
cardiovasculares, estimando-se que 40% dos pacientes portadores de hipertensão
arterial sistêmica apresentam Síndrome da apneia/hipopneia do sono associada,
não-diagnosticada e não tratada (DALTRO et al., 2006).
O sistema respiratório e o cardiovascular são conjuntamente responsáveis
pela realização das trocas gasosas, devendo estar completamente integrados, a fim
de suprir as necessidades dos tecidos em resposta a diferentes demandas, pois a
ocorrência de qualquer alteração em um destes sistemas pode repercutir no outro,
ocasionando problemas, como vem sendo observado nos pacientes com apneia do
sono (WILLIS JÚNIOR, 2004).
Devido a essa estreita relação entre o sistema respiratório e cardiovascular,
pacientes com insuficiência cardíaca queixam-se frequentemente de dispnéia, sendo
constatado altos índices de distúrbios respiratórios do sono nesta população, o que
contribui para a piora do quadro geral do paciente, além de ser fator de risco para o
desenvolvimento da doença (HARRISON et al., 2005).
Adultos com apneia obstrutiva do sono apresentam significativas alterações
da frequência cardíaca (FC) durante o sono, associados a eventos respiratórios
obstrutivos.
As evidências da associação entre o sistema nervoso autônomo e a
mortalidade cardiovascular vêm sendo cada vez maiores nas últimas décadas e a
VFC representa um dos melhores marcadores da atividade do sistema nervoso
autônomo, onde mudanças nos padrões da VFC oferecem um indicador sensível e
antecipado de comprometimentos na saúde. Assim, enquanto uma alta VFC
18
representa boa adaptação e mecanismos autonômicos eficientes, baixa VFC indica
uma adaptação anormal e insuficiente do sistema nervoso autônomo, com mau
funcionamento fisiológico, demandando investigações adicionais para se buscar um
diagnóstico específico (BIGGER et al., 1988).
Além da apneia obstrutiva do sono, os índices de VFC têm sido empregados
também para compreender condições como a miocardiopatia, doença arterial
coronariana, hipertensão arterial, morte súbita, infarto do miocárdio, doença
pulmonar obstrutiva crônica, insuficiência cardíaca e renal, diabetes, doença de
Alzheimer, epilepsia, leucemia, dentre outras (BIGGER et al., 1988).
Segundo Eckberg (1983), a VFC é considerada uma medida simples e nãoinvasiva dos impulsos autonômicos, sendo considerada um dos marcadores
quantitativos mais promissores, descrevendo as oscilações no intervalo entre
batimentos cardíacos consecutivos (intervalos R-R), bem como oscilações entre
frequências cardíacas instantâneas consecutivas, podendo ser utilizado na avaliação
da modulação do sistema nervoso autônomo em condições fisiológicas de vigília e
sono, diferentes posições do corpo, treinamento físico, assim como em condições
patológicas.
Além de se constituir em uma técnica simples, a VFC é um indicador sensível
e precoce de comprometimentos da saúde, avaliando a habilidade do coração em
responder aos múltiplos estímulos fisiológicos, com índices que podem ser obtidos
por métodos lineares, nos domínios do tempo e frequência, e não-lineares, no
domínio do caos (BUTKOV, 1996).
Pacientes com apneia obstrutiva do sono apresentam respostas aumentadas
dos sistemas ventilatórios, simpático e cardiovascular frente à uma situação de
hipóxia
provavelmente
devido
ativação
dos
quimiorreceptores
carotídeos
(INTURRIAGA; REY; DEL RIO, 2005). Embora o mecanismo envolvido entre a
apneia do sono e doença cardiovascular seja desconhecido, há evidências de que a
apneia obstrutiva esteja associada com alguns fatores envolvidos na regulação do
sistema cardiovascular, tais como, aumentos da atividade simpática diurna e da
frequência cardíaca de repouso, diminuição do ritmo de atividade cardíaca e
aumento da variabilidade da pressão arterial (BOUNHOURE et al., 2005).
Apesar da apneia obstrutiva do sono ser uma condição comum, cada vez
mais prevalente, ainda assim ela é subdiagnosticada. Um dos exames utilizados
para a detecção e gravidade de distúrbios do sono, medido com um índice de
19
apneia/hipopneia, que mensura o número total de apneia por hora de sono, é a
polissonografia, um exame realizado durante o período noturno em laboratório de
sono.
A apneia obstrutiva do sono é uma doença grave e progressiva, que se
manifesta principalmente durante o sono, aumentando comorbidades associadas e
apresentando risco de morte súbita nos pacientes com este distúrbio. A importância
da observação da VFC reside no fato de que as flutuações do ritmo cardíaco entre
as batidas proporcionam uma medida da atividade autonômica.
Diante da incidência e gravidade da apneia obstrutiva do sono, o objetivo do
presente estudo foi Identificar um biomarcador relacionado com a variabilidade da
frequência cardíaca de longa duração do ECG no sono que poderia ser associada
com a gravidade do índice de apneia-hipopneia (IAH) na síndrome de apneia
obstrutiva do sono (SAOS), estudando o equilíbrio basal nervoso autônomo de
pacientes com síndrome da apneia obstrutiva do sono (SAOS), por meio de
avaliação da variabilidade da frequência cardíaca de longa duração do ECG durante
o sono e analisando os índices de polissonografia da síndrome da apneia obstrutiva
do sono (SAOS) relacionada com a gravidade do índice de apneia-hipopneia (IAH).
20
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo geral
Identificar um biomarcador relacionado com a variabilidade da frequência cardíaca
de longa duração do ECG no sono que poderia ser associada com a gravidade do
índice de apneia-hipopneia (IAH) na síndrome de apneia obstrutiva do sono (SAOS).
2.2. Objetivos específicos
● Estudar o equilíbrio basal nervoso autônomo de pacientes com síndrome da
apneia obstrutiva do sono (SAOS), por meio de avaliação da variabilidade da
frequência cardíaca de longa duração do ECG durante o sono.
● Analisar os índices de polissonografia da síndrome da apneia obstrutiva do
sono (SAOS) relacionada com a gravidade do índice de apneia-hipopneia (IAH).
21
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. Controle do sistema nervoso autônomo
O sistema nervoso pode ser observado em seu estado morfológico e funcional,
podendo ser dividido de acordo com sua anato-fisiologia, como pode ser observado
na figura abaixo.
Figura 1: Divisão do sistema nervoso.
Fonte: http://maxaug.blogspot.com.br/2013/11/tecido-nervoso_14.html
O sistema nervoso modula as atividades do organismo, mantendo a
homeostasia. Ele possui um sistema nervoso somático (controle voluntário) e
sistema nervoso visceral (controle involuntário de vísceras, músculo liso e
glândulas), com vias aferentes e eferentes autônomas (SIQUEIRA-BATISTA et al.,
2004).
O sistema nervoso autônomo (SNA) subdivide-se em sistema simpático e
parassimpático. O primeiro neurônio do SNA constitui-se de neurônio pré-ganglionar,
o qual faz relay sinápticos com o segundo neurônio considerado pós-ganglionar,
como se observa na figura 2 (SIQUEIRA-BATISTA et al., 2004).
22
Figura 2: Neurônios pré e pós-ganglionares.
Fonte: http://dc437.4shared.com/doc/0aokBC-5/preview.html
Fibras pré-ganglionares simpática e parassimpática, bem como as fibras pósganglionares parassimpáticas são de origem colinérgicas. Contudo, as fibras pósganglionares simpáticas podem ser colinérgicas ou adrenérgicas. As características
gerais das fibras do sistema nervoso autônomo estão demonstradas na tabela 1 e
figura 4 (OLIVEIRA, 2011).
23
Tabela 1: Características gerais das fibras do sistema nervoso autônomo.
24
Figura 3: Fibras simpáticas e parassimpáticas do sistema nervoso autônomo.
Fonte: http://www.sistemanervoso.com/pagina.php?secao=1&materia_id=413& materiaver=1
O sistema nervoso autônomo, por meio das divisões simpática e
parassimpática (figura 4), é responsável pela modulação de várias funções do
sistema cardiovascular, possuindo importante ação na regulação dos batimentos
cardíacos, no controle da pressão arterial e na estabilidade do sistema
cardiovascular (GUYTON; HALL, 2007).
25
Figura 4: Sistema nervoso simpático e parassimpático.
Fonte: LOPES, 2010
Tanto o sistema nervoso simpático quanto o parassimpático estão
ininterruptamente ativos, atuando de forma oposta um em relação ao outro
(GUYTON; HALL, 2007).
Através da interface entre o sistema nervoso central e o corpo, o sistema
nervoso autônomo regula as mudanças que acontecem no organismo, tais como o
estresse mental e físico, as emoções, a ansiedade, o sono, as interações sociais,
entre outras.
Entender o funcionamento do sistema nervoso autônomo permite prever as
respostas gerais a uma diversidade de estímulos, entendendo as respostas a
modificações nas condições ambientais e compreendendo sintomas que resultam de
um funcionamento autonômico anormal (GOLDMAN; AUSIELLO, 2005).
26
Os componentes do sistema nervoso autônomo influenciam o sistema
cardiovascular, onde a atuação do componente simpático colabora para o aumento
da frequência cardíaca e o parassimpático para a sua redução. Tais flutuações são
consideradas normais, sendo denominadas de variabilidade da frequência cardíaca
(DEN BROEK et al., 2009).
Os batimentos cardíacos dependem da atividade elétrica oriunda do nódulo
sinusal (regulação intrínseca), e uma vinculação entre o coração e o sistema
nervoso simpático e parassimpático (regulação extrínseca). A variabilidade da
frequência cardíaca se refere às mudanças no intervalo ou distância entre um
batimento cardíaco e o outro, sendo considerado o intervalo entre os batimentos o
tempo entre duas ondas R consecutivas (R-R) no eletrocardiograma (ECG), como
demonstrado na figura 5, sendo que este intervalo R-R varia ao longo do tempo
(GOLDMAN; AUSIELLO, 2005).
Figura 5: Intervalo RR utilizado para o estudo da variabilidade da frequência cardíaca.
Fonte: FERREIRA, 2010
Para a análise da variabilidade da frequência cardíaca são necessários 256
intervalos entre duas ondas R consecutivas para as análises do tipo linear, enquanto
que para a análise não-linear recomenda-se um número superior (cerca de 1.000
intervalos) entre duas ondas R consecutivas. Os índices da variabilidade da
frequência cardíaca podem ser estudadas com métodos lineares ou não lineares
(Quadro 1) (RASSI JÚNIOR, 2005).
27
Quadro 1: Descrição dos índices de variabilidade da frequência cardíaca utilizados para análise.
Índice
Definição
Unidade
Domínio do Tempo
Média dos desvios padrão dos Desvio padrão de todos os intervalos
ms
intervalos entre os batimentos e entre os batimentos e o tempo entre duas
o tempo entre duas ondas R ondas R consecutivas
consecutivas a cada 5 minutos
Raiz
quadrada
média
das Raiz quadrada de média das diferenças
diferenças sucessivas entre os sucessivas
ciclos normais (rMSSD)
ao
quadro
entre
ms
os
batimentos e o tempo entre duas ondas R
consecutivas adjacentes
Pares de intervalos entre os Porcentagem das diferenças sucessivas
%
batimentos e o tempo entre entre os intervalos entre os batimentos e
duas ondas R adjacentes que o
diferem entre si mais de 50 ms
tempo
entre
duas
ondas
R
consecutivas maiores que 50 ms
Domínio da Frequência
Baixa frequência
Espectro de baixa frequência (entre 0,04
Hz
e 0,15 Hz)
Alta frequência
Espectro de alta frequência (entre 0,15 e
Hz
0,40 Hz)
Muito baixa frequência
Espectro de muito baixa frequência (entre
Hz
0,0033 e 0,04 Hz)
Relação entre baixa frequência Relação entre baixa frequência e alta
e alta frequência
-
frequência
Fonte: RASSI JÚNIOR, 2005
O método linear no domínio do tempo é o mais simples, podendo ser
determinado qualquer ponto no tempo ou nos intervalos RR correspondentes,
constituindo-se em uma das formas de se quantificar a variabilidade da frequência
cardíaca no respectivo domínio, sendo baseado em cálculos estatísticos simples,
alcançados nas séries de intervalos RR obtidas (VAN RAVENSWAAIJ-ARTS et al.,
1993).
Existem diversos tipos de análises para o estudo das variáveis de tempo,
baseadas nos intervalos entre os batimentos, como média, desvio-padrão, mediana,
28
extremos, quartis inferior e superior e diferença entre o intervalo RR máximo e o
mínimo; e aquelas fundamentadas em comparações dos intervalos de tempo entre
ciclos adjacentes como a raiz quadrada da somatória do quadrado das diferenças
dos valores individuais em relação ao valor médio dividido pelo número de intervalos
entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R consecutivas (RMSM), a raiz
quadrada da somatória do quadrado das diferenças entre os intervalos entre os
batimentos e o tempo entre duas ondas R consecutivas (RMSSD) e a porcentagem
da diferença maior que 50 ms entre intervalos entre os batimentos e o tempo entre
duas ondas R consecutivas adjacentes (pNN50) (MALIK; CAMM, 1990).
Os índices da média dos desvios padrão dos intervalos entre os batimentos e
o tempo entre duas ondas R consecutivas a cada 5 minutos; do desvio Padrão das
Médias dos Intervalos entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R
consecutivas a cada 5 minutos; e da média dos desvios padrão dos intervalos entre
os batimentos e o tempo entre duas ondas R consecutivas a cada 5 minutos, são
alcançados a partir de registros de longa duração, representando as atividades
simpática e parassimpática, não sendo possível, através desses índices distinguir
quando as alterações da variabilidade da frequência cardíaca ocorrem devido ao
aumento do tônus simpático ou a retirada do tônus vagal. Os índices da raiz
quadrada media das diferenças sucessivas entre os ciclos normais e dos pares de
intervalos entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R consecutivas
adjacentes que diferem entre si mais de 50 ms representam a atividade
parassimpática, sendo obtidos mediante a análise de intervalos entre os batimentos
e o tempo entre duas ondas R consecutivas adjacentes (PUMPRIA et al., 2002).
Outra forma de se analisar os intervalos RR no domínio do tempo são os
métodos geométricos, sendo o índice triangular e a plotagem de Poincaré, os mais
conhecidos no cálculo do índice triangular, é construído um histograma de
densidade dos intervalos entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R
consecutivas normais, apresentando no eixo horizontal x o comprimento do
intervalos entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R consecutivas e no eixo
vertical y a frequência em que cada um ocorreu, onde a união das colunas forma
uma figura semelhante a um triângulo, e a largura da base deste triângulo mostra a
variabilidade dos intervalos RR (MARÃES, 2010).
No plot de Poincaré o índice SD1 apresenta o registro instantâneo da
frequência cardíaca batimento a batimento, e o índice SD2 apresenta o registro a
29
longo prazo da frequência cardíaca. A razão SD1/SD2 demonstra a razão entre as
variações curta e longa dos intervalos entre os batimentos, como demonstrado na
figura abaixo (VAN RAVENSWAAIJ-ARTS et al, 1993).
Figura 6: Tela do módulo Poincare RR, para análise do plot de Poincaré da série de intervalos R-R.
Fonte: CARVALHO, 2002
Outro método linear é a análise no domínio da frequência, que decompõe a
VFC em componentes oscilatórios fundamentais, onde os principais são o
componente de alta frequência (AF), com variação de 0,15 a 0,4Hz, que
corresponde a modulação respiratória e é um indicador da atuação da atividade
parassimpática sobre o coração; o componente de baixa frequência (BF), com
variação entre 0,04 a 0,15Hz, decorrente da ação conjunta dos componentes vagal e
simpático sobre o coração, onde há predominância da atividade simpática; o
componente de muita baixa frequência (MBF), que é um índice menos utilizado, pois
sua explicação fisiológica ainda não foi bem estabelecida, parecendo se relacionar
ao sistema renina-angiotensina-aldosterona, a termorregulação e ao tônus
vasomotor periférico. A relação BF/AF demonstra as alterações absolutas e relativas
entre o componente simpático e parassimpático do sistema nervoso autônomo,
30
apresentando a caracterização do balanço simpato-vagal sobre o coração (MALIK;
CAMM, 1990).
A figura abaixo mostra exemplo dos valores do rendimento em função da
frequência através nos domínios de muito baixa frequência (MBF), baixa frequência
(BF), e alta frequência (AF).
Figura 7: Valores do rendimento em função da frequência através nos domínios de muito baixa
frequência (MBF), baixa frequência (BF), e alta frequência (AF).
Fonte: ROQUE, 2009
Os valores considerados normais para os índices da VFC nos métodos
lineares estão especificados na figura 8.
Dentre os métodos não-lineares utilizados para analisar a VFC, podem ser
citados a função da correlação, análise de flutuações depuradas de tendências,
expoente de Hurst, expoente de Lyapunov e dimensão fractal (FIEDLER-FERRARA;
PRADO, 1994).
31
Quadro 2: Valores normais dos índices de Variabilidade da Frequência Cardíaca.
Variável
População normal
Risco de
- Média
morte súbita
ms
141 ± 39
< 50
ms
127 ± 35
< 40
ms
54 ± 15
< 20
ms
9±7
< 0,75
%
27 ± 12
< 15
Poder total
ms2
3466 ± 1028
Baixa frequência
ms2
1170 ± 416
Alta frequência
ms2
975 ± 203
Desvio
padrão
dos
Unidade
intervalos
entre os batimentos e o tempo
entre duas ondas R consecutivas
Desvio padrão das médias dos
intervalos entre os batimentos e o
tempo
entre
duas
ondas
R
consecutivas a cada 5 minutos
Média dos desvios padrão dos
intervalos entre os batimentos e o
tempo
entre
duas
ondas
R
consecutivas a cada 5 minutos
Pares
de intervalos
entre os
batimentos e o tempo entre duas
ondas R consecutivas adjacentes
que diferem entre si mais de
50 ms
Raiz
quadrada
média
das
diferenças sucessivas entre os
ciclos normais
Relação entre baixa frequência e
1,5 - 2,0
alta frequência
Fonte: RASSI JÚNIOR, 2005.
3.2. Apneia do sono
A interrupção do fluxo aéreo por pelo menos 10s é denominada apneia, palavra
derivada do grego ápnoia, que significa falta de respiração, sendo considerada
32
apneia do sono quando tais episódios ocorrem mais de cinco vezes por hora, e
síndrome da apneia do sono quando apresentam sintomas como fadiga, sonolência
diurna, cefaléia, irritabilidade, distúrbios cognitivos, dentre outros. Dá-se o nome de
hipopneia quando ocorre diminuição de 50 a 80% do fluxo aéreo em período igual ou
superior a 10s, associado a uma redução de pelo menos 4% na saturação de
oxigênio, sendo esta considerada uma condição mais benigna (YOUNG et al., 1993).
A figura abaixo demonstra como ocorre a apneia e os movimentos
respiratórios do tórax que aumentam a amplitude durante o quadro apneico.
Figura 8: Apneia.
Fonte: http://www.vitalaire.pt/pt/nossos-servicos/tratamento-da-apneia-do-sono/o-que-ea-apneia-do-sono.html
A síndrome da apneia obstrutiva do sono é uma condição crônica,
caracterizada por episódios repetidos de obstrução das vias aéreas superiores
durante o sono, conduzindo a significativas hipoxemia e despertares recorrentes do
sono, ocasionando consequências cardiovasculares profundas e um independente
fator de risco para hipertensão arterial sistêmica, insuficiência cardíaca, infarto do
miocárdio (JO et al., 2007; TRAKADA et al., 2007). Na figura abaixo, é possível
observar como ocorre a respiração normal e como esta é obstruída na respiração
apneica.
33
Figura 9: Respiração em indivíduo sem apneia e com apneia.
Fonte: http://www.politecsaude.com.br/produtos/apneia-obstrutiva-do-sono/338/
O ronco alto é um sintoma comum da apneia do sono, e sua história
geralmente precede o desenvolvimento de outros sintomas que, na maioria dos
casos, desenvolvem-se gradualmente ao longo de um período de anos,
prejudicando as estruturas da garganta, que vibram com o ar, originando-o (figura
10). Das milhares de pessoas cujas vidas são significativamente prejudicadas pelas
sequelas ocasionadas pela apneia, a maioria não é diagnosticada, com
consequências médicas e econômicas significativas para estes indivíduos e para a
sociedade (THORNTON; ROBERTS, 1996).
Figura 10: Causas do ronco.
Fonte: http://cynthiafurtado.blogspot.com.br/2010/11/pesquisadoresassociam-apneia-do-sono.html
34
A apneia obstrutiva do sono é uma síndrome progressiva, podendo causar
morte prematura, especialmente por infarto agudo do miocárdio, morte súbita e
acidente vascular cerebral isquêmico ou hemorrágico (ABOYANS et al., 2000;
BURGER; CAIXETA; DI NINNO, 2004).
De acordo com Thornton e Roberts (1996), a principal preocupação com a
apneia obstrutiva do sono é o colapso periódico das vias aéreas e faringe durante o
sono.
As consequências da apneia são aumento da pressão pleural negativa, que
leva a um aumento da pós-carga ventricular esquerda; arritmias, vasoconstrição
pulmonar e sistêmica, sonolência diurna, transtornos intelectuais e modificação da
personalidade (figura 11).
Figura 11: Consequências fisiopatológicas e os achados clínicos da apneia.
Fonte: http://schwantes.com.br/apneia/conseq.php
Apesar de ter sido descrita primeiramente em pacientes muito obesos, este
não é o único fator de risco para a apneia obstrutiva do sono, sendo também
consideradas a predisposição genética, o gênero masculino, anormalidades crâniofaciais e morfológicas, aumento da idade, alterações do controle da musculatura da
via aérea superior, estreitamento da via aérea superior ocasionado por alterações
anatômicas e hipertrofia da tonsila palatina e faríngea (FIGUEIREDO, 2008).
35
Beckers, Bart e Andre (2006) acrescentam que as mulheres, após os 40 anos,
também fazem parte do grupo de risco, devido às modificações hormonais.
Segundo Young et al. (1993), nos episódios de apneia/hipopneia obstrutiva,
ocorre uma pressão negativa no espaço pleural a cada inspiração forçada contra a
via aérea ocluída, acentuando, com o prolongamento da apneia, a hipoxemia e a
hipercapnia,
acarretando
vasoconstrição
pulmonar
e
desenvolvimento
de
hipertensão pulmonar transitória. Ao ocorrer estimulação do sistema nervoso
simpático, há uma vasoconstrição sistêmica e hipertensão arterial, podendo
ocasionar, em alguns casos, níveis noturnos muito elevados da pressão arterial
sistólica, inclusive em pessoas com pressão arterial normal durante a vigília.
A figura abaixo mostra as possíveis interações entre a apneia, resistência à
insulina e doenças cardiovasculares, influenciada pela obesidade visceral.
Figura 12: Ilustração esquemática das possíveis interações entre apneia, resistência à insulina e
doenças cardiovasculares.
Fonte: CARNEIRO et al., 2007
Existe uma maior probabilidade do individuo desenvolver a apneia do sono
quando a circunferência cervical é maior que 48 cm, havendo baixa probabilidade
quando a circunferência é menor que 43 cm (MALIK; CAMM, 1990).
A perda da tonicidade muscular das vias aéreas superiores (VAS) e
genioglosso, responsáveis por manter o calibre da passagem do ar, pode obstruir
esta passagem, especialmente durante o sono REM (rapid eye moviment -
36
movimento rápido dos olhos), quando ocorre atonicidade muscular, menos nos
músculos cardíacos, diafragma, olhos e músculos digestivos. A hipóxia e
hipercapnia durante as apneias reduzem a contratilidade da musculatura dilatadora
das vias aéreas superiores (genioglosso, palatoglosso, tensor do véu palatino)
(SMITH et al., 1985).
O tratamento da apneia do sono tem por objetivo a implementação de
medidas que evitem o colapso das vias aéreas superiores durante o sono,
baseando-se no tratamento, quando possível, dos fatores causais da apneia do sono
(BURGER; CAIXETA; DI NINNO, 2004).
Em casos leves ou moderados, os aparelhos intraorais são o tratamento de
primeira escolha (PRADO et al., 2010).
Quando os aparelhos intraorais não produzem o efeito desejado, entra-se
com agentes farmacológicos. Entre os medicamentos mais frequentemente
utilizados estão a protriptilina e teofilina, entretanto não podem ser usadas em todos
os pacientes, os quais reduzem a frequência de apneia durante o sono não-REM, e,
ao mesmo tempo, suprimem a atividade REM, fase em que as apneias tendem a
durar mais tempo (THORNTON; ROBERTS, 1996).
Em casos mais graves é indicado o uso de máscara nasal ou facial ligada a
um compressor mecânico que bombeia ar sob pressão positiva nas vias aéreas
superiores, o chamado CPAP (Pressão positiva contínua das vias aéreas) (figura
14), e o aparelho de BiPAP (Pressão aérea positiva por dois níveis) (HARBISON;
O’REILLY; MCNICHOLAS, 2000; MILLERON et al., 2004; SILVA; PACHITO, 2006).
Como mais invasivo temos os procedimentos cirúrgicos. O mais utilizado é a
uvulopalatofaringoplastia, realizada em casos moderados e severos de apneia do
sono (LEE et al., 2009).
37
Figura 13: Aparelho de CPAP.
Fonte: http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/2012/10/imagens/sonoruim02.jpg/view
A relação entre a apneia do sono e o sistema circulatório vem sendo cada vez
mais evidenciada. Segundo Figueiredo (2008), a via aérea superior entra em
colapso durante o sono devido ao esforço respiratório juntamente com uma redução
na pressão arterial do oxigênio sanguíneo (PaO2), hipóxia, aumento da pressão
arterial de dióxido de carbono sanguíneo (PaCO2), hipercapnia. Tal evento
respiratório se finda quando o indivíduo desperta e a ventilação é restabelecida, o
que pode ocorrer diversas vezes durante a noite, podendo também ser observado
também durante o dia. Durante esses episódios, é gerada uma pressão negativa no
espaço pleural, devido à inspiração forçada contra a via aérea ocluída e, quando
continuada, exacerba a hipoxemia e hipercapnia, levando a uma vasoconstrição
pulmonar e hipertensão pulmonar transitória.
A apneia obstrutiva do sono pode levar a um comprometimento da função
cardíaca autonômica. Com isso, a variabilidade da frequência cardíaca poderia ser
usada como um meio simples e promissor para a avaliação de desordens cardíacas
em pacientes com apneia do sono, podendo servir como uma poderosa ferramenta
na triagem para casos com suspeita de síndrome da apneia obstrutiva do sono
(PARK et al., 2008).
O risco relativo para a doença isquêmica do coração (DIC), entre ronco e
apneia do sono em pacientes com apneia do sono é entre 1,2 a 6,9 maior em
comparação com a população geral. A combinação de eventos hipoxêmicos
38
repetitivos e superestimulação simpática na apneia do sono pode aumentar a
pressão arterial e a demanda de oxigênio do miocárdio. Considerando a reserva
coronariana prejudicada, a comorbidade de apneia do sono e doença isquêmica do
coração podem expor estes pacientes para eventos isquêmicos durante o sono
(PELED et al., 1999).
O aumento da mortalidade entre os pacientes com apneia do sono tem sido
explicado em parte pelo aumento da incidência de hipertensão arterial e pulmonar,
além da diminuição da variabilidade da frequência cardíaca (BAUER et al., 1996).
A figura a seguir apresenta a relação entre a apneia, constatada através de
exame polissonográfico, e problemas cardiológicos.
Figura 14: Traçado polissonográfico e suas repercussões cardiológicas.
Fonte: http://schwantes.com.br/apneia/conseq.php
3.3. Polissonografia
A polissonografia noturna (PSG) é considerada o método padrão ouro no
diagnóstico da apneia do sono, consistindo na monitorização simultânea do
39
eletromiograma, eletroencefalograma, saturação de oxigênio, eletro-oculograma,
fluxo de ar, frequência cardíaca e movimentos torácicos e abdominais, permitindo
avaliar a arquitetura e a eficiência do sono e diagnosticar e diferenciar seus
distúrbios, como demonstrado na figura abaixo (PEDROSA, 2010).
Figura 15: Polissonografia.
Fonte: http://kohlerortofacial.wordpress.com/2013/01/21/polissonografia-e-fundamental-para-odiagnostico-dos-disturbios-do-sono/
Segundo Togeiro e Smith (2005), os principais dados apresentados na
polissonografia são o tempo total de sono (TTS); o tempo de vigília, tempo total de
registro (TTR); a eficiência do sono: TTS/TTR; a latência para o início do sono, para
o sono REM e para os outros estágios do sono; as durações (minutos) e as
proporções dos estágios do sono do tempo total de sono, onde tais proporções
podem variar de acordo com a idade, sendo observado que, no idoso, o sono de
ondas lentas está fisiologicamente diminuído; o número total e o índice das apneias
e hipopnéias por hora de sono; os valores da saturação e os eventos de
dessaturação da oxiemoglobina (quedas > 3 ou 4%, com 10 s); o número total e o
índice dos movimentos periódicos de membros inferiores por hora de sono; o
número total e o índice dos microdespertares por hora de sono e sua relação com os
eventos respiratórios ou os movimentos de pernas; e o ritmo e a frequência
cardíaca.
40
O estagiamento do sono baseia-se no padrão de ondas cerebrais, na
atividade muscular no mento e no oculograma, que são analisados a cada período
de 20 ou 30 s, denominados de época, seguindo as normas internacionais de
Rechtschaffen e Kales (1968).
O estágio 1 do sono – existe a presença predominante de ondas cerebrais de
baixa frequência e amplitude, chamadas de ondas teta, com redução da atividade
muscular em relação à vigília e movimentos oculares lentos (TOGEIRO; SMITH,
2005).
O estágio 2 – há a presença de complexo K, fusos do sono e ausência de
movimentos oculares (TOGEIRO; SMITH, 2005).
No sono de ondas lentas (estágios 3 e 4) – existe ondas de grande amplitude
e baixa frequência, as chamadas ondas delta (TOGEIRO; SMITH, 2005).
No sono REM ocorre redução ou ausência do tônus muscular, movimentos
oculares rápidos e ondas em dente de serra (TOGEIRO; SMITH, 2005). A noite
ocorrem de três a cinco ciclos de sono com duração de cerca de 90 a 110 minutos,
cada sendo composto por um segmento de sono não-REM seguido de sono REM.
Os estágios do sono são descritos na figura abaixo.
Figura 16: Ciclo do sono.
Fonte: http://cynthiafurtado.blogspot.com.br/2010/11/pesquisadores-associam-apneia-do-sono.html
De acordo com Gregório (2006), para o diagnóstico da apneia do sono, a
polissonografia deve demonstrar mais de cinco eventos respiratórios de apneia ou
hipopneia, combinados a critérios clínicos relativos à sonolência diurna e outros
41
sintomas relacionados à apneia. Desta forma, critérios clínicos como sonolência
diurna excessiva, asfixia durante o sono, sono não reparador, despertar frequente
durante o sono, dificuldade de concentração e fadiga durante o dia, associados à
presença de índice de apneia ou hipopneia por hora de sono definem o diagnóstico
da apneia obstrutiva do sono, levando-se em conta que:
Tabela 2: índice de apneia e hipopneia (IAH).
Índice de apneia e hipopneia (IAH)
Nível de perturbação da
respiração e sono
< 15
leve
15 – 30
moderada
> 30
grave
A monitoração é realizada de modo não invasivo e indolor, através de
pequenos eletrodos dispostos em determinadas regiões do corpo, sendo essencial a
escolha de equipamentos adequados para a monitoração das variáveis bioelétricas.
O exame necessita de um centro especializado e da elaboração de um programa
prévio para o registro polissonográfico, baseado nos dados clínicos do paciente e
nos métodos de registro disponíveis no laboratório do sono (FIGUEIREDO, 2008).
A polissonografia mede o índice de dessaturação de oxigênio (IDO), que
corresponde ao número de vezes por hora de sono em que o nível de oxigênio do
sangue cai 3% ou mais da linha de base, onde tais quedas de níveis de oxigênio são
chamadas dessaturações. O IDO é medido por um oxímetro, dispositivo colocado
sobre a ponta do dedo, que acende uma luz vermelha, através da pele, sendo
possível estimar a quantidade de oxigênio no sangue periférico. Quando a
respiração se torna interrompida durante o sono, como pode ocorrer na apneia
obstrutiva do sono, os níveis de oxigênio no sangue pode cair várias vezes. Essas
gotas são tipicamente associados com colapsos das vias aéreas superiores, eventos
chamados de apneia ou hipopneia.
Para o exame de polissonografia temos os registros: Eletroencefalograma
(mínimo de 1 canal, sendo recomendado 4 canais); Eletrooculograma (mínimo de 1
canal, sendo recomendado 2 canais); Eletromiograma 1 canal (submentoniano); e
42
duração mínima de 6 horas sem luz, sendo estes considerados os parâmetros
mínimos para se poder realizar o estagiamento do sono.
Também são necessários para avaliação de distúrbios respiratórios do sono:
Fluxo aéreo naso-bucal (termistor ou cânula de pressão); Esforço respiratório (cintas
respiratórias, balão esofágico); Oximetria e/ou capnograma; Eletrocardiograma;
Sensor de roncos; Sensor de posição corporal; e Eletromiograma de pernas.
Na avaliação de outros distúrbios específicos, o registro de outras variáveis é
necessário, como em caso de Bruxismo - eletromiograma de masseteres; Refluxo
gastro-esofágico – Phmetria; Disfunções eréteis – cintas penianas e medição de
rigidez; e Distúrbios comportamentais do sono – vídeo-EEG (BUSTAMANTE, 2006).
Outros parâmetros, incluindo a respiração, a saturação da oxiemoglobina, a
frequência cardíaca, entre outros, podem ser também avaliados.
Após a realização do exame, com o laudo em mãos, deve-se, para interpretálo, levar em conta a importância dos seguintes elementos:
Eficiência do sono (ES): porcentagem do tempo total de sono (TTS), estando
normal quando acima de 85%. É calculado subtraindo-se o tempo total de registro
(TTR) do período de vigília (PV);
Latência do sono: período que vai da vigília até início do sono, considerado
normal quando dura até 30 minutos. Pode estar alterado em alguns distúrbios do
sono, como a narcolepsia;
Porcentagem dos estágios de sono: REM: 20 a 25%; NREM N1: 2 a 5%;
NREM N2: 45 a 50%; NREM N3-4: 20%;
Índice de apneia e hipopneia (IAH): índice obtido pela soma do total de
apneias e hipopneias, divididas pelas horas de sono, considerado normal quando
menor do que 5 eventos por hora. Segundo a AASM (American Academy of Sleep
Medicine), quando ocorrem 6 a 15 eventos por hora, é considerado leve, de 16 a 30
moderado e se maior que 30, grave;
Índice de distúrbio respiratório (IDR): calculado da mesma forma do IAH,
sendo acrescido à soma os RERA (respiratory effort related arousal – despertar
relacionado a evento respiratório), não possuindo um consenso de valor de
normalidade definido pela literatura;
Índice de microdespertares: consistem no número de microdespertares por
hora, sendo normal quando até 10 por hora. Têm duração de 3 a 15 s, identificados
através de ondas no EEG, mas não percebidos pelo paciente como despertar.
43
Apenas a época em que o despertar dura mais de 15 s é dada como vigília e pode
comprometer a eficiência do sono;
Saturação de O2: aferida durante todo o exame;
Movimentos
de
membros
inferiores:
detectados
pelos
eletros
de
eletromiograma. Importante no diagnóstico de doenças como síndrome das pernas
inquietas.
A apneia consiste em diminuição da amplitude do movimento respiratório em
mais de 90%, durando pelo menos 10 s, podendo ser acompanhado de
microdespertar e ou dessaturação. Na apneia obstrutiva, há tentativa de movimento
respiratório identificados pelas cintas
abdominal ou torácica; caso não ocorra, é
considerado apneia central.
Hipopneia é definida por uma diminuição de amplitude do movimento
respiratório de 30% associado à dessaturação de 4% ou uma diminuição de
amplitude de 50% com dessaturação de 3%, ambos podendo ser acompanhados de
microdespertar. Ainda existem os RERA, que consistem em esforço respiratório
associado à microdespertar, sem desenvolvimento de apneia ou dessaturação. Para
esta, a medida padrão ouro é através de balão intra-esofágicos, não utilizado de
rotina durante as avaliações do exame.
De acordo com Spriggs e Cosendey (2012), a polissonografia possui um
papel fundamental não apenas no diagnóstico da apneia do sono, mas também no
estadiamento de sua gravidade, pois o índice de apneia e hipopneia por hora (IAH)
obtido no exame permite classificar a síndrome.
A polissonografia apresenta como inconvenientes seu alto custo, a exigência
de uma noite completa de estudo e supervisão, dificuldade de acesso a centros de
diagnóstico de doenças do sono, devido a oferta de leitos inferior à demanda
(SPRIGGS; COSENDEY, 2012).
44
4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1. Aspectos éticos
A presente pesquisa pautou-se na Resolução nº 196/96, do Conselho Nacional de
Saúde, que estabelece as diretrizes para a realização de pesquisas envolvendo
seres humanos. O estudo esteve pautado nos preceitos básicos da comissão de
ética e pesquisa que dispõe sobre beneficência, não maleficência, justiça e
equidade.
O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Ciências
Médicas, de acordo com a resolução 196/96 e 340/2004 do Conselho Nacional de
Saúde (Ministério da Saúde) para pesquisa com seres humanos (CAAE:
01328712.0.0000.5244, Parecer nº 18326 - Anexo 1).
4.2. Tipo de estudo
Tratou-se de um estudo transversal, com levantamento retrospectivo envolvendo
registros polissonográficos de 47 pacientes do Instituto do Sono de Itaperuna, do
sexo masculino, com apneia do sono leve (n = 13), moderada (n = 14) e grave
(n = 20).
Todos
os
registros
polissonográficos
foram
realizados
através
do
equipamento Fast-Poli 26i, no Instituto do Sono de Itaperuna - RJ, seguindo as
padronizações do “The AASM Manual for the Scoring of Sleep and Associated
Events: Rules, Terminolgy and Technical Specifications - American Academy” (IBER;
ANCOLI-ISRAEL; QUAN, 2007).
A figura abaixo mostra os sensores aplicados ao paciente durante o exame
de polissonografia, sendo estes 6 canais de EEG (EEG1, EEG2, C3, C4, O1, O2); 2
canais de eletro-oculografia; 1 canal de eletromiografia de queixo; 2 canais de
eletromiografia de masseter; 1 canal de eletromiografia da perna; 1 canal de ECG (D
II); 1 canal de termistor – fluxo aéreo; 1 canal de cinta torácica; 1 canal de cinta
abdominal; 1 canal de microfone de ronco; 1 canal de fluxo da cânula; 1 canal de
ronco da cânula; 1 canal de sensor de posição; 4 canais do oxímetro (Saturação de
45
O2, Frequência cardíaca, pletismografia); 2 canais de referência. E 1 Canal BP
Posição.
Figura 17: Paciente durante o exame de polissonografia no Instituto do Sono de Itaperuna.
O sinal do eletrocardiograma bruto, registrado durante todo o exame
polissonográfico de cada paciente, foi exportado e analisado inicialmente para
detecção dos pontos R sucessivos do traçado eletrocardiográfico, gerando assim um
novo arquivo para cada paciente, com os valores dos intervalos entre os batimentos
e o tempo entre duas ondas R sucessivas de todo o período de registro.
A figura abaixo descreve a estrutura da metodologia.
46
Figura 18: Desenho do estudo.
4.3. Análise da variabilidade da frequência cardíaca no domínio do tempo
Nos métodos lineares para a análise da VFC no domínio tempo, expressando os
resultados em unidades de tempo em ms, mediu-se cada intervalo entre os
batimentos e o tempo entre duas ondas R normal (batimentos sinusais) durante
determinado intervalo de tempo e, a partir daí, com base em métodos estatísticos
(desvio padrão), calculou-se os índices tradutores de flutuações na duração dos
ciclos cardíacos.
Os índices estatísticos, no domínio do tempo, obtidos pela determinação de
intervalos entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R correspondentes em
qualquer ponto no tempo, foram:
Os índices de desvio padrão de intervalos entre os batimentos e o tempo entre duas
ondas R (SDNN); desvio padrão das médias dos intervalos entre os batimentos e o
tempo entre duas ondas R a cada 5 minutos (SDANN); e a média dos desvios
padrão dos intervalos entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R a cada 5
minutos (SDNNi) são alcançados a partir de registros de longa duração e
representam as atividades simpática e parassimpática, não permitindo, no entanto,
47
distinguir quando as alterações da variabilidade da frequência cardíaca são devidas
ao aumento do tônus simpático ou à retirada do tônus vagal. Por sua vez, os índices
raiz quadrada média das diferenças sucessivas entre os ciclos normais (RMSSD) e
os pares de intervalos entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R adjacentes
que diferem entre si mais de 50ms (pNN50) representam a atividade parassimpática,
sendo encontrados a partir da análise de intervalos entre os batimentos e o tempo
entre duas ondas R adjacentes (VANDERLEI et al., 2009).
4.4. Análise da variabilidade da frequência cardíaca no domínio da frequência
No método linear para o domínio da frequência, a variabilidade da frequência
cardíaca foi decomposta em componente oscilatório de alta frequência, com
variação de 0,15 a 0,4Hz, que corresponde à modulação respiratória, sendo um
indicador da atuação do nervo vago sobre o coração, e componente de baixa
frequência, com variação entre 0,04 e 0,15Hz, decorrente da ação conjunta dos
componentes vagal e simpático sobre o coração, com predominância do simpático.
A relação baixa frequência por alta frequência reflete as alterações absolutas
e relativas entre os componentes simpático e parassimpático do sistema nervoso
autônomo, caracterizando o balanço simpato-vagal sobre o coração (VANDERLEI et
al., 2009).
Os parâmetros obtidos pela análise no domínio do tempo e no domínio da
frequência foram escolhidos, pois refletem o controle autonômico sobre o coração,
fornecendo informações sobre o estado de modulação simpática e parassimpática
sobre o coração (TASK FORCE, 1996; VANDERLEI et al., 2009).
4.5. Análise de flutuação retificada (AFR)
Os intervalos entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R obtidos do registro
do ecocardiograma durante o exame de polissonografia também foram analisados
através do método não linear da Análise de flutuação retificada, do inglês Detrended
fluctuation analysis (DFA). Este método foi proposto por Peng et al. (1995) e se
baseia na análise da correlação dentro do sinal analisado (i.e., intervalos entre os
batimentos e o tempo entre duas ondas R sucessivas), sendo esta correlação
extraída para diferentes escalas temporais. Estas correlações são divididas em
48
flutuações de curto prazo (short-term) e de longo prazo (long-term), gerando os
índices de correlação de curta duração das propriedades dos intervalos entre os
batimentos e o tempo entre duas ondas R (DFAα1) e a correlação de longa duração
das propriedades dos intervalos entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R
(DFAα2). Este método foi escolhido por ser apontado como um método de análise
da variabilidade da frequência cardíaca capaz de estratificar sinais obtidos de
indivíduos saudáveis e de cardiopatas (PENG et al., 1995).
O índice da análise de flutuação retificada (AFR) é utilizado para quantificar a
propriedade fractal de séries temporais de intervalos entre os batimentos e o tempo
entre duas ondas R, sendo utilizado para a detecção de possíveis anormalidades
presentes em um indivíduo, baseando-se em coeficientes α. Na análise de séries
temporais da variabilidade da frequência cardíaca, para sujeitos saudáveis, o valor
de α1 fica próximo de 1 e é maior do que o valor de α2 (WAGNER; PERSSON,
1998).
Através do índice da análise de flutuação retificada, é possível medir a
correlação dentro do sinal, extraída do tempo entre as escalas da seguinte forma:
primeiramente, a série do intervalo de tempo entre os batimentos e o tempo entre
duas ondas R é integrado, onde RR é o intervalo médio entre duas ondas R.
O procedimento para o cálculo da DFA é constituído das seguintes etapas: a
série R-R obtida experimentalmente é integrada usando a expressão da fórmula
abaixo (1):
Y (k) é o k-ésimo termo da série integrado (k = 1, 2, ..., N); R-R (i) é o i-ésimo
valor de intervalos R-R; e R é a média dos intervalos R-R da série original, com o
comprimento N.
A série temporal integrada é então dividida em intervalos com um
comprimento de n, (n = 1, 2, ..., N). Em cada um destes intervalos, a tendência local
da série é calculada por uma linha reta dos mínimos quadrados ajustada aos dados.
A coordenada y desta reta foi denominada Yn (k). A série integrada é, em seguida
retificada [Y (k)], subtraindo-se a tendência locais Yn (k), em cada intervalo. Para um
dado intervalo de tamanho n, o tamanho característico da flutuação para a série
integrada e retificada é calculado pela fórmula 2:
49
Este cálculo é repetido ao longo do comprimento do segmento para se obter o
índice de F(n) como uma função de comprimento do segmento n. Em geral, o F(n)
aumenta com o comprimento do segmento e a relação linear sobre um gráfico duplo
indica presença de escalonamento fractal e flutuações podem ser caracterizadas
pelo expoente α. A inclinação da linha de regressão relativa ao log F(n) para log n e
os valores indicam o seguinte:
Tabela 3: Valores e inclinação da linha de regressão relativa ao log F(n) para log n
α
1,5
1<α
< 1,5
α
1
0,5 < α
<1
Ruído Brown
Diferentes tipos de ruído
1/ f ruído
Valores elevados tendem a ser seguidos de um grande
valor e vice-versa
α
0,5
0<α
< 0,5
Ruído branco
Valor grande é provável a ser seguido por pequeno valor
e vice-versa.
Normalmente, em AFR, as correlações são divididas em flutuações de curto
prazo e de longo prazo. No software, as flutuações de curto prazo são
caracterizados pela inclinação α1, obtida a partir da (log n, log F(n)), gráfico dentro
da faixa de 4 ≤ n ≤ 16 (valores padrão). Do mesmo modo, a inclinação α2 obtida por
padrão, a partir da faixa de 16 ≤ n ≤ 64 caracteriza flutuações a longo prazo
(TARVAINEN; NISKANEN, 2012). Na figura 19 é mostrado um exemplo de log de
trama dupla do índice F(n) como uma função do segmento comprimento n. α1 e α2 a
curto prazo e longo prazo, com flutuações.
50
Figura 19: Log de trama dupla do índice F(n).
Fonte: TARVAINEN; NISKANEN, 2012
4.6. Análises dos dados da variabilidade da frequência cardíaca
As análises dos dados foram realizadas no software Kubios - Heart rate variability
(V.2.1, Biomedical Signal Analysis Group, University of Kuopio, Finland). O Kubios
HRV Analyses é um software desenvolvido para analisar, através de distintos
cálculos matemáticos, amostras geradas de frequencímetros analisando variáveis
como a raiz quadrada média das diferenças sucessivas, desvio padrão dos
intervalos normais entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R, pares de
intervalos entre os batimentos e o tempo entre duas ondas R adjacentes que diferem
entre si mais de 50 ms; baixa frequência, alta frequência, razão baixa frequência e
alta frequência.
Por apresentar diversas opções de análise, além de uma interface que
apresenta facilidade no uso, o software Kubios tem se mostrado uma ferramenta
avançada para o estudo da variabilidade dos intervalos dos batimentos cardíacos.
51
Os relatórios detalhados podem ser impressos e salvas em PDF (Portable
document format) e os resultados podem ser salvos como um arquivo de texto no
formato do SPSS, existindo a opção de importá-los para o Microsoft Excel.
As figuras abaixo apresentam exemplos de resultados gerados pelo software
Kubios, onde a figura 20 mostra a impressão de eletrocardiograma; a figura 21
mostra a tela com a folha de relatório do resultado de análise calculado pelo
software; a figura 22 demonstra a análise no domínio tempo; a figura 23 a análise no
domínio frequência; e a figura 24 a análise não linear.
52
Figura 20: Impressão do sinal de eletrocardiograma gerado pelo software.
Fonte: TARVAINEN; NISKANEN, 2012
53
Figura 21: Folha de relatório do resultado de análise calculado pelo software.
Fonte: TARVAINEN; NISKANEN, 2012
54
Figura 22: Análise no domínio de tempo.
Fonte: TARVAINEN; NISKANEN, 2012
Figura 23: Análise no domínio de frequência.
Fonte: TARVAINEN; NISKANEN, 2012
55
Figura 24: Análise não linear.
Fonte: TARVAINEN; NISKANEN, 2012
A figura abaixo mostra um aparelho iCelera e as opções de canais
disponíveis para o exame de polissonografia.
56
Figura 25: Aparelho Icelera Dast-Poli 26i.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
Na figura abaixo, é possível observar a tela onde se visualiza o exame
enquanto este é realizado.
Figura 26: Visualização dos sinais dos canais.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
57
Existem duas formas de o profissional selecionar o exame a ser visualizado:
quando este acabou de ser realizado, o nome do paciente e o número do exame é
mostrado no menu Arquivo, bastando selecioná-lo para que o exame seja aberto; ou
acessando o menu Arquivo / Selecionar exame, quando é mostrada uma tela (Figura
27), sendo possível selecionar o exame desejado clicando em abrir.
Figura 27: Tela de abertura de exame realizado.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
Na tela de visualização e análise do exame são mostrados, além dos
resultados, o horário em que a página foi gravada e o tempo transcorrido de exame,
como se pode observar na figura 28. A figura 29 mostra a tela de visualização de
resultado de um exame onde o paciente apresenta quadro de hipopneia, enquanto a
figura 30 apresenta resultado com quadro de apneia.
58
Figura 28: Tela de visualização e análise do exame.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
Figura 29: Tela de visualização de hipopneia.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
59
Figura 30: Tela de visualização de apneia.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
A utilização do iCelera Fast-Poli 26i permite selecionar trechos do exame para
que sejam exportados para outro arquivo, mantendo apenas os trechos
selecionados e eliminando o restante. Caso o exame tenha sido feito com gravação
de vídeo, este também pode ser copiado e exportado. Para tanto, basta clicar o
cursor nas páginas/épocas do exame completo e arrastá-lo até o início do trecho
desejado, clicando em Início; arrastando-o, a seguir, até o final do trecho desejado e
clicando em Incluir trecho, repetindo o procedimento para todos os trechos
desejados.
Para facilitar a seleção, ao se clicar em páginas marcadas para impressão e
Períodos de mapeamento, o sistema automaticamente inclui os trechos de todas as
páginas marcadas para impressão ou períodos selecionados para mapeamento.
Para desmarcar algum trecho, basta selecioná-lo na lista e clicar em Desmarcar
trecho, ou ainda, caso se deseje excluir os trechos selecionados e incluir os não
selecionados, basta clicar em inverter seleção.
O Software permite, ainda, exportar para um novo arquivo os trechos
selecionados para um novo arquivo de exame; exportar todos os canais gravados,
independente da montagem selecionada; exportar apenas os canais da montagem
selecionada, nos formatos de arquivo iCelera, formato padrão do sistema ou EDF
(European Data Format), como se observa na figura abaixo.
60
Figura 31: Tela de exportação de exame e eliminação de trechos.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
O laudo oferece as informações do paciente e várias análises e estatísticas
do exame. Quando é aberto pela primeira vez o sistema automaticamente preencheo com as informações do exame, bastando ao médico preencher a conclusão e
salvar, como pode ser observado na figura 32. Após essa etapa, o sistema não o
atualiza para não perder quaisquer alterações que tenham sido feitas, devendo, para
atualizar o laudo, clicar em Recriar laudo. Depois de preenchido e salvo, o laudo
pode ser impresso.
61
Figura 32: Laudo do exame.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
O software fornece a opção de visualização de um relatório resumo, que
contém informações e estatísticas da duração do exame, latência do sono, estágios
e eventos, como demonstrado na figura abaixo.
62
Figura 33: Relatório resumo do exame.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
Também é possível obter relatório dos eventos respiratórios, que contém
gráfico e total por tipo de evento e detalhamento de cada evento (figura 34); relatório
de dessaturação, que contém gráfico com a distribuição de saturação arterial de
63
oxihemoglobina (SaO2) no exame todo, análise geral da saturação e detalhamento
de cada dessaturação ocorrida (figura 35); e relatório de estágios, que contém
gráfico com a distribuição dos estágios e detalhamento de cada mudança de estágio
ocorrida (figura 36).
Figura 34: Relatório dos eventos respiratórios.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
64
Figura 35: Relatório de dessaturações.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
65
Figura 36: Relatório de estágios.
Fonte: Homed Equipamentos Médico Hospitalar Ltda. Manual de utilização do software Fast-Poli 26i
É possível, portanto, observar que o software utilizado proporciona diversos
recursos para a realização do exame, atendendo ao objetivo proposto no estudo.
66
4.7. Análise estatística
Os dados foram testados quanto à normalidade por meio do teste D'Agostino &
Pearson omnibus normality test. (Graphpad Software Inc., 2004). Dados distribuídos
normalmente são representados por média (SE), e os dados que não são
normalmente distribuídos são representados por mediana (intervalo interquartílico).
As diferenças entre as três diferentes populações foram testadas utilizando-se
ANOVA seguido pelo teste de Tukey de comparações múltiplas (p<0,05 foi
considerado estatisticamente significativo). Pearson coeficiente de correlação r foi
usado para quantificar uma relação entre duas ou mais variáveis; para o teste
bicaudal o valor de p<0,05 foi considerado estatisticamente significativo.
A análise das características do receptor-operador (ROC) para o índice da
VFC que melhor se correlacionou com o índice de apneia e hipopneia foi realizada.
Para avaliar a eficácia da VFC que melhor se correlacionou com o índice de apneia
e hipopneia como sendo uma ferramenta com potencial para o diagnóstico de
diferentes graus de apneia obstrutiva, foram tabuladas as características de
funcionamento 2 receptor (ROC) com base em um limiar de IAH = 15 (para apneia
obstrutiva moderada) e IAH = 30 (para a apneia obstrutiva grave) e suas áreas sob a
curva (AUC) foram calculadas como uma medida da eficácia global da pontuação de
diagnóstico.
A análise ROC (Receiver operating characteristic) organiza e seleciona
sistemas de diagnóstico e/ou predição, sendo seus gráficos bastante usados na
análise da qualidade de um determinado teste clínico (PRATI; BATISTA; MONARD,
2008).
As curvas de ROC constituem um método eficiente de mostrar a relação
geralmente oposta entre a sensibilidade e a especificidade de exames que
proporcionam resultados contínuos, sendo uma ferramenta eficiente para mensurar
e explicitar problemas no desempenho do diagnóstico em medicina, possibilitando o
estudo da variação da sensibilidade e especificidade para valores de corte diversos
(MARGOTTO, 2010).
O valor do ponto de corte pode ser definido arbitrariamente pelo pesquisador,
dentre os possíveis valores para a variável de decisão sobre a qual o paciente será
classificado como positivo, quando se detecta a presença da doença caso o
67
resultado esteja acima daquele definido; e sem doença, quando o valor se apresenta
abaixo da variável (MARGOTTO, 2010).
Os dados foram analisados utilizando-se o software estatístico (GraphPrism 6
para Mac OS X).
68
5. RESULTADOS
A duração média dos exames polissonográficos foi de 6 h e 52 minutos (412 ±
12 minutos).
Os
parâmetros
polissonográficos
da
amostra
estudada
são
apresentados abaixo.
O índice de apneia-hipopneia (IAH) categoriza a Síndrome da Apneia do
Sono (SAOS) em:
•
Leve
IAH < 15
•
Moderada
IAH = 15 - 30
•
Grave
IAH > 30.
A amostra apresentou índices elevados de apneia grave, como pode ser
observado na figura abaixo.
Figura 37: Índice de Apneia e Hipopneia calculados pelo número de eventos por hora.
O índice de despertar foi alterado de acordo com o índice de apneia e
hipopneia (IAH), tendo se apresentado mais elevado na apneia grave (figura 38).
69
Figura 38: Índice de despertar calculados pela frequência por hora.
O índice de dessaturação de oxigênio (IDO) foi alterado de acordo com o
índice de apneia e hipopneia (IAH), tendo sido maior na apneia grave (figura 39).
Figura 39: Índice de dessaturação do oxigênio calculados pelo número de eventos por hora.
70
Houve uma correlação positiva entre o índice de apneia-hipopneia e os
demais índices da polissonografia, como se observa na figura abaixo (figura 40).
Figura 40: Correlação entre o índice de apneia-hipopneia e demais índices da polissonografia,
avaliando o índice de dessaturação do oxigênio e índice de despertar.
Os índices da VFC no domínio da frequência, como uma medida do balanço
simpático apresentaram:
•
Baixa frequência (BF) = um indicador geral de modulação agregado de ambos
os ramos simpático e parassimpático do SNA.
•
AF = 0,04-0,15 Hz
•
BFun = BF / (BF + AF), enfatiza a contribuição relativa da BF.
•
Alta frequência (AF) = índice de modulação do ramo parassimpático do
sistema nervoso autônomo (SNA)
•
aF = 0,15-0,40 Hz
•
AFun = BF / (BF + AF), enfatiza a contribuição relativa da IC.
•
Razão BF / AF interpretada como equilíbrio simpato-vagal.
Os pacientes com diferentes graus de índice de apneia e hipopneia (IAH)
tiveram níveis semelhantes no balanço simpato-vagal, como indicado pelos índices
de frequência de domínio da VFC baixas e altas (BFun, AFun e BF / AF), como é
possível observar nas figuras 41 e 42.
71
Figura 41: Índices de frequência de domínio da VFC baixas e altas, calculados em unidades
normalizadas.
Figura 42: Razão entre BF/AF calculados pela relação entre BF e AF.
O Índice SD1 representa a dispersão de pontos perpendiculares à linha de
identidade e parece ser um índice de variabilidade-batimento a batimento
instantânea (isto é, a variabilidade de curto prazo, que é causado principalmente por
arritmia sinusal respiratória), enquanto o índice SD2 representa a dispersão de
pontos ao longo da linha de identidade e ele caracteriza a VFC a longo prazo.
72
Os pacientes com diferentes graus de índice de apneia e hipopneia (IAH)
tiveram níveis semelhantes no balanço simpato-vagal, como indicado pelos índices
de VFC no domínio do tempo (figura 43 e 44).
Figura 43: Índice SD1 calculados em ms.
Figura 44: Índice SD2 calculados em ms.
73
A análise de flutuação retificada (AFR) mede a correlação dentro do sinal,
onde DFAα1 caracteriza as flutuações de curto prazo, obtido a partir da faixa de 4 ≤
n ≤ 16 e DFAα2 caracteriza flutuações de longo prazo, obtido a partir do intervalo 16
≤ n ≤ 64, sendo 0 < α < 0,5: grande valor é susceptível de ser seguido por um
pequeno valor e vice-versa.
No presente estudo, não houve correlação entre o índice de DFAα1 com o
índice de apneia-hipopneia (IAH) e os demais índices de polissonografia, como é
possível observar nas figuras 45 e 46.
Figura 45: Índice de DFAα1.
74
Figura 46: Índice de DFAα1com os demais índices de polissonografia (Índice de despertar; índice de
dessaturação do oxigênio e índice de apneia/hipopneia).
Houve uma correlação positiva e significativa do índice de DFAα2 com o
índice de apneia-hipopneia (IAH) e os demais índices de polissonografia (figuras 47
e 48).
Figura 47: Índice de DFAα2.
75
Figura 48: Índice de DFAα2 com os demais índices de polissonografia.
O índice DFAα2 teve um valor prognóstico significativo para IAH moderada ou
grave (figuras 49 e 50).
Figura 49: IAH Moderada, analisada através da curva ROC da correlação de longa duração
das propriedades dos iR-R, com IAH maior de 15.
76
Figura 50: IAH Severa analisada através da curva ROC da correlação de longa duração das
propriedades dos iR-R, com IAH maior de 30.
77
6. DISCUSSÃO
A principal conclusão deste estudo é que o índice de DFAα2 do ECG total medido
durante o sono pode prever com precisão apneia obstrutiva do sono moderada ou
grave. Além disso, análise da variabilidade da frequência cardíaca no traçado de
ECG total, durante o sono, não indicaram alterações significativas no balanço
simpato-vagal entre apneia obstrutiva de sono dos tipos leve, moderada ou grave.
Também, existem correlações positivas e significativas entre o índice de apneia
hipopneia e os demais índices de polissonografia, índice de dessaturação de
oxigênio (IDO) e índice de “arousal” (IA) (despertar).
A concordância entre o índice de apneia e hipopneia, índice de dessaturação
de oxigênio e índice de despertar foram encontrados tanto no nosso como em outros
estudos (TORRE-BOUSCOULET et al., 2007). A apneia obstrutiva do sono é
definida por episódios de colapso parcial ou completo da via aérea superior durante
o sono (ou seja, IAH - índice de apneia-hipopneia). Isso faz com que haja uma
diminuição ou interrupção completa do fluxo de ar. Consequentemente, uma
saturação defeituosa de ventilação alveolar será uma resultante e a saturação de
oxigênio arterial pode cair (isto é, IDO, índice de dessaturação de oxigênio). Estes
eventos terminam geralmente ao despertar (ou seja, IA). Portanto, faz sentido em se
detectar uma correlação estatística entre estes índices de polissonografia, que pode
ser útil na padronização de equipamentos de polissonografia e abordagens de
classificação específicas para quantificar distúrbios respiratórios relacionados com o
sono (REDLINE et al., 2007; DE BACKER, 2013).
No presente estudo, os índices da VFC nos domínios da frequência e tempo
do traçado total de ECG durante o sono indicam que pacientes com diferentes graus
de índice de apneia e hipopneia (IAH) têm níveis semelhantes do balanço simpatovagal. Os índices normalizados no domínio da frequência de AFun e BFun e sua
razão BF/AF são considerados como índices que carregam informações sobre o
balanço simpato-vagal (BURR, 2007). O índice no domínio do tempo SD1 parece ser
um índice de variabilidade instantânea da variabilidade batimento a batimento,
enquanto que o índice SD2 que caracteriza a VFC a longo prazo pode refletir a
variabilidade autonômica global (CAMPOS et al., 2013).
78
Estes dados não discordam com várias indicações da atividade simpática
ativada em específicas e estreitas janelas de tempo quando ocorrem episódios de
apneia / hipopneia.
O impacto da apneia obstrutiva do sono no sistema nervoso autônomo tem
sido extensivamente estudado e continua a ser um assunto de interesse atual.
Marcadores da atividade autonômica como algoritmos de variabilidade da
frequência cardíaca são amplamente utilizados para estudar a influência neural do
sistema simpático e parassimpático sobre o coração. A maioria dos estudos da VFC
estão utilizando análises de frequências lineares ou análises no domínio do tempo
que são baseadas na suposição de que a série de tempo no período da frequência
do coração contem apenas dinâmicas lineares e estacionários. No presente estudo,
a análise da variabilidade da frequência cardíaca de um período inteiro de sono
através de análises lineares podem dar informações sobre os níveis basais do
balanço simpato-vagal e talvez não possam detectar eventos de apneia/hipopneia
de curto prazo.
Análises não-lineares da dinâmica de frequência cardíaca, tais como análise
flutuação da frequência cardíaca retificada livre pode detectar informações
fisiopatológico que não são alcançadas por meio de análise variabilidade da
frequência cardíaca convencional (HARDSTONE et al., 2012). Como tal, as
alterações DFAα2, indicando perda da dinâmica de frequência cardíaca fractais,
foram significativamente associadas com risco de morte cardíaca (DONG et al.,
2013).
Os pacientes com apneia obstrutiva do sono têm um risco aumentado de
doença
cardiovascular
(DONG
et
al.,
2013).
Nesses
pacientes,
relações
significativas entre o risco de morte cardíaca e AHI foram relatados (KENDZERSKA
et al., 2014). No presente estudo, a correlação positiva significativa detectada entre
DFAα2 e IAH pode indicar que a alteração da dinâmica de frequência cardíaca
fractais pode representar a ligação da IAH com o prognóstico de apneia obstrutiva
do sono. Em um estudo com pacientes de hemodiálise, DFAα2 foi significativamente
positivamente correlacionada com índice de depressão (KOJIMA et al., 2008), que é
uma complicação comum em pacientes com apneia obstrutiva do sono e um
possível fator de risco cardiovascular independente.
A análise de sensibilidade ROC do DFAα2 indicaram que a fração de pessoas
com apneia obstrutiva do sono em que o teste identifica corretamente como positivo
79
foi de 86,11 % e 60 % para a apneia obstrutiva do sono moderada ou grave,
respectivamente. A fração de pessoas sem a doença em que o teste identifica
corretamente como negativo era de 63,64 % e 88,89 %, como apneia obstrutiva do
sono moderada ou severa, respectivamente, conforme indicado pela especificidade
ROC. Embora a análise ROC indicou um poder prognóstico significativo do índice
DFAα2 para a gravidade da apneia obstrutiva do sono, a desvantagem do nosso
estudo é a de não ter um grupo controle sem apneia obstrutiva do sono (ou seja, IAH
menor que cinco).
A apneia obstrutiva do sono é uma doença comum. Estudos baseados na
comunidade, utilizando questionários de triagem, tendem a superestimar indicações
da polissonografia levantando a legítima questão: “Quando é que este paciente
apresenta apneia obstrutiva do sono?" (MYERS; MRKOBRADA, M.; SIMEL, 2013).
Além disso, recomenda-se que o exame clínico para probabilidade de apneia
obstrutiva do sono deva ser estabelecido antes do encaminhamento dos pacientes
para o teste definitivo. Nosso estudo indica que DFAα2 derivada de um registro
continuo de frequência cardíaca durante a noite pode ser um bom biomarcador
preditivo da apneia obstrutiva do sono. Pré-triagem de pacientes com suspeita de
apneia obstrutiva do sono com o índice DFAα2 de frequência cardíaca, pode
melhorar a discriminação de apneia do sono. Os avanços nas tecnologias de
automonitoramento de saúde, incluindo monitoramento da frequência cardíaca
através de ECG ou métodos de fotopletismografia oferecem uma opção promissora
para fornecer uma técnica simplificada para triagem de apneia do sono na prática
diária do cardiologista.
Estudos clínicos e experimentais têm demonstrado que a capacidade de
modulação autonômica do aparelho cardiovascular está alterada na síndrome da
apneia obstrutiva do sono, acometendo, direta ou indiretamente, o coração. Essa
alteração funcional contribui, de forma significativa, para o desenvolvimento de
arritmias potencialmente fatais, exercendo importante influência na morbimortalidade
das doenças que se fazem acompanhar de alterações do sistema simpato-vagal.
O estudo da variabilidade da frequência cardíaca é uma ferramenta atrativa
não invasiva para analisar a modulação autonômica do coração e seus índices são
obtidos pela análise dos intervalos entre as ondas R, as quais podem ser captadas
por instrumentos como os cardiofrequencímetros, a partir de sensores externos
colocados em pontos específicos do corpo.
80
Assim, a polissonografia deveria ser um método para o diagnóstico definitivo
de pacientes com síndrome da apneia do sono, pois, além de apresentar alto custo,
requer uma avaliação demorada, apresentando dificuldade de aplicabilidade em
relação ao ambiente durante ao exame, pelo fato do paciente permanecer durante
toda uma noite monitorizado com vários eletrodos, no quarto do laboratório do sono.
Nesse contexto, os cardiofrequencímetros solucionaram essas dificuldades
em primeiro momento, já que são mais acessíveis tanto em relação ao custo quanto
à praticidade.
81
7. CONCLUSÃO
Os resultados obtidos permitiram identificar que:
•
A análise de flutuação retificada (AFR) do índice DFAα2 da frequência
cardíaca do ECG inteiro de sono foi significativamente positivamente correlacionada
e tem um valor significativo para a previsão do índice de apneia-hipopneia (IAH).
•
Houve uma correlação positiva entre o índice de apneia-hipopneia e os
demais índices de polissonografia, índice de dessaturação de oxigênio (IDO) e
índice de “arousal” (despertar).
•
Os índices da frequência cardíaca nos domínios de frequência e tempo
de ECG inteiro durante o sono indicam que os pacientes com diferentes graus de
índice de apneia e hipopneia (IAH) tiveram níveis semelhantes do balanço simpatovagal.
•
O estudo da variabilidade da frequência cardíaca pode ser realizado,
em um primeiro momento, por instrumentos como os cardiofrequencímetros, a partir
de sensores externos colocados em pontos específicos do corpo, sendo a
polissonografia utilizada para um diagnóstico definitivo, devido ao alto custo, pouca
disponibilidade de laboratórios do sono e tempo de duração do exame, levando o
paciente a permanecer durante a noite nestes locais.
82
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ANEXO A
Termo de aprovação do projeto pelo Comitê de Ética em Pesquisa
88
ANEXO B
Termo de autorização da pesquisa