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Biomedical & AI/Analysis and management of sleep data

수면 데이터 분석을 위한 진단 기준 (1)

by goatlab 2022. 5. 2.
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수면다원검사 (Polysomnography)

 

수면 구조와 수면 이벤트는 다양한 매개변수를 통해 모니터링할 수 있는 생리적 활동의 특징적인 패턴과 일치한다. 가장 포괄적인 수면 모니터링 방법은 수면다원검사 (PSG)이다. PSG 기록은 1960년대에 처음으로 문서화되었으며 수면 진단의 표준이 되었다. 전체 PSG는 밤새 수면 중 환자의 생리학적 매개변수를 기록할 수 있는 시설이 완비된 하나 또는 여러 개의 침실로 구성된 수면 실험실에서 수행된다. 밤새도록 자는 것에 대한 정의는 다르지만 일반적으로 최소 6시간의 수면 시간으로 간주된다. 생리학적 데이터는 야간에 환자를 모니터링하는 중앙 병동으로 전송되고, somnogram 후속 평가를 위해 기록된다.

 

수면 실험실의 침실
수면 실험실의 모니터링 병동

 

수면다원검사 중 측정된 생리학적 매개변수 (Physiological parameters measured during polysomnography)

 

수면다원검사에 대한 표준화된 측정 권장 사항은 1950년대에 개발되었으며 이후 수십 년 동안 더욱 개선되었다. 현재 권장되는 매개변수는 다음과 같다.

 

  • 여러 EEG 파생물을 통해 측정된 뇌 활동은 특정 뇌파 패턴과 일치하는 수면 단계를 감지하는 데 필수적이다. 파생은 일반적으로 귓불이나 유양돌기에 위치한 중심 기준점에 대해 단극이다.
  • 안구 운동은 전기 안구 조영술로 감지되며 REM 수면을 감지하는 중요한 지표이다. 오른쪽 눈의 오른쪽 모서리 (오른쪽 바깥 안각)와 왼쪽 바깥 안각에 각각 부착된 두 개의 전극은 안구 운동과 관련된 근육 활동을 기록한다.
  • 근전도는 수면 단계 추정을 돕고 사지 움직임을 기록하기 위해 파생된다. 턱 위에 위치한 전극은 일반적인 근긴장도를 측정하는 데 사용된다. 또한 오른쪽 및 왼쪽 경골 근육의 표면 근육 긴장도는 다리 움직임을 감지하기 위해 파생된다.
  • 1채널 심전도 (ECG)는 심박수를 측정하고 빈맥 및 심장 부정맥을 감지하기 위해 파생된다.
  • 손가락 또는 귓불 맥박 산소 측정기 센서는 무호흡 및 저호흡 이벤트를 결정하기 위해 산소 포화도 과정을 감지한다.
  • 코골이, 기침 및 말하기 활동을 감지하기 위해 기관 영역의 목에 접촉 마이크가 부착되어 있다.
  • 비강 압력 센서와 구강 기류 감지기는 들숨과 날숨 사이의 압력 변화와 열 차이로 호흡을 기록한다. 데이터는 수면 중 호흡 불규칙을 감지하는 데 사용된다.
  • 들숨과 날숨 동안의 가슴과 복부의 움직임은 흉곽과 배꼽 위에 두 개의 팽창 벨트를 사용하여 측정한다. 역설적인 흉부 움직임과 복부 움직임은 기류가 없는 호흡 노력의 징후로 폐쇄성 무호흡증을 의미하며, 동시에 기류 중단과 흉부 움직임은 중추성 무호흡증의 징후이다.
  • 위치 센서는 흉부 벨트에 고정되어 수면 위치를 기록한다.
  • 선택적으로 수면자의 적외선 비디오 녹화는 사건수면을 진단하고 특정 형태의 간질에 대한 감별 진단을 허용하기 위해 수행된다.

 

EEG, EMG, ECG 및 EOG 데이터와 마이크의 데이터에 대한 샘플 속도는  500Hz가 권장되는 반면 기류, 가슴 및 복부 움직임은 100Hz에서 샘플링된다. 산소 포화도는  25Hz에서 샘플링되는 반면 신체 위치는 1Hz의 분해능으로 기록된다.

 

주기적인 사지 움직임을 보여주는 somnogram의 예
이후의 폐쇄성 무호흡 사건의 에피소드
Cheyne-Stokes breathing
호흡 장애의 징후가 없는 일차 코골이의 예

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