Standardisert terminologi, teknikk og skåre system for humane søvnstadier

Søvnstadieskåring

Rechshaffen og Kales system for søvnskåring var i mange år den internasjonale standarden. En skjematisk oversikt over innholdet i polysomnogrammet ved de ulike søvnstadiene er vist i Figur 2. Det amerikanske søvnakademiet AASM  har publisert flere nyere retningslinjer for søvnskåring. Amerikanske søvnsentre som ønsker akkreditering av AASM må følge disse retningslinjene, men disse retningslinjene brukes også i stor grad internasjonalt og det vil ofte være påkrevd å skåre etter disses kriteriene hvis en ønsker å publisere polysomnografidata. Disse retningslinjene oppdateres med ujevne mellomrom, sist juli 2014, og er tilgjengelig via nettsidene til AASM. Våre anbefalinger for søvnskåring baseres på AASM retningslinjer fra juli 2014,med noen få presiseringer og føringer der AASM kriteriene er uklare eller har alternativer. Her gjengis hovedtrekkene av AASMs retningslinjer for søvnskåring med kommentarer. Vår framstilling her er ment å være tilstrekkelig som et oppslagsverk i det daglige.  For detaljert framstilling av skåringskriteriene henvises til AASM søvnmanual versjon 2.3, (1. april 2016).

Det eksisterer føringer for skjermstørrelse  for minste skjermstørrelse fra AASM (15”), men de aller fleste søvnlaboratorier bruker 24” skjerm.  Det er ikke kjent i hvilken grad skjermstørrelse påvirker skåringen. Erfaring tilsier at veksling mellom ulike skjermstørrelser er vanskelig.

Tretti sekunders epoker fra ”lys av” til ”lys på” skåres manuelt visuelt og fortløpende hvor hver epoke tildeles en søvnskår. Når det er mer enn ett søvnstadium tilstede i epoken skåres det søvnstadiet som dominerer (>50%, dvs >15 sek).

Langsom aktivitet defineres som 0.5-2 Hz med minimum 75 µV amplitude (topp til topp) i frontale avledninger.

Når frekvensområdene delta, theta, alfa og beta brukes menes frekvenser i området 0-4 Hz (delta), 4-8 Hz (theta), 8-13 Hz (alfa) og > 13 Hz (beta)

Fysiologien under dyp søvn stadium N3 er ulik fysiologien i N2 (mer thalamocortical delta, økt veksthormon). Det er mer stadium N3 etter kveldstrening og passiv oppvarming).  N3 , men ikke N2 øker etter søvndeprivasjon (”rebound” effekt).

 

 

Figur 2. Skjematisk oversikt over innholdet i polysomnogrammet ved de ulike søvn­stadiene slik de ble delt inn i den eldre Rechtshaffen & Kales gradering. I nyere klassifikasjoner fra AASM er stadium III og IV slått sammen (N3).

Våkenhet

karakteriseres ved forekomst av posterior grunnrytme (alfa rytme)og annen blandet frekvens aktivitet med lav amplitude, høy EMG og blunking. Skåres når mer enn 50 % av epoken domineres av våken aktivitet. Ikke alle personer genererer tydelig alfa rytme. Da er det viktig at man bruker informasjon om evnt. raske øyebevegelser, blunking osv for å vurdere våkenhet.

Stadium N1

Er definert med relativt lav amplitude (lavspent) og blandet aktivitet i frekvensområdet 4–7  Hz  uten hurtige øyebevegelser. Hurtigere frekvenser har vanligvis lavere amplitude enn 4–7 Hz aktiviteten.

Stadium 1 opptrer vanligvis på overgangen mellom våken tilstand og de andre søvnstadiene. I løpet av nattesøvnen er Stadium 1 kortvarig, vanligvis mellom 1 og 7 minutter. 4–7 Hz aktiviteten med høy amplitude forekommer uregelmessig som utbrudd helst mot slutten av Stadium 1. Da kan det også forekomme skarpe vertex bølger ofte samtidig med 4–7 Hz aktivitet med høy amplitude. De skarpe vertexbølgene kan være opp til 200 mikrovolt, og har varighet < 0.5 sekunder

Ved innsovning ser man ofte at hurtige øyebevegelser erstattes av langsomme øyebeveglser. Langsomme øyebevegelser ses under innsovning som konjugerte, vanligvis sinusoidale øyebevegelser med initial defleksjon som vanligvis varer mer enn 0.5 sekunder.Stadium 1 etter våkenhet er karakterisert ved langsomme øyebevegelser som varer flere sekunder.

  1. Stadium N1 skåres når posterior grunnrytme er attenuert og erstattet av lavspent blandet 4-7 Hz (theta) aktivitet i mer enn 50 % av epoken.
  2. Hos personer uten tydelig posterior grunnrytme ved øyelukking (10-20 %) skåres N1 enten når det er lavspent theta tilstede og bakgrunnsaktiviteten faller med  minst 1 Hz sammenlignet med våken tilstand, eller når det tilkommer skarpe vertex bølger, eller når det tilkommer langsommer øyebevegelser.
  3. Det skal ikke være forekomst av søvnspindler eller K-komplekser i første halvdel av epoken.
  4. Ved korte oppvåkninger på 3 sekunder eller mer (arousals) i stadium N2, skåres N1 hvis EEG i fortsettelsen av arousal hendelsen domineres av lavspent theta inntil det er klare holdepunkter for annet søvnstadium.
  5. Ved arousals i REM søvn skåres N1 i fortsettelsen hvis det også er tilstede langsomme øyebebegelser, også hvis submental (hake) EMG tonus er lav.

Merk at arousal-indusert K-kompleks (for eksempel forårsaket av apne) ikke er et tegn på stadium N2.

Stadium N2

Inneholder søvnspindler med aktivitet på 11 – 16 Hz og K- komplekser mot en bakgrunn med blandet aktivitet med lav amplitude. K-komplekser og søvnspindler bestemmer når stadium N2 skal skåres. Søvnspindler varer 0.5 sekunder eller mer, og består oftest av 12-14 Hz aktivitet. Litt forekomst av 12–14 Hz aktivitet med lav amplitude kan sees på overgangen til Stadium 2, men denne aktiviteten blir ikke definert som søvnspindler før det ses rytmiske utbrudd på minst 0.5 sekunder. K-komplekser er bi-/trifasisk bølge av 0.5-1 s varighet som forekommer  ca 0.7-3.8 ganger  per minutt), har negativ initial komponent og som følges noen ganger av spindel- eller kort alfautbrudd. K-komplekser kan være spontan eller fremkalt (arousalindusert K kalles N550), og har frontalt maksimum med amplitude 100-400 µV.

  1. Stadium N2 skåres når det er søvnspindler og/eller K-kompleks tilstede i første halvdel av epoken, eller i siste halvdel av foregående epoke,  forutsatt at K-kompleksene ikke er assosiert med arousals.
  2. Ved EEG dominert av lavspent theta, og fravær av søvnspindler og K-kompleks i fortsettelsen  av en N2 epoke, skåres fremdeles N2.
  3. Når det er skåret N3, men hvor påfølgende epoker ikke tilfredstiller krav til N3, skåres N2 såfremt det ikke tilkommer arousals eller det tilkommer tegn til våkenhet eller REM søvn.
  4. Skåring av N2 opphører ved overgang til andre søvnstadier. N2 opphører også når det tilkommer en arousal etterfulgt av lavspent theta, eller når det tilkommer en stor kroppsbevegelse etterfulgt av langsomme øyebevegelser og lavspent theta uten spontane K-komplekser eller søvnspindler.

Stadium N3

Den cerebrale aktiviteten i dette stadium inneholder langsom aktivitet. Den langsomme aktiviteten i N3 skal være 0.5- 2 Hz. Dette er en konsensubasert definisjon som opprinnelig kommer fra R&K kriteriene. En bør ikke bruke”deltasøvn” som begrep fordi delta i EEG er definert som ≤ 4 Hz. Merk at amplitudekriteriet på 75 µV for langsom søvn gjelder for de frontale avledningene (kom inn i AASM 2007 kriteriene). Søvnspindler og K-komplekser kan forekomme i Stadium 3.

Amplituden på den langsomme aktiviteten faller med alder over 40 år. Allikevel er kriteriet fortsatt uavhengig av alder fordi det ikke foreligger data om validitet ved andre amplitudekriterier enn 75 µV, og at intervensjoner gir målbar endring i langsom aktivitet i alle aldersgrupper.

K-komplekser anses som langsom aktivitet såfremt de tilfredsstiller frekvens og amplitudekrav til langsom aktivitet (0.5-2 Hz og > 75µV frontalt). Patologisk bølger som anses relatert til andre sykdommer (eks epilepsi, encefalopati) skal ikke telle som langsom aktivitet i søvnskåringssammenheng.

  1. N3 skåres når det er langsom aktivitet i 20 % eller mer av en epoke.)

REM søvn (stadium R)

I dette stadiet forekommer blandet aktivitet med lav amplitude med episodiske REM søvn karakteristika. De karakteristiske raske øyebevegelsene som gir navnet til stadiet (”rapid eye movements” = REM) er konjugerte, uregelmessige, skarpe øyebevegelser med en initial defleksjon vanligvis mindre enn 0.5 sekunder. De er imidlertid langsommere og mer langvarige enn våken-sakkader. EEG mønsteret under REM søvn ligner det som sees i Stadium 1 bortsett fra at skarpe vertex bølger ikke er uttalt under REM søvn (kalles nå for Low amplitude mixed frequency EEG – LAMF). Distinkte sagtakkete bølger ses i vertex og frontalregionene, ofte like forut for raske øyebeveglser. Alfa-aktiviteten er noe mer fremtredende i REM søvn enn i Stadium 1. K-komplekser og spindler kan forekomme , særlig i nattens første REM søvn periode.

REM søvn bør ikke skåres ved et relativt høyt tonisk submentalt EMG. Submentalt EMG er vanskelig å standardisere, fordi det varierer fra den ene pasienten til den andre, og med de vanlig brukte elektrodene vil det alltid være en viss EMG tonus. Derfor må denne EMG diagnosen bygge på relative verdier: Under REM søvn skal tonus ikke være høyere enn det foregående søvnstadium. Vanlig­vis er EMG tonus på sitt laveste i forbindelse med REM søvn. Denne lave EMG-tonus kan eventuelt også nås i de andre søvnstadiene, men det skal alltid nås i forbindelse med REM søvn. Lave EMG-amplituder bidrar derfor lite til å diagnostisere et REM søvn stadium, men forekomst av «relativt høy» EMG amplitude skal tale mot et REM søvn stadium. Muskelrykninger (”transient muscle activity/ phasic muscle twitches") av kort varighet < 0.25 sekunder, ofte tydeligst samtidig med raske øyebevegelser, ses ofte i REM søvn.

  1. R skåres i epoker hvor det er både lavamplitudig blandete frekvenser uten K komplekser eller søvnspindler,og lav submental EMG tonus med samtidige raske øyebevegelser i størstedelen av epoken, og raske øyebevegelser. Som hovedregel skal alle disse tre kriteriene være tilfredstilt, og epoken kan da omtales som definitiv R.

I tillegg kommer følgende kriterier som definerer overgangen mellom R og andre stadier.  Merk at noen av disse kom først inn i AASM skåringskriterier i 2014.

  1. I epoker som kommer før en definitiv R epoke (og uten andre stadier i mellom) hvor det ikke er raske øyebevegelser, skåres epokene som R hvis alle følgende kriterier er tilstede:
    1. EEG inneholder lavspent aktivitet med blandede frekvenser uten K eller søvnspindler
    2. Submental EMG er lav
    3. Ingen mellomliggende arousals
    4. Ingen langsomme øyebevegelser etter arousal eller våkenhet

Hvis majoriteten av en epoke kan skåres som R, skal stadium R kriterier overstyre stadium N2 kriterier.  Merk at dette innebærer at en R epoke kan inneholde K-komplekser eller søvnspindler såfremt denne delen er < 50% og ikke mellom aktuelle epoke og en definitiv R epoke.

  1. I epoker som følger etter definitiv R skåres R også ved fravær av raske øyebevegelser hvis også følgende kriterier er tilfredstilt:
    1. EEG inneholder lavspent aktivitet med blandede frekvenser uten K eller søvnspindler
    2. Submental EMG er lav
    3. Ingen mellomliggende arousals
    4. Ingen langsomme øyebevegelser etter arousal eller våkenhet
  1. R opphører :
    1. Ved overgang til våkenhet eller stadium N3
    2. Ved økning i submental EMG over R nivå i majoriteten av epoken og kriterier for N1 er tilstede
    3. Ved arousal med langsomme øyebevegelser
    4. Stor kroppsbevegelse etterfulgt av langsomme øyebevegelser og lavspent blandet aktivitet uten spontane K eller søvnspindler
    5. Ved spontane K kompleks eller søvnspindler i første halvdel av epoken og det er fravær av raske øyebevegelser i aktuelle epoke. Merk at hvis det er både K kompleks/søvnspindler og raske øyebevegelser tilstede skåres R, forutsatt at EMG fortsatt er lav.
    6. I epoker med lav submental EMG og både raske øyebevegelser og søvnspindler/K-komplekser :
      1. Epoker mellom to K-komplekser, to søvnspindler, eller et K-kompleks og søvnspindel, uten mellomliggende raske øyebevegelser, skåres som N2
      2. Epoker med raske øyebevegelser uten søvnspindler/K-komplekser og lav submental EMG på R nivå, skåres som R
      3. Hvis hoveddelen av en epoke er N2, skal den skåres som N2.
      4. Hvis majoriteten av en epoke er R, skåres den som R.

Arousals

Kjennetegnes av plutselig endring i EEG frekvensinnhold med alfa, theta eller frekvenser raskere enn 16 Hz (søvnspindler unntatt) som varer minst 3 sekunder, med minst 10 sekunder stabil søvn forut for hendelsen. Under REM søvn må det i tillegg være en samtidig økning av submental EMG tonus som varer minst et sekund. Både totalt antall arousals og antall arousals per søvntime kan rapporteres.

Det er svært arbeidskrevende å skåre arousals, og det er så langt ikke framkommet klar klinisk nytteverdi av arousal indeks. Skåring av arousals i forbindelse med respirasjonshendelser er nødvendig for skåring av hypopne, men skåring av arousals utover det som er nødvendig for dette synes det ikke grunnlag for å anbefale inntil videre. 

Respirasjonshendelser

Det anbefales å gjøre opptak og skåring av respirasjonshendelser i henhold til AASM skåringsmanual fra juni 2014.

Dette innebærer at ved polysomnografi for diagnostiske formål bør gjøres måling av respirasjon både med nasal trykkmåler, nasal termistor, og respirasjonsbelter. Monitorering av snorking og hypoventilasjon bør gjøres på spesielle indikasjoner, men ikke nødvendigvis rutinemessig.

Skåring av hypopne i PSG bør gjøres basert på fall i nasal trykkmåling på 30 % eller mer, med varighet i minst 10 sekunder. Trykkfallet må enten falle sammen med ≥3 % desaturasjonsfall eller være assosiert med en arousal. Dette er det såkalte 2012 1a punktet i AASMs skåringsmanual, og innebærer at apne/hypopne indeks (AHI) målt med PSG for mange pasienter vil være høyere en om en måler kun med polygrafi (som ikke har mulighet for ta hensyn til arousals grunnet manglende EEG registrering). Hvis programvaren tillater det anbefales det å oppgi både total AHI, og AHI basert på henholdsvis desaturasjonsfall og arousals, siden dette kan ha klinisk betydning.

Det anbefales å skåre/rapportere henholdsvis obstruktive og sentrale hypopne episoder på spesielle indikasjoner, men ikke nødvendigvis rutinemessig.

Defininsjoner av de vanligste respirasjonshendelser:

  • Apne: ≥90% flowreduksjon/ fall i amplitude målt med termistor, ≥10 sek varighet
  • Hypopne:  ≥30% flowreduksjon/ fall i amplitude målt med nasal trykkmåler, ≥ 10 sek varighet kombinert med ≥ 3% metningsfall eller arousal
  • AHI indeks: Antall apneer og hypopneer summeres og mengden beregnes som en indeks (antall/ total søvntid)
    • Lett søvnapne: 5-14/t
    • Middels søvnapne: 15-29/t
    • Uttalt søvnapne: >30/t

For skåringsregler for kardiale og bevegelsesrelaterte hendelser anbefaler vi å følge AASM sine kriterier som for øvrig har vært uendret for disse punktene i lang tid.
For skåring av hypoventilasjon under søvn anbefales å følge AASM sine kriterier.
Periodisk benbevegelse (PLM) under søvn defineres som en sekvens med minst fire leggbevegelser (LM) registrert med EMG fra tibialis anterior. Leggbevegelsenes varighet er fra 0.5-10 s med  minimum 5 og maksimum 90 sekunders avstand mellom kontraksjonene. Dersom søvnen avbrytes av en periode med våkenhet (< 90 sekunder), vil leggbevegelser etter våkenhetsperioden kunne inngå i sekvens med leggbevegelser fra før våkenhetsperioden. Leggbevegelser i den våkne perioden inngår altså ikke i sekvensen (nytt i AASMs skåringsmanual, versjon 2.3, 1. april 2016).
Ved utregning av PLM indeks telles antall leggbevegelser som inngår i PLM sekvenser (ikke antallet PLM sekvenser), og disse rapporteres som totalantall/time.Det bør presiseres at EMG bør måles fra begge bein i separate kanaler. Det anbefales å kvantitere beinbevegelser samlet for begge bein (antall bevegelser = sum av bevegelser fra høyre og venstre). Det må allikevel være mer enn 5 sekunder mellom bevegelser fra ulike ekstremiteter for at de skal telle som to ulike bevegelser. 

Kvantitering av søvnkurven

Til kvantitering av søvnkurven kan disse forkortelsene brukes :

  • Tid i sengen (TIB) = Lys på - lys av (Lights on - lights off)
  • Total søvnperiode (TSP): fra første til siste søvnepoke
  • Våken etter innsovning, dvs ”wake after sleep onset”  (WASO)
  • Total søvntid (TST) =TSP-WASO
  • Varighet av søvnfaser TW, TR, TN1, TN2, TN3, gjerne med prosentangivelse
  • Søvnlatens SL
  • Latens til persisterende søvn >10 minutter: TPS
  •  REM latens. fra innsovning til første REM epoke (RL)
  • Antallet oppvåkinger (30 sek perioder som skåres som våkenhet)(oppvåkningsindeks)

 

 

 

Figur 3. Eksempel på skifte av søvnstadier i løpet av natta.

 

Barn

Skåring av søvn og hendelser under søvn kan være utfordrende når pasienten er barn. Vurdering av EEG aktivitet i polysomnografi hos barn er krevende. Erfaring med vurdering av standard EEG med 19 kanaler eller mer kan være svært nyttig. Vi anbefaler å bruke de samme kriteriene som vi har skissert for voksne, med de tillegg som AASM anbefaler for vurdering av PSG for barn og nyfødte. For barn anbefales f.eks at søvn stadium N1 skåres også ved tilstedeværelse av hypnagog hypersynkroni hos de som ikke genererer posterior grunnrytme, og at varigheten for en signifikant apne/hypopne er definert som minst 2 respirasjonssykler (og ikke 10 sekunder).