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Bibliographic Metadata

Title
Automatische Schlafstadienanalyse anhand einer reduzierten Ableitung im Vergleich mit einer Polysomnographie / eingereicht von Markus Simeoni
Additional Titles
Objective assessment of sleep using a 2-channel portable, self-applicable device
AuthorMarkus, Simeoni
Thesis advisorDorffner, Georg
Published2018
Description73 Blatt : Illustrationen, Diagramme
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionOctober 2018
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Schlaf / Polysomnographie / Schlafmessung / Schlafstadien / Elektrookulographie / Zuhause
Keywords (EN)sleep / polysomnography / Sleep scoring / Sleep stage / Electro-oculography / home
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-17652 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
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Automatische Schlafstadienanalyse anhand einer reduzierten Ableitung im Vergleich mit einer Polysomnographie [3.71 mb]
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Abstract (German)

In dieser Studie wurde untersucht, wie gut sich eine auf 3 Elektroden reduzierte elektrophysiologische Montage für die automatische Schlafstadienanalyse eignet. Um die Schlafqualität zu beurteilen, bzw. Schlafstörungen zu diagnostizieren, wird standardmäßig die Polysomnographie im Schlaflabor verwendet. Diese beinhaltet mindestens folgende Messungen: drei Elektroenzephalogramm-Elektroden, die die Hirnströme messen, zwei Elektrookulogrammableitungen (EOG) für die Bewegungen der Augen und drei Elektromyogramm-Elektroden, welche den Muskeltonus messen. Oft werden zusätzlich noch eine Reihe weiterer Parameter gemessen, um die Schlafarchitektur besser beurteilen zu können. Da eine Polysomnographie sehr viel Zeit und Ressourcen beansprucht, gibt es bereits mehrere Versuche, sich anhand einer reduzierten Messung, Daten über den Schlaf des Patienten zu verschaffen.

In dieser Studie erfolgte dies anhand zweier selbst-applizierbarer EOG-Elektroden, welche gegen eine Referenzelektrode am rechten Mastoid M2 abgeleitet wurden. Alle Elektroden wurden mit dem Rekorder “Actiwave” (CamNtech, UK) verbunden. Die Polysomnographie beinhaltete 5 EEG Elektroden (F2, C3, Cz, C4, O2) mit einer kontralateralen Referenz am linken Mastoid M1, zwei EOG Elektroden, 2 EMG Elektroden sowie 2 EKG Elektroden. Für die Aufzeichnung wurden das Gerät “MiniRecorder” (Alpha-Trace, Wien) verwendet. Die reduzierte Montage wurde jeweils eine Nacht lang an 20 gesunden Probanden in einem Alter zwischen 18 und 32 Jahren erprobt. Zum Vergleich wurde die Schlafarchitektur der Probanden zusätzlich synchron durch das Polysomnographiegerät mit Standardmontage aufgezeichnet. Die gemessenen Daten beider Geräte wurden mittels der automatischen Schlafauswertungssoftware „Somnolyzer 24x7“(1)(2) ausgewertet und direkt miteinander verglichen. Für den primären Endpunkt TST („Total Sleep Time) konnte Äquivalenz zum Goldstandard nachgewiesen werden. Das Konfidenzintervall dieser Variable lag mit [-17,11 +10,67] vollständig innerhalb des Äquivalenzbereichs [-18,5 +18,5], der durch den maximal vorkommenden Unterschied bei einer manuellen Auswertung einer PSG zwischen zwei verschiedenen Experten in der Studie von Punjabi et al.(3) definiert wurde. Die sekundären Endpunkte Wach, sowie der prozentuelle Anteil der Schlafstadien N1, N2, N3 und REM wurden auf dieselbe Art analysiert. Hier konnte für alle Parameter mit Ausnahme dem Stadium REM Äquivalenz nachgewiesen werden. Die Gesamtübereinstimmung betrug W: 78,7%, N1: 36,3%, N2: 73.8%, N3 80,2% und REM: 88,3%. Der Cohens Kappa lag bei 0,67.

Die Ergebnisse zeigen, dass die selbst-applizierbare, reduzierte Montage sich als Untersuchung eignet, um eventuelle Schlafstörungen aufzudecken und somit gezieltere Zuweisungen für Untersuchungen im Schlaflabor zu ermöglichen. Des Weiteren ermöglicht sie, Langzeitstudien für Schlafmessungen kostengünstig zu Hause durchzuführen.

Abstract (English)

Polysomnography (PSG) carried out in sleep laboratories is the gold standard to measure and diagnose sleep and sleep disorders. PSG is the measurement of various biological signals that include at least three electroencephalography (EEG), two electrooculography (EOG) and three electromyography (EMG) channels. PSG is a time-consuming and costly examination that requires skilled personnel to attach the electrodes and to analyze the results. Therefore, measurement in sleep labs is usually restricted to only a few nights. A reduced self-applicable montage would allow to examine long-term sleep at lower costs at a patients own home. In this study sleep measurement was performed by two self-applicable EOG-electrodes connected to a small recording device. Simultaneously a standard PSG was applied to validate the results with the reduced montage.

19 healthy subjects aged from 18-32 years were included in the study. The PSG included 5 EEG channels (F2, C3, Cz, C4, O2) with a contralateral reference electrode on the left mastoid M1, two EOG channels and two EMG channels. For recording the device “MiniRecorder” (Alpha-Trace, Wien) was used. The two self-applicable EOG-electrodes and the reference electrode (placed on the right mastoid M2) of the reduced montage were all connected to the device “Actiwave” (CamNtech, UK). The recordings of both devices were analyzed by the same automated sleep scoring software “Somnolyzer 24x7”. The comparison of the two recording methods was made through the main endpoint “Total Sleep Time” (TST). The confidence interval was calculated and compared with a defined equivalence interval (the maximal tolerated difference between two experts when manually scoring a PSG in the study of Punjabi et al.(3)). With a confidence interval of [-17,11 +10,67] and an equivalence interval of [-18,5 +18,5], equivalence in measuring TST between the reduced montage and PSG was proven. The secondary endpoints wake (W) and the percentage of the different sleep stages N1, N2, N3 and REM were calculated the same way. For all of them equivalence could be demonstrated with exception for RP. Generally, the results showed an accordance of W: 78,7%, N1: 36,3%, N2: 73,8%, N3 80,2% und REM: 88,3%, with substantial Cohens Kappa of 0,67.

This leads to the conclusion that this reduced self-applicable montage could help detect sleep disorders and therefore optimize assignments to sleep labs. Furthermore, it provides the opportunity to perform long-term in-home sleep studies at low costs.

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