Pathofysiologie en behandeling van respiratoir falen en slaapapneu. Pathofysiologie en behandeling van slaapapneu. Definitie OSA

Transcriptie

1 Pathofysiologie en behandeling van respiratoir falen en slaapapneu Prof. Dr. Dries Testelmans Dr. B. Vrijsen Pneumologie UZ Leuven Pathofysiologie en behandeling van slaapapneu Definitie OSA Tenminste 1 van de volgende: i. Slaperigheid, niet-recupererende slaap, vermoeidheid, insomia; ii. Ontwaken met verstikkend gevoel; iii. Partner vermeldt habitueel snurken, onderbrekingen van de ademhaling of beide; iv. Diagnose van hypertensie, stemmingsstoornis, cognitieve dysfunctie, coronair lijden, beroerte, congestief hartfalen, voorkamerfibrillatie of type 2 diabetes. EN PSG toont 5 obstructieve events (obstructieve en gemengde apneus, hypopneus of RERA s/u) OF PSG toont 15 obstructieve events (obstructieve en gemengde apneus, hypopneus of RERA s/u) ICSD

2 Collaps van de bovenste luchtweg Keel wordt door spieren opengehouden OSA pathophysiologie Anatomische variabelen verklaren echter niet alles! Dempsey et al. Physiol Rev 2010 OSA pathophysiologie Wakker: tonische activiteit van faryngeale dilatator spieren (vb. m. genioglossus) tijdens mogelijke collaps (diepe inspiratie met negatieve druk): reflex fasische activiteit van deze spieren Slaap: verminderde tonische en fasische activiteit the throat has no cartilage floppy suction - P orodilator muscles 2

3 OSA pathophysiologie Anatomie Ontwakingen Spieractiviteit Stabiliteit van ademhaling Carberry et al. Chest 2017 Diagnose: polysomnografie Diagnose: polysomnografie Ontwaken zuurstofherstel = arousal AHI < 5 / h: snurken ( normaal ) AHI 5 / h en < 15 / h: mild OSA AHI 15 / h and < 30 / h: matig OSA AHI 30/ h: ernstig OSA 3

4 Diagnose: polysomnografie Tijd % sat: 314 min (61.5 %) 80-90% sat: 162 min (31.9 %) 70-80% sat: 26 min (5.2 %) % sat: 6 minuten (1.4 %) Apnoe-Hypopnoe Index: 90.9 /uur slaap Arousal+ontwaak Index : 89.0 /uur slaap OSA prevalentie Men Women Men 17 5 Women AHI 5 Obesitas! AHI 15 0 Men Women 0 Men Women Young et al. NEJM 1993 Peppard et al J Am Epidem 2013 Prevalentie obesitas 2015 OECD 4

5 Verwachte evolutie obesitas OECD Gevolgen van OSA Gevolgen van OSA Sanchez-de-la-Torre et al. Lancet Resp Med

6 Gevolgen van OSA Rosenzweig et al. Lancet Respir Med 2015; Lévy et al. Nat Rev Dis Primers 2015 Slaaplabo cohorte N=1651 mannen (vergelijkbare leeftijd en BMI Gemiddelde FU: 10 j Gevolgen van OSA Ernstig OSA verhoogt het risico op fatale en niet-fatale cardiovasculaire events. CPAP vermindert het risico. Marin et al. Lancet 2005 Behandeling van OSA Doel van behandeling kan verschillend zijn: CPAP - controle van symptomen - normaliseren van de AHI - voorkomen van comorbiditeiten en verhogen van levensverwachting SYMPTOMATIC ASYMPTOMATIC ASYMPTOMATIC AHI No comorb Significant comorb Mild Treat Conservative R/? Treat Moderate Treat Treat Treat Severe Treat Treat Treat 6

7 Patiënten met OSA zijn niet allemaal hetzelfde patiënten matig-ernstig OSA Observationele US Veteran cohorte (n=1247) 1. Cluster 1: the young symptomatic 2. Cluster 2: the old obese 3. Cluster 3: the multi-disease old obese 4. Cluster 4: the young snorers 5. Cluster 5: the drowsy obese 6. Cluster 6: the multi-disease obese symptomatic Behandeling dient te worden afgestemd op de individuele noden van de patiënt! Bailly et al. Plos One 2016 (French National Registry of Sleep Apnea) Zinchuk et al. Thorax 2018 Behandeling van OSA Multidisciplinaire aanpak! CPAP Keuze tussen of combinatie van verschillende behandelingsopties! Sleep technician Pulmonologist Neurologist gezonde levensstijl Psychiatrist ENT houdingstherapie Maxillofacial surgeon OSA Psychologist positieve luchtwegdruk Dentist Bariatric surgeon mandibulair repositie apparaat Endocrinologist Dietician heelkunde Gezonde levensstijl Aanbevelingen levensstijl CPAP Vermijden van alcohol (vermindert arousal van obstructieve events) Goede slaaphygiëne (voldoende slaap, timing, vermijden slaappillen) Beweging (training, ) Rookstop Gewichtsreductie! 7

8 Gewichtsreductie 10% daling gewicht ~ 26% daling AHI 10% toename gewicht ~ 32% toename in AHI Gewoonlijk in combinatie met OSA behandeling: Gewichtsreductie vraagt tijd Resultaten zijn verschillend van patiënt tot patiënt Regelmatige follow-up is nodig Kan leiden tot lagere CPAP druk Peppard et al. JAMA 2000; Lankford et al. Obes Surg 2005 Houdingstraining Aanbevelingen levensstijl CPAP Houdingstraining Houdingstraining Aanbevelingen levensstijl CPAP Houdingstraining < 10% gebruik na 30 maanden Vibraties ter hoogte van de rug of nek Bignold et al. J Clin Sleep Med 2009; Eijsvogel et al. J Clin Sleep Med

9 Behandeling van OSA Aanbevelingen levensstijl CPAP Houdingstraining Snurken Mild OSA Matig OSA Ernstig OSA (AHI < 15) (AHI 15-30) (AHI > 30) CPAP Mandibulair repositie apparaat beweegt de kin en tong voorwaarts vergroot het lumen van de bovenste luchtweg vermindert collaps van de bovenste luchtweg Op maat gemaakt, door gekwalificeerde tandarts (compliantie, minimale nevenwerkingen, ) Titreerbaar (aanpassen van de mandibulaire positie) Marklund Curr Sleep Med Rep 2017 CPAP Toedienen van continue positieve druk aan de bovenste luchtwegen, via de neus of de neus en mond Inhalation Exhalation Een klassieke gefixeerde CPAP heeft als doel om de in- en expiratoire luchtwegdruk op een stabiel niveau te houden 9

10 CPAP Pneumatische stabilisatie van de bovenste luchtweg Starling resistor model CPAP Obstr apnoea Obstr hypopnoea 0 cmh2o 15 cmh2o CPAP verhoogt intraluminele P Montserrat Eur Respir Mon 2010 Schwab et al. AJRCCM 1996 CPAP resultaten Effect (1) op slaap en ademhaling tijdens de slaap CPAP AHI 69 / u AHI met CPAP 4 / u Eerste nacht met CPAP CPAP resultaten Effect (2) op CPAP o o slaperigheid overdag neurocognitie, vooral aandacht auto-ongevallen o o o o levenskwaliteit hoge bloeddruk (beperkt effect) cardiovasculaire morbiditeit en mortaliteitmortality (vooral ernstig OSA) (metabole co-morbiditeiten) Therapietrouw is essentieel! 10

11 CPAP gebruik CPAP CPAP toestellen hebben een intern geheugen via dewelke het gebruik kan opgevolgd worden CPAP resultaten Sleep 2007; 711 Pre en post data bij patiënten met abnormale scores voor behandeling ESS FOSQ Slaperigheid en functionele scores verbeteren met toename van gebruik. MSLT Sleep 2007 CPAP resultaten Lessen van recente studies! 11

12 CPAP resultaten Sleep 2015; 341 Sleep 2015 CPAP resultaten CPAP Effect op hoge bloeddruk mmhg mmhg Bratton et al. JAMA 2015 CPAP resultaten CPAP Samenvatting van 3 RCT studies met cardiovasculaire samengestelde eindpunten Javaheri JACC

13 Pathofysiologie van respiratoir falen Respiratoire fysiologie Respiratoire fysiologie Normale inspiratie Inspiratoire spiercontractie Negatieve druk in de long Luchtstroom 13

14 Respiratoire fysiologie Respiratoire fysiologie PAO 2: alveolaire PO 2 PACO 2: alveolaire PCO 2 PaCO 2: arteriële PCO 2 PaO 2: arteriële PO 2 Respiratoir falen: definitie = toestand waarin het respiratoir systeem geen correcte gasuitwisseling kan uitvoeren: - oxygenatie en/of - eliminatie van CO 2 definitie: PaO2 < 60 mmhg en/of PaCO2 45 mmhg 14

15 Respiratoire fysiologie Respiratoir systeem bestaat uit 2 delen: 1. long: orgaan voor gasuitwisseling 2. pomp: ventilerend gedeelte ~ - doorgankelijkheid luchtweg - elasticiteit pulmonale parenchym - negatieve pleurale druk - elasticiteit thoraxwand - respiratoire spieren - neurale transmissie respiratoire spieren - respiratoir controle systeem Types van respiratoir falen Respiratoir falen Longfalen Pompfalen Verstoorde gasuitwisseling met typisch Hypoxemie (PaO2<60mmHg) Type 1 respiratoir falen Verstoorde ventilatie met typisch Hypercapnie (PaCO2 45mmHg) Type 2 respiratoir falen of mechanisch falen Hypoxemia Type 2 respiratoir falen 15

16 Chronisch respiratoir falen bij neuromusculaire aandoeningen Neuromusculaire ziekte Respiratoire aantasting en NMD Boentert et al. Curr Opin Neurol

17 Respiratoir falen en NMD Respiratoir falen: belangrijke doodsoorzaak in ALS! 78% 77% Sparato et al. Acta Neurol Scand Gil et al. Eur J Neurol 2008 Respiratoire fysiologie ventilatoire «drive» belasting spierkracht Respiratoir falen ventilatoire «drive» belasting 1 spierkracht 17

18 Respiratoir falen dode Dode ruimte in Alveolair alveolen = /3, teugvolume 500 teugvolume 250 ml ml = /2 Inspiratoire spierzwakte gedaald VC, TV en zuchten tachypnee verhoogde ademhalingsarbeid naar de respiratoire gedaalde bloedvoorziening spieren normaal tachypnee vermoeidheid respiratoire spieren Hypercapnisch respiratoir falen Bloedvoorziening Bloedvoorziening Respiratoir falen Inspiratoire spierzwakte gedaald VC, TV en zuchten tachypnee atelectase verhoogde ademhalingsarbeid gedaalde bloedvoorziening naar de respiratoire spieren V/Q mismatch, hypoxemie vermoeidheid respiratoire spieren Hypoxemisch respiratoir falen Hypercapnisch respiratoir falen Veranderd calcium metabolisme Respiratoir falen Gestoorde respiratoire en perifere spiercontractiliteit Negatieve gevolgen van hypercapnie Gestoorde psychologische functie Verhoogde vasculaire sympathische tonus Verhoogde myocardiale irritabiliteit Bevordert arousal tijdens slaap 18

19 Respiratoire fysiologie ventilatoire «drive» 2 belasting 1 spierkracht Verhoogde belasting: Respiratoir falen Skeletale misvorming Obesitas Verminderde compliantie thoraxwand Micro-atelectase Pulmonale aantasting Verminderde compliantie long Respiratoir falen 19

20 Normale ademhaling tijdens de slaap surrounding extraluminal pressure the throat has no cartilage suction - P orodilator muscles Respiratoir falen! Bulbaire patient X X start ventilatoir falen tijdens slaap eerst tijdens REM slaap 20

21 Respiratoir falen Eerst tijdens de (REM) slaap! Symptomen Tijdens de nacht Luchthonger Orthopnee Rusteloosheid Insomnia Geobserveerde apnees Cyanose Tijdens de dag Excessieve slaperigheid overdag Gewichtsverlies Matinale hoofdpijn, sufheid Polycythemie Pulmonale hypertensie Progressie respiratoir falen neuromusculaire aandoening toename respiratoir falen, ook wakker hypoventilatie tijdens slaap verminderde drive hypercapnie verhoogde slaapneiging verminderde functie chemoreceptoren chemoreceptoren slaapfragmentatie aanpassing arousal 21

22 Progressie respiratoir falen Normale bloedgassen REM hypoventilatie NREM en REM hypoventilatie Respiratoir falen overdag cor pulmonale Ventilatie belasting spierkracht Herstelt het evenwicht! CPAP Druk (P) P=+8cmH2O P=atm P=atm 22

23 Niet-invasieve ventilatie (NIV) IPAP EPAP BVP/SBP December 1 st 2017 NIV Volume vs druk BVP/SBP December 1 st 2017 Beademingsmodi Spontaan Back-up frequentie S/T 23

24 Alveolaire hypoventilatie Niet-invasieve ventilatie DOEL: de correcte hoeveelheid lucht in de longen blazen om te voorzien in een juiste gasuitwisseling MIDDEL: Niet-invasieve ventilatie DOEL: de correcte hoeveelheid lucht in de longen blazen om te voorzien in een juiste gasuitwisseling MIDDEL: 24

25 Type circuit Actief Type circuit Passief Type interface Nasaal 25

26 Type interface Oronasaal Problemen bij nasaal interface Neusverstopping Neusbloeding Lekkages Problemen bij oronasaal interface Claustrofobie Hoesten Spraak Slikken 26

27 Problemen bij oronasaal interface Casus o Patiënt met ALS Problemen bij oronasaal interface Nacht 1 Slaapefficiëntie(%) 61.9 Arousal Index (/h sleep) 23.8 Arousal-Ontwaak Index (/h sleep) 26.4 Apneu-Hypopneu Index (/h sleep) Totale slaap: 33.7 REM: 46.9 SpO 2 gemiddeld (%) Totale slaap: 86.4 REM: 81.2 SpO 2 < 90% (%) N1+N2: 64.2 N3: 72.9 REM: 93.9 P tcco 2 max (mmhg) 75 P tcco 2 < 50 mmhg (%) 1.3 Problemen bij oronasaal interface Nacht 1 Nacht Slaap efficiëntie (%) Arousal Index (/h slaap) sleep) Arousal-Ontwaak Index (/h slaap) sleep) Apneu-Hypopneu Index (/h slaap) sleep) Totale slaap: 33.7 Totale slaap: 2.6 REM: 46.9 REM: 2.0 SpO 2 gemiddeld (%) Totale slaap: 86.4 REM: 81.2 Totale slaap: 92.9 REM: 93.6 SpO 2 < 90% (%) N1+N2: 64.2 N3: 72.9 N1+N2: 0 N3: 0 REM: 93.9 REM: 0.5 P tcco 2 max (mmhg) P tcco 2 < 50 mmhg (%)

28 Slaap bij patiënten met NIV Slaapverstorende factoren Psychologisch trauma Verandering van slaaphouding Spierkrampen, thoracale en ledemaatspijnen Speekselvloed en slikproblemen Respiratoire problemen NIV in ALS Sleep ALS vs gezonde controle PSQI ALS Control p gemiddelde ± SD gemiddelde ± SD Subjectieve slaapkwaliteit 1.04 ± ± 0.89 NS Slaaplatentie 1.27 ± ± Slaapduur 1.01 ± ± 0.66 NS Slaapefficiëntie 1.08 ± ± 0.57 < Slaapstoornis 1.29 ± ± Slaapmedicatie 0.35 ± ± 0.78 NS Dysfunctioneren 0.84 ± ± 0.88 NS Totaal 6.82 ± ± 3.23 < Lo Coco et al., J Neurol Neurosurg Psychiatry, 2011 NIV en slaaparchitectuur 28

29 Polysomnography NIV ALS Methode Diagnostische PSG + 3 nachten titratie o PSG o Transcutane CO 2 meting en oximetrie o Geïntegreerde ventilator-software Nacht 1: diagnostische PSG Nacht 3: NIV met PSG Educatie + ontslag NIV trial + mask fitting NIV met PSG Analyse NIV met PSG Analyse NIV met PSG Analyse Opname + PFT + RMT + ABG Nacht 2: NIV met PSG Nacht 4: NIV met PSG NIV in ALS Results All (n = 22) Non-bulbar (n = 13) Bulbar (n = 9) Pre Post Pre Post Pre Post (40-72) 68 (50-80) (19-81) (52-85)* (49-65) 68 (44-74) SE (%) N1 (%) 11 (6-32) 8 (4-14)* 23 (8-56) 5 (4-11)* 7 (5-13)# 9 (6-17) N2 (%) 63 (37-75) 54 (46-63) 63 (36-77) 55 (49-63) 65 (42-75) 53 (33-64) N3 (%) 1 (0-10) 15 (8-19)* 0 (0-6) 16 (13-19)* 7 (1-18) 12 (1-21) REM (%) 9 (1-16) 18 (9-23)* 6 (0-12) 22 (10-23)* 17 (7-25)# 16 (9-23) AAI (/h sleep) 37 (16-55) 17 (11-21)* 42 (36-82) 17 (12-26)* 16 (13-37)# 18 (11-20) SE: sleep efficiency; N1: stage 1 sleep; N2: stage 2 sleep; N3: stage 3 sleep; REM: rapid-eye-movement sleep; AAI: arousal/awakening index * p < 0.05 post vs pre; ** p < 0.01 post vs pre; # p < 0.05 vs non-bulbar Vrijsen et al., J Clin Sleep Med,

30 Patiënt-ventilator asynchronie Patiënt-ventilator asynchronie Breath-by-breath analyse: Ineffective effort (IE) Premature termination (PT) Double triggering (DT) Autotriggering (AT) NIV in ALS Survival NIV verbetert overleving en levenskwaliteit Bourke et al., Lancet Neurology,

31 NIV in ALS Survival NIV verbetert overleving en levenskwaliteit Non-bulbar Bulbar Bourke et al., Lancet Neurology, 2006 NIV in ALS Quality of life NIV verbetert overleving en levenskwaliteit Bourke et al., Lancet Neurology, 2006 NIV in ALS Quality of life NIV verbetert overleving en levenskwaliteit Non-bulbar Bulbar Bourke et al., Lancet Neurology,

32 Daytime hypercapnia Hypercapnisch falen overdag Soudon et al, Chron Respir Dis,

33 Hypercapnisch falen overdag Hypercapnisch falen overdag Mondpijp ventilatie Toussaint et al., Thorax, 2008 Hypercapnisch falen overdag Mondpijp ventilatie NIPVV MIPVV N Leeftijd (j) 19.4 ± ± ± ± ± ± 4.4 BMI 19.2 ± ± ± ± ± ± 4.5 VC (ml) 1016 ± ± ± ± ± ± 129 VC %pred 21 ± 8 11 ± 4 13 ± 4 11 ± 4 9 ± 4 8 ± 3 MIP (cmh 2O) 29 ± ± 5 15 ± 5 12 ± 5 8 ± 3 6 ± 2 Vt (ml) 281 ± ± ± ± ± ± 75 VFB (u) 24.0 ± ± ± ± ± ± 0.6 P tcco 2 (mmhg) 62 ± ± ± ± ± 12 Toussaint et al., Eur Respir J,

34 Hypercapnisch falen overdag Hypercapnisch falen overdag Mondpijp ventilatie Niet-invasieve ventilatie DOEL: de correcte hoeveelheid lucht in de longen blazen om te voorzien in een juiste gasuitwisseling MIDDEL: 34