All’inizio dell’indagine sull’apnea ostruttiva del sonno è stato riconosciuto che gli eventi di apnea e ipopnea sono accompagnati da concomitanti variazioni cicliche della frequenza cardiaca 1. Il modello di brady / tachicardia è strettamente legato al corso temporale degli eventi apnoici. Di conseguenza, questo schema è stato utilizzato con successo per rilevare l’apnea del sonno in pazienti con sintomi clinici di apnea del sonno., Dispositivi dedicati sono stati sviluppati negli ultimi 15 anni per rilevare l’apnea del sonno in una fase precoce della malattia utilizzando registrazioni di frequenza cardiaca, russare, saturazione di ossigeno e posizione del corpo 2. Questi dispositivi sono stati utilizzati con successo per stratificare il rischio individuale di pazienti affetti da respirazione disordinata nel sonno prima di essere indirizzati alla polisonnografia cardiorespiratoria. I laboratori del sonno hanno una capacità limitata per la polisonnografia cardiorespiratoria e sono costosi in termini di costi personali a causa della presenza continua durante la notte., La sensibilità e la specificità di questi sistemi di registrazione semplificati basati su quattro canali sono state valutate in molti studi che hanno dato risultati per sistemi specifici. Una recente revisione sistematica ha raccolto i risultati di questi studi in una panoramica comparativa 3. La revisione ha rivelato il valore e le limitazioni dei sistemi rispetto ai criteri accettati per la diagnosi di apnea del sonno 4. In conclusione, non è stato possibile raggiungere una standardizzazione soddisfacente dei termini e dei criteri diagnostici per quanto riguarda la diagnosi portatile di apnea del sonno.,

Parallelamente agli sforzi per definire criteri basati sull’evidenza per la diagnosi semplificata dell’apnea del sonno, è stata studiata la fisiologia che causa la variazione ciclica della frequenza cardiaca. Studi sull ‘attività neurale simpatica durante l’ apnea del sonno hanno dimostrato che l ‘attivazione simpatica aumenta nel corso dell’ apnea 5. In che misura l’attività del nervo peroneo rifletta l’attivazione simpatica del cuore durante l’apnea, con effetti sulla frequenza cardiaca stessa, non è completamente chiaro., L ‘attivazione dell’ attività del nervo simpatico nei pazienti con apnea del sonno persiste anche durante il giorno e può contribuire al rischio cardiovascolare in questi pazienti 6.

Due articoli pubblicati in questo numero indagano la frequenza cardiaca e la variabilità della frequenza cardiaca (HRV) nell’apnea del sonno per migliorare i mezzi per una diagnosi semplificata di respirazione disordinata durante il sonno 7, 8. Allo stesso tempo, entrambi i documenti indicano che il background fisiologico dell’HRV è causato dall’apnea del sonno.

Una di queste indagini utilizza l’attività simpatica derivata da componenti spettrali di HRV 7., Per ricavare indicatori per il tono simpatico e parasimpatico da HRV dal calcolo della potenza spettrale in bande di frequenza definite è una tecnica ben consolidata 9. Questa tecnica ha dimostrato di avere un certo valore predittivo nell’ipertensione e nell’infarto miocardico e quindi è ora applicata a molti disturbi cardiovascolari. La componente a bassa frequenza dell’HRV è solitamente associata all’attività simpatica. Il presente studio ha studiato i componenti spettrali in brevi finestre temporali di 2 minuti intorno alle apnoe e li confronta con il sonno indisturbato in soggetti di controllo sani., L’articolo giunge alla conclusione che c’è un tono simpatico elevato durante la respirazione disordinata 7.

Sfortunatamente, la respirazione disordinata del sonno presenta una complessa interazione tra i cambiamenti regolari del sistema nervoso autonomo durante il sonno e i cambiamenti specifici correlati all’apnea. L’analisi spettrale richiede segnali stazionari in termini di fisica. Ciò significa che il valore medio e la deviazione standard e i momenti di ordine superiore del segnale analizzato devono rimanere gli stessi per il periodo esaminato., L’apnea del sonno con il suo pattern altamente dinamico di HRV non è affatto stazionaria e quindi l’applicazione dell’analisi spettrale è limitata e i risultati corrispondenti devono essere interpretati con cautela. L’articolo discute queste limitazioni intrinseche e imposta i suoi risultati in un contesto cauto.

A causa di queste limitazioni altri ricercatori cercano di applicare nuove tecniche appositamente sviluppate per l’analisi dei dati non stazionaria. Questo è stato fatto nel secondo articolo su questo argomento pubblicato in questo numero 8., L’analisi wavelet tempo-frequenza è una tecnica sofisticata superiore all’analisi spettrale, poiché non è limitata ai requisiti stazionari limitanti. La difficoltà con l’analisi wavelet è che i risultati sono meno intuitivi e quindi deve essere applicato un metodo aggiuntivo che aiuta a selezionare la wavelet che serve meglio per rilevare l’apnea del sonno. L’indagine 8 ha applicato il metodo wavelet a un ampio campione di pazienti e ha sviluppato un albero decisionale ottimale al fine di identificare le migliori wavelet per questo scopo., I risultati presentati dimostrano che questo metodo è molto adatto a riconoscere la variabilità ciclica della frequenza cardiaca specifica per l’apnea del sonno, poiché il modello non è strettamente periodico. L’applicazione di questo metodo può migliorare il riconoscimento dell’apnea del sonno in base alla semplice registrazione non invasiva dell’elettrocardiografia (ECG) e della frequenza cardiaca.

Entrambi gli studi confermano la scoperta che i nuovi metodi possono riconoscere l’apnea del sonno da soli cambiamenti HRV in misura sorprendentemente buona 10., Pertanto, sembra possibile applicare tecniche di registrazione semplificate combinate con sofisticate tecniche di analisi per rilevare la respirazione disordinata del sonno. Gli ultimi annunci di pacemaker offrono già un’indicazione facoltativa per il verificarsi di apnea del sonno basata sull’analisi delle registrazioni passate della frequenza cardiaca memorizzate nella loro memoria. Di conseguenza, più cardiologi che utilizzano registrazioni ECG a lungo termine e utilizzano discariche di frequenza cardiaca da pacemaker possono identificare i pazienti con sospetta apnea del sonno.,

La fisiologia dietro i cambiamenti HRV sono più interessanti e pochi aspetti delle interazioni cuore-polmone erano stati chiariti fino ad oggi. Pertanto, è interessante indagare il decorso temporale dell’attivazione simpatica e parasimpatica durante l’evento di apnea e i successivi respiri stessi 5. Il decorso temporale dell’attivazione simpatica era stato descritto dall’attività del nervo simpatico, ma il decorso temporale dell’attività parasimpatica non era stato studiato., È molto probabile che sia l’attività simpatica che parasimpatica aumentino alla fine di ogni apnea e poi diminuiscano durante il breve periodo di iperventilazione compensatoria. I metodi per analizzare questi effetti a breve termine basati sull’HRV devono sfruttare nuovi algoritmi che non si limitano ai segnali stazionari, poiché questo comportamento è molto dinamico. L’analisi spettrale non può essere utilizzata per questo scopo specifico. Uno studio per dimostrare il concetto di aumento del tono simpatico e parasimpatico non è stato condotto fino ad oggi.,

La frequenza cardiaca cambia con le fasi del sonno, con la respirazione disordinata durante il sonno e con disturbi che colpiscono il cuore. Nuovi metodi sofisticati possono consentire la separazione di queste influenze e la separazione delle fasi del sonno, dell’apnea del sonno e di altri disturbi che colpiscono il cuore. Pertanto, l’analisi del segnale facilmente accessibile dell’ECG con la sua frequenza cardiaca derivata e HRV può servire a numerosi compiti. La decomposizione delle molteplici influenze su ECG e frequenza cardiaca alle loro origini originali sembra essere una visione promettente., Oggi, questo obiettivo finale non è stato raggiunto a causa delle limitazioni dei metodi di analisi utilizzati.

Per concludere, si deve affermare che parametri surrogati come il pattern brady / tachicardia non possono mai sostituire le variabili target derivate dalla registrazione diretta della respirazione. Pertanto, la derivazione di un indice di apnea/ipopnea o di una serie di eventi di apnea e ipopnea dall’analisi della variabilità della frequenza cardiaca deve essere vista con grande cautela., Di conseguenza, le misure e i parametri derivati dovrebbero sempre essere denominati in modo diverso rispetto all’indice di apnea/ipopnea per chiarire la natura derivata.