948 日呼吸会誌 ●原 36（11），1998．著自宅パルスオキシメトリーによる睡眠呼吸障害のスクリーニング方法についての検討佐野公彦1）中野博1）3）大西徳信1）中村武彦1）松澤邦明1）前川純子1）石井良子1）成田亘啓2）要旨：パルスオキシメトリーは簡便で睡眠呼吸障害のスクリーニング検査法の一つとして用いられている．今回，自宅パルスオキシメトリーの実用性を知るために検討した．対象は自宅パルスオキシメトリー施行後，終夜睡眠ポリグラフ（PSG）を施行した 40 名である．パルスオキシメトリーのデータをパーソナルコンピ，90％未満低下時間などの指標をュータにより解析し，酸素飽和度低下指数（ODI : SpO2 低下回数時間）求めた．PSG での無呼吸低呼吸指数 15 以上を陽性とした場合，パルスオキシメトリーの指標では，3％閾値 ODI（ODI-3）が感度 73.5％，特異度 83.3％と他の指標に比べ診断能が優れていた．自宅で 2 夜パルスオキシメトリーを行った 28 例では ODI の再現性は高かった（r＝0.964）．ODI-3 での偽陰性例は BMI が低い傾向を認めた．自宅パルスオキシメトリーは睡眠呼吸障害のスクリーニング方法として適しているが，特に非肥満者では偽陰性の可能性も考慮することが必要であると考えた．キーワード：睡眠時無呼吸症候群，自宅パルスオキシメトリー，スクリーニング検査，パーソナルコンピュータ，診断精度 Sleep apnea syndrome，Home Pulse oximetry，Screening，Personal computer，Diagnostic accuracy 緒言近年，睡眠呼吸障害スクリーニング診断法としてパルスオキシメーターが用いられているが，軽量で装着が容易で，内部記憶装置を備えたものも多いので，自宅での検査に適している．しかしパルスオキシメトリー単独で睡眠呼吸障害のスクリーニングに用いる場合，その評価 Table 1 Characteristics of the subjects Number Sex Age (years) BMI (kg/m2) AHI (hr1) Sleep efficiency (%) Dominant Type of Apnea 40 male : 34 female : 6 36.0 ± 26.0 50.7 ± 11.2 27.6 ± 4.4 75.4 ± 15.2 obstructive : 34 central : 6 方法と診断精度とが確立していない点が問題で，我々は解析方法，診断能を検討してきた1）．今回，我々は終夜睡眠ポリグラフ（PSG）実施症例につき，自宅パルスオを疑う症状で，当科を受診し，自宅で終夜パルスオキシキシメトリーの結果と PSG の結果とを比較することにメトリーを行った後に，入院の上 PSG を施行した 40 例より，自宅パルスオキシメトリーの診断能や問題点を検を対象とした．年齢（平均±標準偏差，以下同）は 50.7 討した． ±11.2 歳，BMI（Body Mass Index）27.6±4.4 kg m2，対象および方法 AHI（Apnea Hypopnea Index）36.0±26.0 hr−1 で，AHI 15 以上2）の陽性例は 28 例であった．なお期間中自宅パ 1．対象（Table 1）ルスオキシメトリー施行数は 338 例で，陽性は 84 例，平成 5 年 12 月から平成 9 年 3 月の間に，激しい鼾・陰性は 254 例であった．そのうち PSG 施行例はそれぞ日中過剰傾眠・睡眠中の無呼吸の指摘など睡眠呼吸障害れ 28 例，19 例で結果が陰性であっても，症状が強い例〒632―0072 奈良県天理市富堂町 300―11 1）天理市立病院内科 2）奈良医大第 2 内科 3）現国立療養所南福岡病院内科（受付日平成 10 年 12 月 24 日）は入院 PSG（1 夜）を施行した． 2．自宅パルスオキシメトリーパルスオキシメータ（ミノルタ PULSOX 5）を自宅に持ち帰らせ，1∼2 晩の収録を行い，終了後回収し解析を行った．解析は，パルスオキシメータ付属のメモリー自宅オキシメトリーでの睡眠呼吸障害スクリーニング AHI AHI 50 FN TP 15 TN 0 15 FP 50 100 50 100 hr−1 FN 15 TN 0 15 ODI-2 AHI 100 hr−1 100 hr−1 949 TP FP 50 100 50 FN 15 0 TN 0.01 0.1 ODI-3 TP FP 1 10 100 % T90 (logarithmic scale) Fig. 1 Correlations between the results of home oximetry (ODI-2, ODI-3, T 90) and the results of polysomnography (AHI). ODI-2 and ODI-3 refer to the cycles of SpO2 desaturation per hour at thresholds of 2% and 3%, respectively. T 90 is the percentage of time that SpO2 measured less than 90%. AHI is the combined number of apnea and hypopnea episodes per hour of sleep. When sleep apnea hypopnea syndrome was defined as AHI＞15, the diagnostic sensitivity and specificity of home oximetry were respectively 82.4% and 67.0% for ODI-2 (＞15), 73.5% and 83.3% for ODI-3, and 82.4% and 50.0% for T 90 (＞1%). （RIP ; NIMS Respigraph）の胸郭，腹壁出力を 16 チャンネル脳波計（日本光電）を介し，指尖のパルスオキシメトリー（ミノルタ PULSOX 7）のアナログ出力を直接に，A D 変換器（Canopus ADN 1,400，14 bit）でサンプリング周波数 50 Hz でデジタル値に変換し，パーソナルコンピュータ（NEC 9801 NSR）に入力し，ハードディスクに保存した．睡眠段階は，収録されたデータを Fig. 2 Reproducibility of data obtained for ODI-3. Reproducibility was very high for patients that underwent home oximetry 2 nights (the first and second night). By contrast, the data obtained for ODI-3 by home oximetry (first night) did not correspond well with the data obtained by polysomnography. パーソナルコンピュータのディスプレイ上に 1 画面 15 秒で再生し，Rechtshaffen & Kales の国際基準3）に基づき視覚的に判定した．無呼吸は 10 秒以上の気流停止，低呼吸は，RIP の胸郭，腹壁の合計振幅の 50％以上の低下が 10 秒以上持続し，かつ気流は存在するものと定義し，検出はコンピュータのプログラムで自動的に検出されたものを，視覚的に確認することでおこなった．無カードをメモリーカードリーダで読み出し，パーソナル呼吸と低呼吸との回数を睡眠時間で除したものを AHI コンピュータに入力，フロッピーディスクに保存した後，とした．AHI の陽性基準値については国際的な基準は当科で独自に作成したプログラムで解析する．なおデー無いが，hypopnea の意義を提唱した Gould ら2）は 15 以タはサンプリング周期 5 秒でデジタル化されている．解上を陽性としており，それに従う報告9）13）14）が多いため 15 析プログラムの算出項目は酸素飽和度低下指数（ODI : 以上を陽性とした． oxygen desaturation index），SpO2 90％未満低下時間（T 90 : Time of SpO2＜90％）などである．ODI は検査 1 時間あたりの SpO2 低下（Desaturation 4．検討方法自宅と入院 PSG とのパルスオキシメトリー各指標， event）出現回数 PSG の AHI との相関を比較検討した．また AHI 15 以で，1 回 1 回の無呼吸低呼吸のエピソードに伴う SpO2 上を陽性条件とした場合の自宅パルスオキシメトリーのの変化を直接にとらえようとするものである．検出条件各指標の診断能を，感度（真陽性（真陽性＋偽陰性） × は，直前値から閾値％以上低下し，120 秒以内に上昇に 100）と特異度（真陰性（真陰性＋偽陽性） ×100）とで転じ回復するもので，低下勾配が 1％ 10 秒以上，回復表し比較検討した．尚，本検討における統計学的解析は，時間が 20 秒未満であることのすべてを満たすものとす再現性の評価はピアソンの相関係数を，2 群間の差の検 1）る．この際の閾値は 2％，3％，4％，のそれぞれについて検討する．なお解析のプログラムは Windows 95 上で Visual C＋＋（Microsoft）を用いて作成されている． 3．終夜睡眠ポリグラフ定は t 検定を用い，危険率 5％未満をもって有意とした．結果 1．パルスオキシメトリーの各指標の診断能（Fig. 1）脳波（C 3-A 2），電気眼球図，おとがい筋電図，サー AHI 15 以上を陽性とした場合の各指標の診断能は，ミスター気流曲線，インダクタンスプレチスモグラフ ODI 15 以上を陽性とすると，検出閾値 2％の ODI（ODI- 950 日呼吸会誌 Fig. 3 Patients who showed false negative results with home oximetry (home oximetry : ODI-3＜15 ; polysomnography : AHI＞15) tended to have lower BMIs than patients who showed true positive results. 36（11），1998． Fig. 4 Variation of ODI-3 data obtained by home oximetry and polysomnography for patients who gave false negative home oximetry results (same as in Fig. 3). Four of 9 patients demonstrated a marked increase in ODI-3 as measured by polysomnography. 2）で感度 82.4％・特異度 67.0％，ODI-3 で感度 73.5％・特異度 83.3％，ODI-4 で感度 52.9％・特異度 83.3％あった．また ODI 2）偽陰性例の自宅と PSG 時の ODI-3 の比較（Fig. 4） 10 および 5 以上を陽性とした時の偽陰性例の自宅での 1 回目，2 回目のパルスオキシメ ODI-3 の診断能は，それぞれ感度 94.1％・特異度 50％，トリーと PSG 時の ODI-3 とを比較すると，PSG 時に 4 感度 94.4％・特異度 25％であった．T 90，1％以上で例で ODI-3 の著明な増加が認められた．の診断能は感度 82.4％・特異度 50.0％であった．この考ことから ODI-3 が感度と特異度とで総合的に優れた診断能を示すので ODI-3 を検討した．察睡眠時呼吸障害の診断にはポリソノグラフが不可欠と 2．自宅でのパルスオキシメトリーの再現性（Fig. 2）されるが，睡眠時無呼吸症候群の有病率は人口の 0.9％自宅パルスオキシメトリーを 2 回施行した 28 例で， ∼9.1％4）と予想外に多いといわれ，すべての患者に対し ODI-3 の再現性を検討した．ポリソノグラフを施行することは，施設的，患者の時間 1）自宅 1 回目と 2 回目的な点から困難である．簡易スクリーニング装置は本邦 ODI-3 が 15 以上を陽性としたとき，2 回とも陽性は 15 でもいくつか実用化されているが，そのなかでも最も簡例，2 回とも陰性は 10 例で，1 回目と 2 回目との結果が便な方法はパルスオキシメトリーを単独で用いる方法で異なるものは 3 例のみであった．1 回目の値と 2 回目のある．特に最近発売されたいくつかのパルスオキシメー値は良好な相関（r＝0.964，p＜0.001）を示した．タは，非常に軽量で装着が簡単で，記憶機能を備えてお 2）自宅 1 回目と PSG 時の ODI-3 り，特に自宅でのスクリーニングに適している．パルス自宅での 1 回目の値と PSG 時の ODI-3 との相関は自オキシメトリーの睡眠呼吸障害診断の有用性については宅での 2 回の値の相関ほど高くなく（r＝0.839），この 2 多くの報告あるが，診断能には，一致した結論が得られつの相関係数の差には有意差を認めた（p＝0.0028）．なていない5）∼15）．診断能のうち，特異度は 86∼100％と比お，この際の PSG 時の ODI は睡眠時間を分母にしたも較的高い値の報告7）∼10）13）14）が多いが，感度は 97％と高いのではなく，自宅パルスオキシメトリーと同様に検査時値10）から，32％と低い値14）まで様々である．不一致の原間を分母とした．因は，対象の違い，睡眠呼吸障害の診断基準，パルスオ 3．偽陰性例の検討キシメトリーの評価方法が一定で無い，測定機器・サン自宅パルスオキシメトリー（ODI-3）での偽陰性例 9 プリング方法が異なることなどがあげられた．中野ら1）例を検討した．は PSG と同時に施行したパルスオキシメトリーの結果 1）偽陰性例と真陽性例との BMI の比較（Fig. 3）と PSG での AHI とを比較検討し，パルスオキシメト真陽性例（n＝25）の BMI は平均 28.8±4.6，偽陰性リーでの 2％または 3％を閾値とした ODI が AHI と最例の BMI は 25.5±3.0 で，偽陰性例は真陽性例より BMI も良く相関し，スクリーニングに適した指標であるとしが低い傾向であった（p＝0.05）．なお偽陰性例 9 例（AHI ている． 22.0±6.2）と AHI をマッチさせた真陽性例（n＝9，AHI 今回は，パルスオキシメトリーのスクリーニング検査 23.9±5.1）の BMI（29.4±4.5）と比較しても同様の傾向としての実用性を評価するために，外来での自宅パルス（p＝0.05）であった．また偽陰性例では BMI 26.4 以下オキシメトリーを検討した結果，PSG での AHI 15 以上の非肥満者が 9 例中 7 例を占めていた．を診断基準としたとき，パルスオキシメトリーの指標で自宅オキシメトリーでの睡眠呼吸障害スクリーニング感度，特異度の両面で優れているのは ODI-3 である．今回の検討で ODI-3 は再現性も非常に優れており，概 951 popnea syndrome. Am Rev Respir Dis 1988 ; 137 : 895―898. ね 1 晩の検査で十分であると考えられる．また装着や操 3）Rechtschaffen A, Kales A : A manual of standard- 作が簡単であるために高齢者等でも記録不良の例はほと ised terminology, techniques and scoring systems んどなく，外来スクリーニング法として有用と考えられ for sleep stages of human subjects. National Institute of Health, 1968 ; Publ. No. 204 る．自宅での再現性は非常に良好であるが，PSG と同時に施行した，パルスオキシメトリーでの ODI-3 と自宅パルスオキシメトリーでの ODI-3 との間の相関はあま 4）高崎雄司：睡眠時無呼吸症候群．呼吸 1996 ; 15 : 2―12. 5）George CF, Millar TW, Kryger MH : Identification and quantification of apneas by computer-based り高くはない．測定機器は同一ではないが，センサー及 analysis of oxygen saturation. Am Rev Respir dis び内部の測定値算出のアルゴリズムが同一であるので， 1988 ; 137 : 1238―1240. 機器の違いによるとは考えがたい．PSG 検査時は多数 6）中野剛，鈴木章彦，西村正治，他：パーソナルコのセンサーを装着し，特に比較的軽症者では自宅よりもンピュータの夜間動脈血酸素飽和度解析への応用．眠りが浅いと訴えることが多い．また寝返りも可能では呼と循 1989 ; 37 : 873―877. あるが，自宅のように自由ではない．すなわち PSG そ 7）Cooper BG, Veale D, Griffiths CJ, et al : Value of noc- のものによる睡眠の質的変化や身体的拘束状況が，測定 ternal oxygen saturation as a screening test for 結果に影響を及ぼしている可能性がある．これはいわゆ sleep apnoea. Thorax 1991 ; 46 : 586―588. る First night effect とも考えられるが，日常診療でのその除外は困難であり実用上やむ終えないことと思われる．この点から，PSG の結果の解釈で，自宅での通常の状態を推定する一つの方法として，自宅オキシメトリーと PSG 時オキシメトリーとを比較することは有用 8）Williams AJ, George Yu, Santiago S, et al : Screening for sleep apnea using pulseoximetry and a clinical score. Chest 1991 ; 100 : 631―635. 9）Douglas NJ, Thomas S, Jan MA : Clinicalvalue of polysomnography. Lancet 1992 ; 339 : 347―350. 10）Stoohs R, Guilleminault C. MESAM 4 : An ambula- であると考えられる．今回の検討でのパルスオキシメト tory device for the detection of patients at risk for リー偽陰性例の多くは軽症で，自宅 ODI よりも PSG 時 obstructive sleep apnea syndrome (OSAS). Chest ODI が高値を示す例が多い．すなわち偽陰性と判定されたものの一部は，PSG 検査状況で修飾され，AHI が過大評価されている可能性がある．パルスオキシメトリーは換気を直接にモニターするものではないため偽陰性は避けがたい．ODI は，特に 3％以上の閾値を用いる場合は肥満の有無でその感度が影響 1）を受けると報告されているが，今回の検討でも偽陰性例は BMI が低い傾向が認められる．しかし今回の検討での偽陰性例でも 2％閾値の ODI-2 では 9 例中 8 例が 10 以上の値を示している．特に非肥満者の検査を行う場合，偽陰性の存在を考慮し，ODI-2 の値を参考にし，症状が強い症例はパルスオキシメトリーが陰性でも PSG を行うことが必要と考えられる．文献 1）中野博，大西徳信，千崎香，他：睡眠呼吸障害のスクリーニング検査法としてのパルスオキシメトリー解析方法．呼吸 1997 ; 16 : 791―797. 2）Gould GA, Whyte KF, Rhind GB, et al : The sleep hy- 1992 ; 101 : 1221―1227. 11）Series F, Marc I, Cornier Y, et al : Utility of nocturnal home oximetry for case finding in patients with suspected sleep apnoea syndrome. Ann Intern Med 1993 ; 119 : 449―453. 12）Rauscher H, Popp W, Zwick H. : Model for investigating snorers with suspectedsleep apnoea. Thorax 1993 ; 48 : 275 13）Gyulay S, Olson LG, Hensley MJ, et al : A comparison of clinical assessment and home oximetry in the diagnosis of obstructive sleep apnea. Am Rev Respir Dis 1993 ; 147 : 50―53. 14）Ryan PJ, Hilton MF, Boldy DAR, et al : Validation of British Thoracic Society guidelines for the diagnosis of the sleep apnoea hypopnoea syndrome : can polysomnography be avoided?, Thorax 1995 ; 50 : 972― 975. 15）Yamashiro Y, Kryger MH : Nocturnal oximetry : is it a screening tool for sleep disorders?, Sleep 1995 ; 18 : 161―171. 952 日呼吸会誌 36（11），1998． Abstract Screening of Sleep Apnea Hypopnea Syndrome by Home Pulse Oximetry Kimihiko Sano, Hiroshi Nakano, Yosinobu Ohnishi, Yoshiko Ishii, Takehiko Nakamura, Kuniaki Matuzawa, Junko Maekawa and Nobuhiro Narita＊ Department of Internal Medicine, Tenri City Hospital, Nara, Japan ＊ 2 nd Department of Internal Medicine, Nara Medical University, Nara, Japan We evaluated the diagnostic accuracy and reproducibility of results obtained by home oximetry for the screening of sleep apnea hypopnea syndrome. Our subjects were 40 patients who underwent home oximetry (12 patients for 1 night, 28 patients for 2 nights) followed by all-night polysomnography. Their mean age was 50.7± 11.2 years ; mean body mass index (BMI), 27.6±4.4 kg m2 ; and mean apnea hypopnea index (AHI), 36.0±26.0 hr−1. The data obtained by home pulse oximetry were fed into a personal computer, and utilized to calculate the desaturation cycles per hour (oxygen desaturation index (ODI) of 2―4%) and the percentage of time that SpO2 measured less than 90% (T 90). Polysomnography was used to monitor the number of apnea and hypopnea episodes per hour of sleep (AHI). With sleep apnea hypopnea syndrome defined as AHI≧15, the diagnostic sensitivity and specificity of home pulse oximetry were 73.5% and 83.3%, respectively, when ODI-3≧15 was used as the diagnostic standard. Patients who showed false negative results had a lower mean BMI (25.5±3.0) than those who showed true positive results (28.8±4.6). The reproducibility of ODI-3 data obtained at home was very high (r＝0.964, n＝ 28). In conclusion, home pulse oximetry seems to be a very useful tool for the detection of apnea hypopnea syndrome, but false negative results should be considered a possibility, especially in patients who are not obese.