Study on treatment efficacy for patients with obstructive sleep apnea using

Abstract

Introduction: The aim of this study is (Chapter 1) to evaluate the effects of mandibular advancement device (MAD) on nocturnal heart rate variability (HRV) in obstructive sleep apnea (OSA) and (Chapter 2) to compare the treatment efficacy between sleep surgery and MAD using HRV. Material and methods: (Chapter 1) We retrospectively reviewed anthropometric data, questionnaire results, and HRV parameters (evaluated using time- and frequency-domain methods) of 58 adult patients with OSA treated via MAD therapy. (Chapter 2) Subjects treated for OSA with sleep surgery or MAD (n = 30/group) were matched for sex, body mass index (BMI), and baseline apnea–hypopnea index (AHI). The efficacy of these treatments according to HRV time- and frequency-domain parameters were compared between pre-treatment and 3-months post-treatment. Results: (Chapter 1) The average normal-to-normal (NN) interval, standard deviation of the NN interval, low-frequency power in normalized units (LFnu), and high-frequency power in normalized units (HFnu) showed significant changes with MAD therapy. Based on the criteria for success (decrease in the apnea-hypopnea index by >50% and value <20/h), 34 and 24 patients were classified into the response and nonresponse groups, respectively. No differences in baseline characteristics were detected between groups, except for higher body mass index and lower minimal oxygen saturation in the nonresponse group. A subgroup analysis indicated that the average NN interval and HFnu significantly increased, and that Total power (TP), very low frequency, low frequency (LF), low frequency/high frequency and LFnu significantly decreased compared to baseline in the response group; however, no HRV changes were found in the nonresponse group. After adjusting for age, sex, and BMI, the response group showed significant changes from baseline in TP and LF compared to the nonresponse group. (Chapter 2) In time-domain HRV analysis, average NN intervals increased significantly in the surgery (942.2 ± 140.8 to 994.6 ± 143.1, P = 0.008) and MAD (901.1 ± 131.7 to 953.7 ± 123.1, P = 0.002) groups. LF decreased significantly in the surgery group (P = 0.012). The LF/HF ratio decreased in both groups (2.9 ± 1.8 to 2.3 ± 1.7, P = 0.017, vs 3.0 ± 1.8 to 2.4 ± 1.4, P = 0.025). HFnu increased significantly in both groups (31.0 ± 13.2 to 36.8 ± 13.7, P = 0.009, vs. 29.1 ± 10.7 to 33.7 ± 12.5, P = 0.024), in contrast to LFnu. However, no HRV parameter changes differed significantly between the groups after adjusting for age, BMI, and AHI. Conclusion: (Chapter 1) HRV may be useful for determining the efficacy of MAD therapy in OSA. (Chapter 2) Sleep surgery and MAD are equally effective treatments for OSA according to cardiac autonomic activity.

서론: 본 연구의 목표는 (1장) 심박변이도 분석을 통하여 하악구강전진 장치의 효능을 평가해 보는 것과 (2장) 심박변이도 분석을 활용하여 수면수술과 하악전진장치의 효능에 관하여 비교 분석하는 것이다. 대상 및 연구 방법: (1장) 폐쇄성수면무호흡증의 치료를 위해 하악전진장치를 사용한 총 58명의 환자의 치료 이전과 치료 3개월 후의 심박변이도 분석 및 설문조사의 결과를 비교하였다. (2장) 폐쇄성수면무호흡증의 치료를 위하여 수면수술을 시행 받은 환자와 하악전진장치를 사용한 환자의 성별, 나이, 수면무호흡-저호흡 지수를 대응시켜 각각 30명의 환자를 선별하였고 선별 환자의 심박변이도 변화를 측정하여 치료 방법 간의 우월성에 관한 평가를 시행하였다. 결과: (1장) 심박변이도 분석 항목 중 NN interval, SDNN, LFnu, HFnu가 치료 전에 비해 하악전진장치의 사용 후 유의미하게 변하였다. 더 자세한 분석을 위하여 환자들을 치료의 성공 및 실패 기준(수면무호흡-저호흡 지수가 치료 후 치료 이전 대비 50% 이상 감소하고 동시에 절대치가 20 이하로 감소)에 따라 치료 반응군 및 비반응군으로 분류하여 각 군의 심박변이도의 변화를 측정하였다. 반응군에서 NN inverval, HFnu는 유의하게 증가하였고, TP, VLF, LF, LF/HF 비율, LFnu는 유의하게 감소한 반면 비반응군에서는 HRV의 유의한 변화가 전혀 관찰되지 않았다. 나이와 성별 및 BMI에 HRV의 변화를 보정한 결과에도 TP, LF가 반응군에서 비반응군에 비해 유의한 변화를 보였다. (2장) 심박변이도의 시간 변이 분석 상 NN interval 평균값의 변화가 수면수술군(942.2 ± 140.8 to 994.6 ± 143.1, P = 0.008)과 하악전진장치군(901.1 ± 131.7 to 953.7 ± 123.1, P = 0.002)에서 모두 유의하게 관찰되었다. LF/HF 비율도 두 군 모두 유의하게 감소(2.9 ± 1.8 to 2.3 ± 1.7, P = 0.017, vs 3.0 ± 1.8 to 2.4 ± 1.4, P = 0.025)하였고 HFnu는 LFnu의 감소와 반비례하여 유의한 증가(31.0 ± 13.2 to 36.8 ± 13.7, P = 0.009, vs. 29.1 ± 10.7 to 33.7 ± 12.5, P = 0.024) 양상을 두 군 모두에서 확인할 수 있었다. 하지만 심박변이도의 변화를 나이, BMI 및 수면무호흡-저호흡 지수에 보정하여 변화를 비교해 본 결과 심박변이도의 변화에는 군간의 우열이 관찰되지 않았다. 결론: (1장) 하악전진장치를 이용한 폐쇄성수면무호흡증의 치료는 심박변이도의 변화를 가져오며 이러한 변화는 치료 효과를 예측할 수 있는 지표로 사용될 가능성이 있다. (2장) 수면수술과 하악전진장치는 심장자율신경활성도의 측면에서 동등한 효능을 가지고 있는 치료이다.