Clarification of pathophysiology of sleep disorders associated with neurological disorders based on mathematical analysis of polysomnography data

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K11539
• Research Institution: Kwansei Gakuin University
• Principal Investigator: 吉野 公三 関西学院大学, 理工学部, 准教授 (10358343)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 猪山 昭徳 独立行政法人国立病院機構大阪刀根山医療センター(臨床研究部), 独立行政法人国立病院機構大阪刀根山医療センター, 研究員(移行) (40645313)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: パーキンソン病 / 睡眠時無呼吸障害 / 生理信号 / 心拍数 / 動脈血酸素飽和度

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，神経変性疾患に併発する睡眠障害の病態生理を睡眠時生理信号の数理解析に基づいて明らかにすることを目的とする．今年度は，パーキンソン病（ＰＤ）を併発した睡眠時無呼吸障害（ＳＡＳ）患者群とＰＤのないＳＡＳ患者群との間の（１）睡眠時無呼吸・低呼吸イベントに対する心拍応答の違いに関する解析を進め，さらに（２）睡眠時動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）の低下現象の違いと（３）脳波データを解析した．研究分担者が所属する病院で計測された睡眠ポリグラフデータを解析した．（１）については，解析データ数を増やすとともに，臨床睡眠技師が判定した睡眠時無呼吸イベントのタイミングを基準に解析することにより，心拍応答解析の精度を高めた．その結果，昨年度と同様に，ＰＤとＳＡＳ併発群の方がＰＤのないＳＡＳ患者群よりも睡眠時無呼吸イベントに対する心拍応答上昇振幅が統計的有意に低かった．そこで特徴量を用いた判別モデルを構築し，その精度を検証したところ，交差検証データを用いた判別的中率は78%であった．（２）については，SpO2の低下振幅が,閉塞性無呼吸イベントの場合において両患者群間に統計的有差がみられた．（３）については，脳波の各周波数帯域パワーは，どの帯域においても，両患者群間に統計的有意差は見られなかった．ある時間スケールで粗視化した脳波のサンプルエントロピーは一部の部位と睡眠段階においてPDのあるSAS患者群の方が統計的有意に高かった．この結果から，脳波の非線形解析で抽出される不規則性に注目することで，PD患者の脳波変動の特徴を抽出できる可能性が示唆された．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

パーキンソン病（ＰＤ）のある睡眠時無呼吸障害（ＳＡＳ）患者群とＰＤのないＳＡＳ患者群の睡眠時生理信号の変動パターンの違いを見つけたため．

Strategy for Future Research Activity

今後は，パーキンソン病患者の脳波データと心拍変動データを詳細に解析する．さらに睡眠時無呼吸イベントの分類とその神経変性疾患との関連性の解明を試みる．

Causes of Carryover

研究を遂行する上で，実際の使用額が当初の使用見込み額と異なったために残額が生じたが，研究計画自体に変更はなく，次年度は今年度の残額を含めて，当初の使用計画通りに研究を進める．