Uyku apnesinin mikroyapı analizi
Microstructure analysis of sleep apnea
Yazar: ONUR KOÇAK
Danışman: PROF. DR. ZİYA TELATAR
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Uyku apnesi sendromunun toplumda görülme sıklığı oldukça yüksek olup uykuda solunumun tam ya da kısmi durması ile birlikte kan oksijen satürasyonunda düşme ve beyinde uyarılmışlık oluşması şeklinde tanımlanmaktadır. Uykuda solunum bozukluklarının birçok kardiyovasküler, nörolojik, endokrinolojik hastalığın gelişmesinde ve ilerlemesinde önemli bir rol oynadığı bilinmektedir. Uyku apnesinin türlerinden olan obstruktif uyku apnesi (OUA), solunum çabası olmasına rağmen ağız ve burunda hava akımının olmaması durumudur. Solunum çabası olmaksızın ağız ve burunda hava akımının olmaması ise santral uyku apnesi (SUA) şeklinde tanımlanmaktadır. Uyku apnesi öncesinde, anında ve sonrasında elektrofizyolojik kayıtlarda oluşan, gözle ayırt edilemeyen ancak sinyal işleme yöntemleri ile belirlenebilen anlamlı yapısal değişikliklere mikroyapı denir. Bu tez çalışmasında OUA ve SUA teşhisi konmuş 32 hastanın uyku kayıtları sinyal işleme ve istatistiksel yöntemlerle incelenmiştir. Her hastanın uyku apnesi öncesi, anı ve sonrasındaki Elektrokardiyografi (EKG) ve Elektroensafalografi (EEG) sinyallerinin zaman-frekans bölgesi analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada amaç; EKG ve EEG sinyalleri ile diğer parametrelerden elde edilen sonuçların uyku evreleri, uyku apnesi türleri ve apne/hipopne indeksine göre analiz edilerek, EEG ve EKG'de oluşan, gözle görülemeyen mikroyapıların ilintisini ortaya koymaktır. Uyku apnesi türlerine göre apne anında EEG alt bant mikroyapılarında anlamlı farklılıklar tespit edilmiştir (pdelta<0,012, pteta<0,004, palfa<0,001, pbeta<0,005). Senkronize olarak alınan ve mikroyapıları da içeren uyku EKG'si kayıtlarının zaman-frekans bölgesi analizi ile elde edilen form faktör değerleri ise OUA ve SUA verilerine göre apne anında, apne sonrasında ve apne öncesinde anlamlı farklılıklar göstermektedir (ppreapne<0,001, pintraapne<0,001, ppostapne<0,001).

Abstract:
Sleep apnea syndrome is defined as a decrease in blood oxygen saturation or electroencephalogram (EEG) arousal following partial/full respiratory arrest. Respiratory disorders during sleep are known to play an important role in the development and progression of various cardiovascular, neurological, and endocrinological diseases. Obstructive sleep apnea (OSA) is the condition in which there is no air flow in the mouth and nose despite attempts to breathe. The absence of air flow in the mouth and nose without an attempt to breathe is defined as central sleep apnea (CSA).Significant structural changes that becomes during and after sleep apnea on the electrophysiological records before, cannot be occurred but can be determined by signal processing is called microstructure.The sleep records of 32 patients who were diagnosed with OSA and CSA were analyzed with signal processing and statistical methods. Time –frequency domain analysis of Electrocardiogram (ECG) and EEG signals were followed out during pre, intra and post sleep apnea. The aim of the present study was to analyze ECG and EEG signals, along with other parameters results, according to sleep stages, sleep apnea types, and apnea/hypopnea index (AHI), and to demonstrate their association with EEG and ECG microstructures that cannot be detected visually. Statistical tests showed significant differences in EEG sub-band microstructures with respect to sleep apnea types (pdelta<0.012, ptheta<0.004, palpha<0.001, pbeta<0.005). FF values which contained microstrucutes, were obtained with time-frequency domain analysis of synchronized ECG recordings showed significant differences during pre apnea, intra apnea, and post apnea stages due to OSA and CSA patients (ppreapnea<0.001, pintraapnea<0.001, ppostapnea<0.001).