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ポリソムノグラフィー（PSG）は、睡眠検査の一種で、睡眠医学における診断ツールです[ 1 ]。検査結果はポリソムノグラムと呼ばれ、PSGと略されます。この名前はギリシャ語とラテン語の語根に由来しています。ギリシャ語のπολύς（polusは「多くの、たくさんの」を意味し、多くのチャネルを示します）、ラテン語のsomnus（「睡眠」）、ギリシャ語のγράφειν（graphein、「書く」）です。
タイプIポリソムノグラフィーは、資格のある技師が患者を継続的に監視しながら一晩かけて行う睡眠検査です。通常は夜間に行われる睡眠中に起こる生理学的変化を記録しますが、一部の検査室では、シフト勤務者や概日リズム睡眠障害で他の時間に睡眠をとる人にも対応できます。PSGでは、脳活動（EEG）、眼球運動（EOG）、筋活動または骨格筋活動（EMG）、心拍リズム（ECG ）など、多くの身体機能が監視されます。1970年代に睡眠時無呼吸症候群という睡眠障害 が特定されてからは、呼吸機能、呼吸気流、呼吸努力の指標が末梢パルスオキシメトリーとともに追加されました。ポリソムノグラフィーには、勃起不全のNPTモニタリングは含まれなくなりました。これは、夢の内容に関係なく、すべての男性患者が位相性REM睡眠中に勃起を経験すると報告されているためです。
限定チャンネル睡眠ポリグラフ検査、または無人在宅睡眠検査は、タイプII～IVチャンネル睡眠ポリグラフ検査と呼ばれます。睡眠ポリグラフ検査は、睡眠医学の専門資格を持つ技術者のみが行うべきです。しかし、看護師や呼吸療法士が、この分野に関する専門知識や訓練を受けていないにもかかわらず、睡眠ポリグラフ検査を実施することがあります。
睡眠ポリグラフ検査データは、入眠潜時（SOL）、レム睡眠潜時、睡眠中の覚醒回数、総睡眠時間、各睡眠段階の割合と持続時間、覚醒回数と直接関連付けることができます。また、睡眠とは直接関係のない診断に重要なその他の情報（動き、呼吸、心血管パラメータなど）も記録できます。いずれにしても、睡眠ポリグラフ検査によって、患者または研究のニーズに応じて、その他の情報（体温や食道pHなど）を取得できます。 [ 2 ]
ビデオ脳波ポリソムノグラフィーは、ポリソムノグラフィーとビデオ録画を組み合わせたもので、パラソムニアなどの睡眠障害の評価において、ポリソムノグラフィー単独よりも効果的であるとされています。これは、脳波とポリソムノグラフィーを身体の動きとより容易に相関させることができるためです。[ 3 ]
睡眠ポリグラフ検査は、ナルコレプシー、特発性過眠症、周期性四肢運動障害（PLMD）、レム睡眠行動障害、睡眠時随伴症、睡眠時無呼吸症候群など、多くの種類の睡眠障害の診断または除外に用いられます。概日リズム睡眠障害の診断に直接役立つわけではありませんが、他の睡眠障害を除外するために用いられることがあります。
日中の過度の眠気を唯一の主訴とする人に対するスクリーニング検査としてポリソムノグラフィーを使用することには議論がある。[ 4 ] [ 5 ]
睡眠ポリグラフ検査では、通常最低 12 チャンネルが記録され、患者には最低 22 本のワイヤーを取り付ける必要があります。これらのチャンネル数は検査室によって異なり、医師の要望に応じて調整される場合があります。最低 3 チャンネルは脳波 ( EEG)に使用され、1 または 2 チャンネルは気流の測定に、1 または 2 チャンネルは顎の筋肉の緊張の測定に、1 または 3 チャンネルは脚の動きの測定に、2 チャンネルは眼球運動 (EOG) に、1 または 2 チャンネルは心拍数と心拍リズムの測定に、1 チャンネルは酸素飽和度の測定に、そして胸壁の動きと上腹部の動きを測定するベルトにそれぞれ 1 チャンネルずつ使用されます。ベルトの動きは通常、圧電センサーまたは呼吸誘導プレチスモグラフィーで測定されます。この動きは努力に相当し、患者が吸気と呼気を行うと低周波の正弦波波形が生成されます。
記録データの各チャンネルに対応する配線は患者から伸びて中央のボックスに集約され、そこからコンピュータシステムに接続されてデータの記録、保存、表示が行われます。睡眠中は、コンピュータモニターに複数のチャンネルのデータが連続的に表示されます。さらに、ほとんどの検査室には小型のビデオカメラが設置されており、技師は隣室から患者の様子を視覚的に観察することができます。
脳波検査（EEG）では、通常、6 つの「探索」電極と 2 つの「基準」電極を使用しますが、てんかん発作が疑われる場合は、発作活動の出現を記録するために、より多くの電極が装着されます。探索電極は通常、皮質のニューロンから発生する電気信号を伝導するペーストを介して、脳の前頭部、中央部（上部）、後頭部（後部）付近の頭皮に装着されます。これらの電極は、睡眠のさまざまな段階（N1、N2、N3 - これらをまとめてノンレム睡眠と呼びます- および急速眼球運動睡眠、またはレム睡眠であるステージ R、および覚醒）に「スコアリング」できる脳活動の読み取りを提供します。EEG 電極は、国際 10-20 システムに従って配置されます。
電気眼球図（EOG）は2つの電極を使用し、1つは右目の 外眼角 から1cm上、もう1つは左目の外眼角から1cm下に配置します。これらの電極は、角膜と網膜の間の電位差（角膜は網膜に対して正に帯電している）を利用して眼球の動きを検出します。これにより、急速な眼球運動が特徴的なレム睡眠の発生時期を特定することができ、睡眠の発生時期を判断する上でも役立ちます。
筋電図（EMG）は通常、4つの電極を使用して体内の筋肉の緊張を測定し、睡眠中の過剰な脚の動き（周期性四肢運動障害（PLMD）の兆候となる可能性がある）を監視します。2つのリードは顎に配置され、1つは顎のラインの上、もう1つは下に配置されます。これは、EOGと同様に、睡眠とREM睡眠の発生を判断するのに役立ちます。睡眠には一般的にリラックスが含まれるため、筋肉の緊張が著しく低下します。骨格筋の緊張はREM睡眠中にさらに低下します。人は夢を行動に移すことが不可能になるように部分的に麻痺しますが、この麻痺がない人でもREM行動障害を発症する可能性があります。最後に、脚の動きを測定するために、さらに2つのリードが各脚の前脛骨筋に配置されます。
一般的な心電図（ECGまたはEKG）では10個の電極を使用しますが、睡眠ポリグラフ検査では2個または3個の電極のみを使用します。電極は、胸部の両側の鎖骨の下に配置することも、鎖骨の下に1個、腰から6インチ（約15cm）上の両側に1個配置することもできます。これらの電極は、心臓の収縮と拡張に伴う電気活動を測定し、「P」波、「QRS」波、「T」波などの特徴を記録します。これらの記録を分析することで、心臓疾患の兆候となる可能性のある異常の有無を調べることができます。
鼻腔および口腔内の気流は、鼻孔内またはその付近に装着した圧力トランスデューサーおよび/または熱電対を使用して測定できます。圧力トランスデューサーの方が感度が高いと考えられています。これにより、臨床医/研究者は呼吸数を測定し、呼吸の中断を特定できます。呼吸努力は、ベルトを使用して鼻腔/口腔内の気流と同時に測定することもできます。これらのベルトは、呼吸努力に応じて伸縮します。ただし、この呼吸測定法では偽陰性が発生する可能性もあります。閉塞性無呼吸が発生している間、口を開閉する患者もいます。これにより、気道や肺に空気が入らないまま、口から空気が出入りします。そのため、圧力トランスデューサーと熱電対はこの気流の減少を検出し、呼吸イベントが閉塞性無呼吸ではなく、低呼吸、つまり気流の減少期間として誤って識別される可能性があります。
パルスオキシメトリーは、睡眠時無呼吸症候群やその他の呼吸器疾患でよく見られる血中酸素濃度の変化を測定する検査です。パルスオキシメーターは指先または耳たぶに装着します。
いびきは首に装着した音響プローブで記録されることもありますが、一般的には睡眠技師がいびきの程度を「軽度」「中等度」「大きい」と記録するか、1から10までの数値で評価します。また、いびきは気流の指標となるため、低呼吸時に閉塞性無呼吸かどうかを判断するために利用できます。
標準的な検査では、患者は夕方早くに睡眠検査室に来院し、その後1～2時間かけて検査室の環境に慣れ、複数のチャンネルのデータを記録できるように機器を装着します。睡眠検査室は、病院、独立した診療所、またはホテルに設置されている場合があります。検査中は必ず睡眠技師が立ち会い、患者に電極を装着し、検査中の患者の状態を監視する責任を負います。
検査中、技師はビデオモニターと、すべてのデータを秒単位で表示するコンピュータ画面を見て、睡眠活動を観察します。ほとんどの検査室では、日中の過度の眠気を調べるために日中に睡眠潜時反復検査（MSLT）を行う場合を除き、午前7時までに検査が完了し、患者は帰宅します。
最近では、医療提供者は患者の快適性を高め、費用を削減するために、在宅検査を処方することがあります。患者はスクリーニングツールを使用した後に指示を受け、自宅で機器を使用し、翌日返却します。ほとんどのスクリーニングツールは、気流測定装置（サーミスタ）と血中酸素濃度測定装置（パルスオキシメーター）で構成されています。患者はスクリーニング装置を1日から数日間装着して就寝し、その後、医療提供者に装置を返却します。医療提供者は装置からデータを取得し、その情報に基づいて推測を行うことができます。たとえば、夜間に血中酸素飽和度が急激に低下する一連の事象は、何らかの呼吸イベント（無呼吸）を示している可能性があります。この装置は、少なくとも酸素飽和度をモニタリングします。より高度な在宅検査装置は、睡眠検査技師が操作する装置と同等のモニタリング機能のほとんどを備えており、自己モニタリングのためにセットアップするには複雑で時間がかかる場合があります。
テストが完了すると、「採点者」が30秒ごとの「エポック」で研究をレビューしてデータを分析します。[ 6 ]
スコアは以下の情報で構成されています。
（各睡眠段階の割合は年齢によって異なり、高齢になるにつれてレム睡眠と深い睡眠の量は減少します。乳幼児期を除き、すべての年齢層において睡眠時間の大部分はステージ2です。レム睡眠は通常、睡眠時間の約20～25%を占めます。年齢以外にも、薬物（特に抗うつ剤や鎮痛剤）、就寝前の飲酒、睡眠不足など、多くの要因が各睡眠段階の量と割合に影響を与える可能性があります。）
採点が完了すると、検査記録と採点データは睡眠専門医に送られ、解釈が行われます。理想的には、解釈は患者の病歴、服用している薬剤の全リスト、および検査前の昼寝など、検査結果に影響を与える可能性のあるその他の関連情報と併せて行われます。
睡眠専門医はデータを解釈した後、検査結果に基づいた具体的な推奨事項を記載した報告書を作成し、紹介元の医療機関に送付します。
以下の例のレポートは、患者の状況といくつかの検査結果について説明し、閉塞性睡眠時無呼吸の治療法としてCPAPについて言及しています。CPAPは持続陽圧呼吸療法であり、マスクを介して患者の鼻または鼻と口に圧力が加えられます。（マスクによっては片方だけを覆うものもあれば、両方を覆うものもあります。）CPAPは通常、睡眠検査（PSG検査など）でOSAの診断が下された後に処方されます。適切な圧力とマスクの種類とサイズを決定し、患者がこの治療に耐えられることを確認するために、「CPAP滴定検査」が推奨されます。これはPSGと同じですが、マスクを装着した状態で検査技師がマスク内の気道圧を必要に応じて上げ、患者の気道閉塞のすべてまたはほとんどが解消されるまで調整します。
J氏（41歳、身長5フィート8インチ、体重265ポンド）は、閉塞性睡眠時無呼吸症候群の可能性を排除するために睡眠検査室に来院しました。彼は、いびきと日中の眠気を訴えています。エプワース眠気尺度では15点（満点24点）と高いスコアを示し、日中の過度の眠気が確認されました（正常値は10点未満）。
この一晩の睡眠検査では、閉塞性睡眠時無呼吸（OSA）の所見が認められました。一晩を通して、無呼吸低呼吸指数（AHI）は18.1回/時と上昇していました（正常値は5回/時未満、これは「中等度」のOSAに相当します）。仰向けで寝ている間は、AHIは37.1回/時と、その2倍でした。また、酸素飽和度の低下もみられ、睡眠時間の11%でSaO2は80%～90%でした。
本研究の結果から、J氏はCPAP療法から恩恵を受けることが示唆されます。そのため、J氏にはCPAP圧調整試験のために再度検査室にお越しいただくことをお勧めします。
この報告書では、J----氏がCPAP滴定検査のために再来院することを推奨しています。これは、2回目の終夜PSG（今回はマスクを装着した状態）のために検査室に戻ることを意味します。ただし、多くの場合、最初のPSGの最初の2～3時間で患者がOSAを発症すると、技師は検査を中断し、その場でマスクを装着します。患者は起こされ、マスクのフィッティングが行われます。その後の睡眠検査は「CPAP滴定」となります。診断用PSGとCPAP滴定の両方が同じ夜に行われる場合、検査全体が「分割夜」と呼ばれます。
分割夜間研究には、次のような利点があります。
分割夜間試験には、以下のような欠点がある。
費用面から、閉塞性睡眠時無呼吸（OSA）の初期兆候が見られる場合、「睡眠時無呼吸」の検査は分割夜間検査として行われることが増えています。（CPAPマスクの有無にかかわらず、どちらのタイプの検査もポリソムノグラムであることに留意してください。）ただし、CPAPマスクを装着すると、患者の鼻にある流量測定リードは取り外されます。代わりに、CPAP装置がすべての流量測定データをコンピュータに送信します。以下は、分割夜間検査から作成される可能性のあるレポートの例です。
B氏（38歳、身長6フィート、体重348ポンド）は、閉塞性睡眠時無呼吸症候群の診断または除外のために病院の睡眠検査室に来院しました。このポリソムノグラムは、左および右の眼電図、顎下筋電図、左および右の前頭部筋電図、中心部および後頭部の脳波、心電図、気流測定、呼吸努力、およびパルスオキシメトリーの夜間記録で構成されていました。検査は酸素補給なしで行われました。入眠潜時は28.5分とわずかに延長していました。睡眠効率は89.3%（ベッドにいた463分のうち睡眠時間は413.5分）で正常でした。
睡眠開始後最初の 71 分間に、B 氏は閉塞性無呼吸 83 回、中枢性無呼吸 3 回、混合性無呼吸 1 回、低呼吸 28 回を示し、無呼吸低呼吸指数 (AHI) は 97 回/時と上昇しました (*「重度」OSA)。CPAP開始前の最低 SaO 2 は 72% でした。その後、CPAP を 5 cm H 2 O で適用し、17 cm H 2 O の最終圧力まで段階的に調整しました。この圧力では、AHI は 4 回/時となり、最低 SaO 2は 89% まで上昇しました。この最終調整レベルは、REM 睡眠中に行われました。使用したマスクは、Respironics Classic 鼻マスク (中サイズ) でした。
要約すると、この分割夜間検査では、CPAP開始前の期間に重度の閉塞性睡眠時無呼吸（OSA）が認められ、高レベルのCPAPにより明らかに改善が見られました。17 cm H 2 Oの圧力では、AHIは4回/時と正常値に戻り、低酸素飽和度（SaO 2） は89%でした。この分割夜間検査の結果に基づき、加温加湿機能付きの鼻CPAP（17 cm H 2 O）を開始することを推奨します。