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- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-271707
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.27170
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 15 January 2013 |
| Referee: | Prof. Dr. Rainer Rupprecht and Prof. Dr. Michael Arzt |
| Date of exam: | 17 December 2012 |
| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Psychiatrie und Psychotherapie |
| Keywords: | Validierung, Aktometer, hochauflösend, PLM, periodische Beinbewegungen, validation, actigraphy, high-resolution, PLM, periodic limb movements |
| Dewey Decimal Classification: | 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 27170 |
Abstract (German)
Hintergrund Periodische Beinbewegungen (Periodic Limb Movements, PLM) sind in der Schlafmedizin häufig anzutreffen. Sie kommen als eigene Krankheitsentität PLMD (Periodic Limb Movement Disorder) vor und können auch als Symptom bei anderen Schlafstörungen wie dem Restless-Legs-Syndrom (RLS) auftreten. Die diagnostische Standardmethode ist die polysomnographische Elektromyographie (EMG). Diese ...
Abstract (German)
Hintergrund
Periodische Beinbewegungen (Periodic Limb Movements, PLM) sind in der Schlafmedizin häufig anzutreffen. Sie kommen als eigene Krankheitsentität PLMD (Periodic Limb Movement Disorder) vor und können auch als Symptom bei anderen Schlafstörungen wie dem Restless-Legs-Syndrom (RLS) auftreten. Die diagnostische Standardmethode ist die polysomnographische Elektromyographie (EMG). Diese etablierte Methode ist allerdings sehr aufwändig, so dass eine Alternative zur einfachen Messung von periodischen Beinbewegungen nötig ist.
Eine bereits seit vielen Jahren angewandte Technik ist die hochauflösende Aktometrie (AM). Hier registriert ein kleines Gerät am Knöchel die Bewegungen des entsprechenden Beines. In der Literatur finden sich zahlreiche Arbeiten, die verschiedene Aktometer untersuchten und validierten. Die Ergebnisse waren zumeist vielversprechend und die Autoren schätzten die Geräte als genau und zuverlässig ein.
Der im Regensburger Schlaflabor verwendete MiniMotionLogger wurde in einer Vorvalidierung visuell mit der Elektromyographie verglichen. Dabei wurde in 70 - 90 % der EMG-Aktivierungen eine Bewegung vom Aktometer registriert. Nur sehr kurze oder kleine Aktivierungen wurden nicht als Bewegung erkannt. Die Autoren empfehlen ihn deshalb für Screening, Verlaufsbeobachtung und Therapiekontrolle.
Fragestellung und Methode
In der nun durchgeführten Untersuchung ging es um die Validierung des Aktometers mit dem dazugehörigen Auswerteprogramm des Herstellers. Dazu wurde über einen Zeitraum von drei Monaten bei den Patienten des Schlaflabors eine Parallelaufzeichnung von Polysomnographie (PSG) und beidseitiger Aktometrie durchgeführt. Eine Auswahl der Patienten nach Erkrankungen erfolgte nicht. Nach Ausschluss von technisch mangelhaften Aufnahmen verblieben jeweils vierzig Aufnahmen. Diese wurden automatisch ausgewertet, wobei die Elektromyographie visuell korrigiert wurde. Es wurden die Kriterien für periodische Beinbewegungen der World Association of Sleep Medicine (WASM) angewendet und die Parameter entsprechend angepasst.
Ergebnisse
Es zeigte sich, dass in der Aktometrie deutlich mehr Bewegungen gemessen wurden als in der Elektromyographie. Die Anzahl der periodischen Beinbewegungen je Stunde (PLM-Index, PLMI) betrug im Mittel 35,12 /h bzw. 13,53 /h, mit einer hohen Streuung der Messwerte, besonders im unteren Wertebereich. Die Korrelation der beiden Methoden nach Spearman betrug rho = 0,696.
Der Einfluss von schlafmedizinischen Erkrankungen auf die Genauigkeit des Messergebnisses wurde untersucht. Weder schlafbezogene Atemstörungen noch eine niedrige Schlafeffizienz führten zu einer größeren Abweichung. Bei der Analyse des Schlafablaufs zeigte sich eine Diskrepanz in der ersten Stunde der Aufzeichnung. Durch Weglassung der ersten 60 Minuten konnte keine Verbesserung der Korrelation erzielt werden.
Das Auswerteprogramm des Aktometers war mit einem Wert von „1“ auf die höchste Empfindlichkeit eingestellt, um möglichst alle Bewegungen zu erkennen. Dieser Wert wurde variiert und die sich ergebenden PLMI wurden verglichen. Bei einer Empfindlichkeit von „3“ war der Mittelwert von 17,34 /h nur wenig höher als der Mittelwert der EMG. Es ergaben sich hier die beste Korrelation (rho = 0,748) und das beste Verhältnis von Sensitivität und Spezifität (93,75 % bzw. 75,00 %) bei einem Entscheidungspunkt von PLMI = 10 /h für die Elektromyographie und einem PLMI = 11,59 /h für die Aktometrie. Bei einem cut-off-Wert von 5 /h für beide Methoden betragen die beiden Gütekriterien 100,0 % bzw. 47,1 %. Wird jeweils ein cut-off-Wert von 25 /h verwendet, so betragen die beiden Gütekriterien 100 % bzw. 90,62 %.
Eine Betrachtung verschiedener Regressionsmodelle sowie eines verkürzten Analysezeitraums brachten keinen Zugewinn. Durch den Ausschluss von drei Patienten mit Extremwerten wurde die Korrelation mit r = 0,751 bzw. rho = 0,684 schlechter, aber mit besserer Aussagekraft im kritischen Bereich.
Bei der Untersuchung der Beidseitigkeit zeigte sich, dass die mittleren PLMI der beiden Beine nicht signifikant verschieden waren. Jedoch waren die Unterschiede zwischen den Patienten individuell sehr groß. Teilweise wurde auf einer Seite nur ein Zehntel des Gesamtindex gemessen, oder aber der Einzelindex war sogar höher als der Summenindex. Verglichen mit dem Gesamtindex der Elektromyographie betrug die Korrelation der aktometrischen Einzelindices bei der optimierten Empfindlichkeit von „3“ rho = 0,838 links bzw. rho = 0,707 rechts.
Fazit
Insgesamt registrierte der Aktometer in der empfindlichsten Einstellung die Bewegungen sehr sensitiv, aber im Vergleich zur polysomnographischen Elektromyographie war der PLMI fast dreimal so hoch. Durch Erhöhung des Schwellenwertes im Auswerteprogramm konnten die Ergebnisse der Aktometrie den Ergebnissen der EMG gut angenähert werden. Die Korrelation der beiden Methoden wurde verbessert. Mit einer hohen Sensitivität von > 90 % und einer Spezifität von 75 % eignet sich der Aktometer mit anschließender automatischer Auswertung als Ergänzung zur Untersuchung im Schlaflabor.
Translation of the abstract (English)
Background Periodic limb movements (PLM) often come across in sleep medicine. They occur as a distinct disease entity named periodic limb movement disorder (PLMD) as well as a symptom of other sleeping disorders such as the restless-legs-syndrome (RLS). The standard method for diagnosis is the polysomnographic electromyography (EMG). However this established method is very complex, so that an ...
Translation of the abstract (English)
Background
Periodic limb movements (PLM) often come across in sleep medicine. They occur as a distinct disease entity named periodic limb movement disorder (PLMD) as well as a symptom of other sleeping disorders such as the restless-legs-syndrome (RLS). The standard method for diagnosis is the polysomnographic electromyography (EMG). However this established method is very complex, so that an alternative is necessary for a simple measurement of PLM. A technique that has already been used for many years is high-resolution actigraphy (actimetry, AM). At this, a small device fixed at the ankles records the movements of the corresponding leg. In the literature numerous papers examined and validated different actimeters. The results mostly were very promising and the authors assessed the tools to be accurate and reliable.
The actigraph used in the sleep laboratory of Regensburg, the MiniMotionLogger, was visually compared to electromyography in a pre-validation. Thereby in 70 - 90 % of the EMG activations a movement was recorded by actigraphy. Only very short or small activations were not identified as a movement. The authors recommended the divice for screening, follow-up and therapy evaluation.
Objective and method
The purpose of this investigation was the validation of the actigraph included the appendant analysis software of the manufacturer. Therefor, over a period of three months a parallel recording of polysomnography (PSG) and bilateral actigraphy was carried out. The patients were not selected by diseases. After exclusion of technically insufficient recordings, forty patients remained. Those recordings were automatically analysed, whereat EMG was visually corrected. The standard criteria for PLM defined by the World Association of Sleep Medicine (WASM) were applied and the parameters were adjusted accordingly.
Results
It was shown that in actigraphy distinctly more movements were detected than in electromyography. The number of periodic limb movements per hour (PLM-Index, PLMI) accounted for 35,12 /h vs. 13,53 /h on average, with a high statistical spread of the measured values, especially in the lower value margin. The Spearman correlation of the two methods was rho = 0,696.
The diagnoses relevant for sleep medicine and their influence on the accuracy on the measurement were examined. Neither sleep-related breathing disorders nor a low sleep efficiency caused a higher aberration. The analysis of the sleep cycle showed a discrepancy in the first hour of the registration. An improvement of the correlation was not achieved by omitting the first hour in the analysis.
The adjustment of the analysis software for the actigraph was as sensitive as possible, with a value of “1”, in order to detect all movements. This value was varied and the resulting PLMI were compared. With a sensitivity of “3”, the arithmetic average of 17,34 /h was only slightly higher than the average PLMI of EMG. At this resulted the best correlation (rho = 0,748) and the best relationship between sensitivity and specificity (93,75 % and 75,00 % respectively) with a limiting value of PLMI = 10 /h for elektromyography and PLMI = 11,59 /h for actigraphy. At a cut-off-value of 5 /h for both methods the quality criterions were 100,0 % vs. 47,1 %, and 93,75 % vs. 58,33 % when the limiting value was set a 10 /h for both methods. At a cut-off value of 25 /h, sensitivity and specificity were 100 % vs. 90,62 %.
By examination of different regression models and by shortening the period of the analysis, there was no gain in correlation. The exclusion of patients with extremely high PLMI leaded to a worse correlation of rho = 0,684, but to a better expressiveness in the critical range of values.
Analysis of the bilateral measurement showed that the average PLMI of both legs were not significantly different. Though the differences between the individual patients were very high. In single cases the PLMI of one leg was only one thenth of the total index, whereas in other cases the PLMI of one side was higher than the combined index of both legs. Compared to the overall index of electromyography the correlation of the single index of actigraphy at a sensitivity of “3” was rho = 0,838 (left leg) and rho = 0,707 (right leg).
Conclusion
All in all the actigraph detected movements in a very sensitive way when threshold was set at “1”, but the PLMI was almost three times the PLMI of polysomnographically recorded EMG. By raising the threshold in the analysis software, the results of actigraphy could be approached to the results of EMG. The correlation of the two methods was improved. With a high sensitivity and specificity, the actigraph with a computer-based evaluation is suitable in order to complete the examination in sleep laboratory.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 03:26
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