sleep apnea in patients with hemispheric stroke

8/2/2019 Sleep Apnea in Patients With Hemispheric Stroke

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7 2 S L E E P A P N E A I N P A T I E N T S W I T H S T R O K E , M o h s e n i n7 : 0 0 A M . S l e e p s t a t e w a s r e c o r d e d w i t h o n e c h a n n e l e l e c t r o -e n c e p h a l o g r a m ( C 3 / A 2 o r C 4 / A 1 ) , t w o c h a n n e l s o f e le c t r o -o c u l o g r a m , a n d o n e c h a n n e l s u b m e n t a l e l e c t r o m y o g r a m( E M G ) . B r e a t h i n g w a s a s s e s s e d b y m o n i t o r i n g c h e s t w a l la n d a b d o m i n a l m o v e m e n t s u s in g b e l l o w p n e u m o g r a p h s , a n dn a s a l a n d o r a l f l o w s u s i n g t h e r m i s t e r s , a A r t e r i a l o x y g e n s a t u -r a ti o n w a s m e a s u r e d u s i n g a B i o x o x i m e t e r , b L e g m o v e m e n t sw e r e m o n i t o r e d w i t h t w o c h a n n e l s o f E M G . A n e l e c t r o c a r -d i o g r a m w a s r e c o r d e d c o n t i n u o u s l y . A l l v a r ia b l e s w e r e r e -c o r d e d s i m u l t a n e o u s l y a n d c o n t i n u o u s l y o n a 1 6 - c h a n n e lp o l y g r a p h . S l e e p r e c o r d i n g s w e r e s c o r e d i n 3 0 - s e c o n d e p -o c h s a n d s t a g e d a c c o r d i n g t o s t a n d a r d c r i t e ri a . ~3 C a l c u l a t e ds l e e p v a r i a b l e s w e r e s l e e p s t a g e s a s p e r c e n t a g e o f t o t a l s l e e pp e r i o d t i m e ( S P T ) , a r o u s a l i n d e x , a n d s l e e p e f f i c i e n c y ( to t a ls l e e p t i m e / S P T ) . N o c t u r n a l s l e e p l a t e n c y w a s c a l c u l a t e df r o m " l i g h t s o u t " t o t h e fi rs t t h r e e c o n s e c u t i v e e p o c h s o fn o n r a p id e y e m o v e m e n t ( N R E M ) s le e p o r o n e e p o c h o f r a pi de y e m o v e m e n t ( R E M ) s le e p . C a l c u la t e d r e s p i r a to r y v a r ia b l e si n c l u d e d r e s p i r a t o r y d i s t u r b a n c e i n d e x ( r e s p i r a t o r y d i s t u r -b a n c e i n d e x [ R D I ], t h e n u m b e r o f a p n e a s a n d h y p o p n e a sp e r h o u r o f s l e e p ) a n d n u m b e r f in d d e g r e e o f a r t e ri a l o 2d e s a t u r a t i o n s . T h e r e s p i r a t o r y e v e n t s w e r e d e f i n e d a c c o r d i n gt o th e D i a g n o s t i c a n d C o d i n g M a n u a l o f T h e I n t e rn a t i o n a lC l a s s i f i c a t io n o f S l e e p D i s o r d e r s . 14 A n a p n e a w a s d e f i n e da s c e s s a t i o n o f a i r f l o w f o r a t l e a s t 1 0 s e c o n d s . A n o b s t r u c t i v ea p n e a w a s d e f i n e d w h e n c e s s a t io n o f a i r fl o w , f o r a m i n i m u mo f 1 0 s e c 0 n d s , w a s a s s o c i a t e d w i t h t h o r a c o a b d o m i n a l w a l lm o v e m e n t s . C e n t r a l a p n e a s w e r e d e f i n e d as t h o s e w i t h o u ta c c o m p a n y i n g t h o r a c o a b d o m i n a l w a l l m o v e m e n t s . M i x e da p n e a s h a d b o t h c e n t r a l a n d o b s t r u c t i v e c o m p o n e n t s a n dw e r e i n c l u d e d i n t h e r e su l t s a s o b s t r u c t iv e a p n e a s . H y p o p n e aw a s d e f i n e d a s a r e d u c t i o n i n a m p l i t u d e o f a i r f l o w o r t h o r a -c o a b d o m i n a l w a l l m o v e m e n t o f g r e a t e r t h a n 5 0 % o f t h eb a s e l i n e m e a s u r e m e n t f o r m o r e t h a n 1 0 s e c o n d s a n d a c c o m -p a n i e d b y g r e a t e r t h a n 4 % a r t e r i a l o 2 d e s a t u r a t i o n ( n o t i m el imi t ) .Sta t i s t i c s

C o m p a r i s o n s b e t w e e n g r o u p s w e r e p e r f o r m e d u s i n g W i l -c o x o n ' s s i g n e d - r a n k s t e s t. ~5 D a t a a r e r e p o r t e d a s m e a n +S E . A p v a l u e o f < . 0 5 w a s c o n s i d e r e d s i g n i f i c a n t .RESULTS

T h e a n t h r o p o m e t r i c c h a r a c t e r i s t i c s a n d c l i n i c a l f e a t u r e s o fp a t i e n t s w i t h s t r o k e a n d t h e c o n t r o l g r o u p a r e s h o w n i n t a b l e1 . C o m p a r i s o n o f a g e , g e n d e r, B M I , s m o k i n g h i s t o r y , a n dt h e p r e s e n c e o f h y p e r t e n s i o n b e t w e e n p a t i e n t s w i t h s t r o k ea n d c o n t r o l s s h o w e d n o s i g n if i c an t d i ff e r e n c e . N o n e o f t h ep a t i e n t s h a d p r i o r h i s t o r y o f h a b i t u a l s n o r in g , e x c e s s i v e d a y -t i m e s l e e p i n e s s , n o c t u r n a l s l e e p d i s r u p t i o n , o r s l e e p a p n e a ,b u t b o t h g r o u p s h a d a h i s t o r y o f m i l d a n d n o n h a b i t u a l s n o r -i n g . N i n e o f t h e p a t i e n ts h a d t h r o m b o e m b o l i c s t r o k e a n d o n eh a d f i g h t b a s a l g a n g l i a b l e e d . E i g h t o f th e s t r o k e s w e r e i nt h e m i d d l e c e r e b r a l a r t e r y ( M C A ) d i s t r i b u t i o n , o n e M C Aa n d a n t e r i o r c e r e b r a l a rt e r y (A C A ) , a n d o n e A C A . S i x o ft h e s t r o k e s w e r e o n t h e l e f t s i d e a n d f o u r o n t h e f i g h t s i d e .A l l p a t i e n t s h a d i n t a c t b r a i n s t e m f u n c t i o n a n d n o e v i d e n c eo f l e s i o n i n t h i s a r e a o n b r a i n i m a g i n g . T h e r i s k f a c t o r s f o r

s t r o k e i n c l u d e d h y p e r t e n s i o n i n f i v e , a t ri a l f i b r il l a t i o n in o n e ,a n d c i g a r e t t e s m o k i n g i n f o u r .T a b l e 2 a n d f i g u r e 1 s h o w t h e e f f e c t o f st r o k e o n s l e e pa r c h i t e c t u r e a n d a r o u s a l s. T h e q u a l i t y o f s l e e p w a s g e n e r a l l yp o o r w i t h a w a k e t i m e a c c o u n t i n g f o r 4 2 % o f S P T i n s t r o k ep a t i e n t s . T h e s l o w w a v e s l e e p ( S W S ) a n d R E M s l e e p w e r es i g n i f i c a n t l y s h o r t e r i n s t r o k e p a t i e n t s t h a n c o n t r o l s . T h es l ee p l a t e n c y , a m e a s u r e o f h y p e r s o n m o l e n c e , w a s w i t h i nt h e n o r m a l r a n g e b u t s h o r t e r t h a n t h e c o n t r o l g r o u p . T h ea r o u s a l i n d e x o f s t ro k e p a t i e n t s w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a nt h e c o n t r o l s .E i g h t o f t h e 1 0 p a t i en t s w i t h s t ro k e w e r e f o u n d t o h a v es i g n i f i c a n t s l e e p a p n e a ( f i g 2 ) . T h e m a j o r i t y o f p a t ie n t s h a dp r e d o m i n a n t l y o b s t r u c t i v e s l e e p a p n e a . M i x e d a p n e a s t h a tw e r e c o u n t e d a s o b s t r u c t iv e a p n e a s c o m p r i s e d a s m a l l f r a c -t i o n o f a p n ea s . H y p o p n e a s a n d c e n t r a l a p n e a s w e r e i n f r e -q u e n t e x c e p t f o r p a ti e n t A B w h o h a d p r e d o m i n a n t l y c e n t ra la p n e a s . T h i s p a t i e n t h a d c l i n i c a l f e a t u r e s s i m i l a r t o o t h e rp a t i e n t s w i t h a t h r o m b o t i c s t r o k e in v o l v i n g l e f t f r o n t o p a r i e t a lr e g i o n w i t h r i g h t h e m i p a r e s i s . T h e c o n t r o l s u b j e c t s h a d f e wh y p o p n e a s a n d a p n e a s w i t h a n o r m a l r e s p i r a t o ry d i s tu r b a n c ei n d e x ( R D I ) . T h e r e w a s n o e v i d e n c e f o r p o l y s o m n o g r a p h i cf e a t u r e s o f i n c r e a s e d u p p e r a i r w a y r e s i s t a n c e ~6 i n e i t h e rg r o u p . T h e l a t t e r i s a m i l d e r f o r m o f p a r t i a l o b s t r u c t i v e a p n e aw h e r e a r o u sa l i s th e p r e d o m i n a n t p o l y s o m n o g r a p h i c f e a tu r e .F i g u r e 3 s h o w s t h e r e s p i r a t o r y e v e n t s e x p r e s s e d p e r h o u rs l e e p a s R D I . T h e o v e r a l l R D I i n s t r o k e p a t i e n t s w a s 5 2 _ +1 0 e v e n t s p e r h o u r s l e e p a n d w a s s i g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a nt h e c o n t r o l g r o u p o f 3 _+ 1 p e r h o u r , p - - . 0 0 7 . T o d e t e r m i n et h e e f f e c t o f R E M a n d N R E M s l e ep o n t h e r e s p i r a to r y d is t u r-b a n c e s , R D I w a s c a l c u l a t e d f o r b o t h s l e e p p h a s es . T h e f r e-q u e n c y o f t h e re s p i r a to r y e v e n t s w a s h i g h e r i n R E M s l ee pt h a n N R E M s l e e p in b o t h c o n t r o l a n d s t r o k e p a t i e n t s i n d i c a t-i n g t h e w o r s e n i n g o f s l e e p - d i s o r d e r e d b r e a t h i n g i n R E M .T h e r e s p i r a t o r y d i s t u r b a n c e s w e r e a s s o c i a t e d w i t h a r t e r i a lo x y g e n d e s a t u r a t i o n s a s s h o w n i n f i g u r e 4 . A s a g r o u p , p a -t i e n t s w i t h s t r o k e h a d 9 9 _+ 2 5 e p i s o d e s o f o x y g e n d e s a t u r a -t i o n s ( g r e a t e r t h a n 4 % ) d u r i n g t h e c o u r s e o f t h e n i g h t. T h e r ew e r e 3 6 _ + 1 6 e p i s o d e s b e t w e e n S a O z 8 5 % t o 8 9 % a n d 6 +3 e p i s o d e s b e t w e e n S a O 2 8 0 % t o 8 4 % . S i x p e r c e n t o f th eo x y g e n d e s a t u r a t i o n s w e r e b e l o w SaO2 7 9 % . T h e c o n t r o lp a t i e n t s w h o w e r e e i t h e r n o r m a l o r h a d a m i l d c h r o n i c o b -s t r u c t i v e p u l m o n a r y d i s e a s e o r h y p e r t e n s i o n , h a d v e r y f e we p i s o d e s o f o x y g e n d e s a tu r a ti o n .

D I S C U S S I O NT h e r e s u l t s o f th i s s t u d y s h o w t h a t p a t ie n t s w i t h h e m i -s p h e r i c s t r o k e m a y d e v e l o p s l e e p - d i s o r d e r e d b r e a t h i n g .T h e r e a r e a f e w s c a t t e r e d r e p o r t s o f s l e e p c o m p l a i n t s a f t e rs t r o k e a n d s e v e r a l a n e c d o t a l a n d u n c o n t r o l l e d r e p o r t s o fs l e e p - r e l a t e d b r e a t h i n g d i s o r d e r s a f t e r c e r e b r a l i n f a r c t i o n .P l u m a n d c o w o r k e r s n o t e d t h a t t h e m a j o r e f f e c t o f c e r e b r a lh e m i s p h e r i c d i s e a s e o n r e s p i r a t i o n i n s l e e p w a s i n t h e f o r mo f C h e y n e - S t o k e s r e s p i r a t i o n o r l o n g - c y c l e C h e y n e - S t o k e sbr ea th ing as soc ia ted w i th hy poc apn ia . 7'1'17'~8 Th e br ea th ing

p a t t e r n w a s a t t r i b u t e d t o h e i g h t e n e d c e n t r a l r e s p o n s i v e n e s st o c 0 2 . 7 O n t h e o t h e r h a n d , L e e a n d c o w o r k e r s f o u n d aC h e y n e - S t o k e s p a t t e r n o f b r e a th i n g i n p a t ie n t s w i t h e x t e n -s i v e b i l a t e r a l p o n t i n e l e s i o n s . 19 C e n t r a l a p n e a w a s n o t e d a s

A r c h P h y s M e d R e h a b i l Vol 76, January 1 9 9 5


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S L E E P A P N E A I N P A T I E N T S W I T H S T R O K E , M o h s e n inT a b le 1 : P a t ie n ts Ch a ra c te r is t ic s a n d C l in ic a l F e a tu re s

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Age BMI Age of StrokeControls (yr) Sex (Kg/m 2) (month) Site of Stroke Cl inical Features Other Problems5 5 F 2 5 . 9 M i l d C O P D S m o k i n g4 9 M 2 6 . 2 H y p e r t e n s i o n4 7 M 2 8 . 7 N o r m a l5 6 F 1 5 .8 M i l d C O P D S m o k i n g6 6 M 2 2 . 8 M i l d C O P D N o n e6 4 M 2 5 . 7 H y p e r t e n s i o n S e i z u r e s3 5 M 2 6 . 4 N o r m a l S m o k i n g2 7 F 2 3 . 8 N o r m a l N o n e7 8 F 2 1 .1 M i l d C O P D S m o k i n g6 2 F 2 1 . 9 H y p e r t e n s i o n S m o k i n g5 4 - - 2 3 .8 - - - -

5 - - 1 .2 - - - -

F BC BS FA GL KW LM QL BE GE HM e a nS EP a t i e n t sA MD GG BM MJ RR PR OJ KA BD ZM e a nS E

5 8 F 2 2 . 27 8 F 3 05 1 M 2 6 . 53 3 M 2 6 . 26 8 M 2 0 . 05 0 M 2 1 . 06 1 M 2 5 . 57 2 M 2 5 . 04 4 M 2 4 . 94 1 M 2 6 . 55 6 - - 2 6 .3

5 - - 2 . 5

_ _ m

_ _ m

m m

_ _ m

m

m

_ _ m

m

m E

2 L A C A8 R M C A1 L M C A1 L M C A

1 2 L M C A2 R M C A0 . 3 L t h a l a m i c1 R M C A2 L M C A , A C A1 R M C A3 . 01. 2

R h e m i p a r e s i sL h e m i p a r e s i sR h e m l p a r e s i sR h e m i p a r e s i sR h e m i p a r e s i sL h e m i p a r e s i sE x p r e s s i v e a p h a s i aL h e m i p a r e s i sR h e m i p a r e s i sL hemi ~ares i s

C o r o n a r y h e a r t d i s e a s eH y p e r t e n s i o nN o n eS m o k i n gS m o k i n gA R D S , s m o k i n gH y p e r t e n s i o nH y p e r t e n s i o n , s m o k i n gH y p e r t e n s i o nH y p e r t e n s i o n

t h e p r e d o m i n a n t f o r m o f a p n e a i n p a t i e n t s w i t h b r a i n s t e ml e s i o n s Y I n c o n t r a s t t o t h e s e s t u d i e s , K a p e n a n d a s s o c i a t e sr e p o r t e d a h i g h i n c i d e n c e o f o b s t r u c t i v e s l e e p a p n e a i n h e m i -s p h e r i c s t r o k e p a t i e n t s , t h o u g h , b e c a u s e o f a s s o c i a t e d r i s kf a c t o r s s u c h a s o b e s i t y a n d h y p e r t e n s i o n i n m o s t o f t h e s ep a t i e n t s , a d e f i n i t e c a u s a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n o b s t r u c t i v es l e e p a p n e a a n d s t r o k e c a n n o t b e c l a i m e d , l~ I n o u r c a s e -c o n t r o l s t u d y , w e e x c l u d e d p a t i e n t s w i t h p r e v i o u s c o m p l a i n t so f s l e e p d i s o r d e r s a n d o b e s i t y a n d m a t c h e d f o r t h e p r e s e n c eo f h y p e r t e n s i o n . O u r r e s u l t s c o n f i r m t h e r e p o r t b y K a p e na n d c o w o r k e r s o n t h e p r e s e n c e o f o b s t r u c t i v e s l e e p a p n e ai n s o m e p a t i e n t s w i t h c e r e b r a l s t r o k e .T h e f a c t t h a t t h e p h a r y n g e a l a i r w a y i s o p e n d u r i n g w a k e -f u l n e s s b u t o c c l u d e s d u r i n g s l e e p i m p l i c a t e s a n e u r a l c o m p o -n e n t d e p e n d e n t o n t h e s t a t e o f v i g i l a n c e . 2 m2 W e h y p o t h e s i z et w o p a t h o g e n i c m e c h a n i s m s i n t h e d e v e l o p m e n t o f s l e ep -b r e a t h i n g a b n o r m a l i t i e s i n p a t i e n t s w i t h h e m i s p h e r i c s t r o k e .O n e i s t he p h y s i o l o g i c a l e f f e c t o f s l e e p o n u p p e r a i r w a yc o n t r o l a n d t h e s e c o n d i s t h e f l a c c i d i t y o f u p p e r a i r w a y m u s -c l e s a s a r e s u l t o f s t r o k e . T h e p h a r y n g e a l p a t e n c y d u r i n g

T a b l e 2 : S l e e p A r c h i t e c t u r e a n d A r o u s a l i n C o n t r o l s a n dS t r o k e P a t i e n t sControl Stroke

S l e e p p e r i o d t i m e ( S P T , m i n ) 3 5 6 _+ 2 1 3 7 0 _+ 2 1T o t a l s l e e p t i m e ( m i n ) 2 7 1 _+ 2 6 2 2 7 _+ 3 5S l e e p l a t e n c y ( m i n ) 2 2 _+ 6 1 3 _+ 5A w a k e ( % S P T ) 2 6 _+ 4 4 2 +_ 9Sta ge I (% SP T) 8 _+ 1 12 _+ 3S t a g e I I ( % S P T ) 4 5 _+ 3 3 6 _+ 6S t a g e I I I + I V ( % S P T ) 9 -4- 2 4 +_ 2 *R E M ( % S P T ) 1 4 _+ 2 7 _+ 3 *A r o u s a l i n d e x ( / h ) 2 0 _+ 3 6 4 _+ 1 6 "* p < . 05 w h e n c o m p a r e d w i t h c o n tr o l.

w a k e f u l n e s s i s , i n l a r g e p a r t , a t t r i b u t e d t o c o n t i n u a l n e u r o -m u s c u l a r i n p u t b y th e h i g h e r n e r v o u s s y s t e m , w h i c h c o n t r o l st h e a c t i o n o f p h a r y n g e a l m u s c l e s a n d e n s u r e s a p a t e n t p h a r -y n x . D u r i n g s l e e p , w h e n t h i s c o n t r o l o f th e p h a r y n g e a l a i r -w a y s b y t h e h i g h e r n e r v o u s s y s t e m i s d i sr u p t e d , t h e p a t e n c yo f t h e u p p e r a i r w a y b e c o m e s c o m p r o m i s e d Y 23 H o w e v e r ,w h e n t h e a c t i v a t i o n o f p h a r y n g e a l d i l a t o r m u s c l e s o c c u r s ,a d e q u a t e a i r w a y l u m e n i s p r o m o t e d s o n o a i r w a y o b s t r u c t i o no c c u r s i n a h e a l t h y p e r s o n . 24 T h e s e c o n d a n d p o t e n t i a l l yi m p o r t a n t f a c t o r i s t h e d i m e n s i o n o f t h e u p p e r a i r w a y i t s e l f.N a r r o w i n g o f t h e u p p e r a i r w a y b y o b e s i t y , h y p e r t r o p h y , o fl y m p h a t i c t i s s u e ( t o n s i l s a n d a d e n o i d s ) , a n d / o r m u c o s a ls w e l l in g r e d u c e s a i r w a y p a t e n c y Y B e c a u s e o f b il a te r a l u p -p e r m o t o r n e u r o n i n n e r v a t i o n o f p h a r y n g e a l a n d l a r y n ge a lm u s c l e s f r o m t h e c o r t i c o b u l b a r p a t h w a y s , a u n i l a t e r a l u p p e rm o t o r n e u r o n l e s i o n , s u c h a s i n h e m i s p h e r i c c e r e b r a l s t r o k e,s h o u l d n o t c a u s e a n y s i g n i f i c a n t w e a k n e s s o f t h e m u s c l e ,h o w e v e r i t h a s b e e n s h o w n t h a t i t m a y c a u s e a t r a n s i e n tco n t r a la te r a l lo s s o f to n e o r w eak n ess in th ese mu s c les . 26'27I n s u p p o r t o f t h i s, R o b b i n s a n d c o w o r k e r s s h o w e d t h a t p a -t i e n t s w i t h h e m i s p h e r i c i n f a r c t i o n s w e r e m o r e l i k e l y t o e x -h i b i t p h a r y n g e a l m u s c l e d y s f u n c t i o n w i t h i m p a i r e d s w a l -l o w i n g . 28 T h e i m p a i r e d u p p e r a i r w a y c o n t r o l a s a r e s u l t o fu p p e r m o t o r n e u r o n d y s f u n c t i o n m a y b e c a u s e d b y a r e q u i r eda n d h i g h l y c o m p l e x n e u r o n a l c o n t r o l o f a n a s o p h a r y n g e a la n d p h a r y n g o l a r y n g e a l m u s c l e s . W e s p e c u l a t e t h a t t h e m a i n -t e n a n c e o f u p p e r a i r w a y t o n e a n d f u n c t i o n r e q u i r e s a d u a lu p p e r m o t o r n e u r o n c o n t r o l . T h e l a c k o f o p t im a l t o n e o f th em u s c l e s m a y l e a d t o a h i g h l y c o m p l i a n t u p p e r a i r w a y w i t ha p r o p e n s i t y t o n a r r o w i n g a n d c o l l a p s e . I n h e m i s p h e r i cs t r o k e w i t h h e m i p l e g i a a n d , d e p e n d i n g o n t h e s i t e a n d e x t e n to f t h e s t r o k e , t h e p a t i e n t m a y h a v e d y s a r t h r i a , d y s p h a g i a ,t o n g u e w e a k n e s s , a n d p a l a t a l m u s c l e w e a k n e s s c o n t r a l a t e r a l

Arch Phys Med Rehabil Vol 76, January 1995


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74 SLEEP APN EA IN PATIENTS WITH STROKE, Mohsen in60

i(/ 3

o I !13 -I F ] C o n t r o l CVA

=g

_._JA w a k e S t a g e 1 S t a g e 2 S W S R E M

F i g 1 - - S l e e p a r c h i t e c t u r e i n p a t i e n t s w i t h s t r o k e a n d c o n t r o l s .P a t i e n t s w i t h s t r o k e ( C V A ) h a d a s ig n i f ic a n t l y s h o r t e r S W Sa n d R E M s l e e p t h a n t h e c o n t r o l s . * P < . 0 5 .

9 08 0 -x

" ~ 7 0 -~D=o 60-

5 o -i :~ 40-

3 0 -e-~ 20 -

r r

[ ] N R E M R D I R E M R D I[ ] O v e r a l l R D I

Contro l CVAF i g 3 - - T h e R D I i n c o n t r o ls a n d p a t ie n t s w i th s t r o k e ( C V A ) .T h e R D I w a s s i g n if i c a n tl y h i g h e r i n s t r o k e p a t i en t s t h a n c o n -

t r o i s . P = . 0 0 7 c o n t r o l v e r s u s C V A f o r a ll c a te g o r i e s .t o t h e s i d e o f t h e u p p e r m o t o r n e u r o n l e s i o n . T h e s e a b n o r -m a l i t i e s a r e m o r e p r o f o u n d i n p a t i e n t s w i t h b i l a t e r a l u p p e rm o t o r n e u r o n l e s i o n s ; h o w e v e r , t h e y m a y o c c u r , a s i n o u rpa t i en t s wi th un i l a t e ra l i nvo lvem ent . 29'3 Th e pseu dob ulba ra n d b u l b a r p a l s i e s p r e d i s p o s e p a t i e n t s t o o b s t r u c t i v e a p n e a sd u r i n g s l e e p . W h e n t h e p h y s i o l o g i c a l c h a n g e , d e c r e a s e d u p -p e r a i r w a y m u s c l e t o n e , o c c u r s s u p e r i m p o s e d o n a b a c k -ground of a na r rowed pha ryngea l l umen , seve re na r rowing orc losure o f the pha ryng ea l a i rway may occur dur ing s leep. Be -cause the ac t iv i t ie s o f p ha ryngea l d i l a to r musc le s a re v i r tua l lya b s e n t i n R E M s l e e p , t h i s p h e n o m e n o n w o u l d b e c o m e m o r ep r o n o u n c e d d u r i n g R E M s l ee p , a s w a s s h o w n i n t h i s s tu d y .S i g n i f i c a n t i n c r e a s e s i n s y s t e m i c a r t e r ia l p r e s s u r e o c c u rc y c l i c a l l y w i t h e p i s o d e s o f a p n e a , a n d m a x i m a l e l e v a t io nf o l l o w s a r o u s a l s a n d a f t e r t h e r e s u m p t i o n o f v e n t i l a t i o n .

W i t h a p n e a s o c c u r r i n g i n v e r y c l o s e c l u s t e r s c o n t i n u o u s l yt h r o u g h o u t t h e n i g h t , o f t e n i n a s s o c i a t i o n w i t h v e r y s e v e r eo x y g e n d e s a t u r a t io n s , e l e v a t i o n s m a y b e e x t r e m e . 3~ F u r t h e r ,c e r e b r a l b l o o d f l o w d u r i n g s l e e p i s m o r e d e c r e a s e d i n p a -t i en t s w i th apn ea than con t ro l s . 32'33 Fur the r , t he g loba l andr e g i o n a l c e r e b r a l p e r f u s i o n i s d e c r e a s e d i n s l e e p a p n e a p a -t i e n t s d u r i n g e v e n w a k e f u l n e s s ,33'34 su gg est in g a l tered cere-b r a l b l o o d f l o w a u t o r e g u l a t o r y m e c h a n i s m s . T h u s p a t i e n t sw i t h s t r o k e a n d s l e e p a p n e a w i t h o x y g e n d e s a t u r a t i o n s a r ea t g r e a t e r p o t e n t i a l r i s k o f r e p e a t e d s t r o k e o r i n c o m p l e t en e u r o l o g i c a l r e c o v e r y .

R e p e a t e d e p i s o d e s o f a p n e a s a n d o x y g e n d e s a t u r a ti o n c a na l s o c a u s e m u l t i p l e a w a k e n i n g s a n d a r o u s a l s . A r o u s a l s t ot h e f u l l y a w a k e s t a t e o r s t a g e s h i f t s f r o m a d e e p e r t o al igh te r s t age o f s l eep d i s rup t t he s l eep a rch i t ec tu re , l ead ing

DZA B -J K -

F~3-R P -J R -

M M -G B -D G -A M -

0

m

"////~E

1 - - I

Obstructive pne a[ ] Central pne a[ ] Hypopnea

, , , 5~0 1 0 0 1 5 0 2 0 0Number o f Resp i ra to ry Even ts 2 5 0F i g 2 - - T h e n u m b e r a n d t y p e o f s l e e p -d i s o r d er e d b r e a t h in gd u r i n g t h e c o u r s e o f t h e n i g h t i n p a t ie n t s w i t h s t r o k e . A l l b u tt w o p a t i e n t s h a d h i g h e r t h a n 3 2 e v e n t s , p r e d o m i n a n t l y o b s t r u c -t i v e a p n e a s , d u r i n g t h e n i g h t .

1 2 0 -~

._o lOO-~ 80-a "~ , -XO 4 0 -"5

. ~ 2 0 -E~ Z

[ ] C o n t r o l C V A

T o t a l 8 9 - 8 5 % 8 4 - 8 0 % 7 9 - 7 0 % < 7 0 %Oxygen Sa tu ra t i on

F i g 4 - - T h e n u m b e r a n d d e g r e e o f a r t er i a l o x y g e n d e s a tu r a -t i o n s d u r i n g s l e e p a s a r e s u lt o f a p n e a s a n d h y p o p n e a s i n c o n -t r o i s a s w e l l a s p a t i e n t s w i t h s t r o k e .

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S L E E P A P N E A I N P A T I E N T S W I T H S T R O K E , M o h s e n i n 7 5

t o u n r e f r e s h i n g s l e e p a n d a s t a t e o f c h r o n i c s l e e p d e p r i v a -t ion . 35 Th e s l eep a rch i t ec ture in our p a t i en t s sh ow ed s igni f i-c a n t l y s h o r t e r S W S a n d R E M s l e e p w h e n c o m p a r e d w i t hc o n t r o ls . G i u b i l e i a n d c o w o r k e r s s h o w e d a m a r k e d r e d u c t i o ni n R E M s l e ep w i t h i n 3 w e e k s o f s t r o k e . 4 I n a n o t h e r s t u d y ,K o r n e r a n d c o l l e a g u e s n o te d m a r k e d a t te n u a t io n o f R E M a sw e l l a s S W S s l e ep i n a g r o u p o f p a t ie n t s w i t h i n f a r c t i o n i nt h e t e r r i t o r y o f t h e m i d d l e c e r e b r a l a r t e r y . 3 D i f f u s e c e r e b r a ls y m p t o m s s u c h a s m e m o r y i m p a i r m e n t , l a c k o f c o n c e n tr a -t ion ab i l i ty , l ack of in i t i a t ives , depres s ion , i r r i t ab i l i ty , fa -t i g u e , a n d i n c r e a s e d n e e d o f s l e e p a r e p r e s e n t i n m o r e t h a n5 0 % o f p a t i e n t s w i t h c e r e b r a l i n f a r c t i o n . 1 T h e s e s y m p t o m sa r e g e n e r a l l y a t t r i b u te d t o a s t r u c tu r a l b r a i n d a m a g e . T h e s esym pto m s are a lso sh ared b y pa t ients w ith s lee p ap nea. 2"36'37T h e r e v e r s i b il i ty o f i n t e l l e c t u a l im p a i r m e n t i n p a t i e n t s w i t hs l e ep a p n e a w i t h c o n t i n u o u s p o s i t i v e a i r w a y p r e s s u r e t r e a t-ment sugges t s tha t i t has , a t l eas t in pa r t , a func t iona l ra the rthan a s t ruc tura l o r i g i n . 3 s '3 9

T h e p r e s e n t s t u d y h a s s e v e r a l u n i q u e a n d l i m i t i n g f e a tu r e s :(1) Our resu l t s a re based o n a s e lec t pop ula t ion presen t ing toa r e h a b i l it a t io n f a c i l i t y a n d t h e r e f o r e m a y n o t b e g e n e r a l iz e d .N e v e r t h e l e s s , o u r f i n d i n g s a r e i n a g r e e m e n t w i t h a l a r g e rcase s e r i e s repo r ted by Ka pen and as soc ia tes . I~ (2) T here i sa p o s s i b i l i t y t h a t s t r o k e p a t i e n t s m a y h a v e h a d s l e e p a p n e ab e f o r e t h e i r c e r e b r o v a s c u l a r a c c i d e n t d e s p i t e a n e g a t i v e h i s -t o r y f o r s l e e p - d i s o r d e r e d b r e a t h i n g . T h e s e n s i t iv i t y o f a c l i n i-c a l e v a l u a t i o n i n i d e n t i f y i n g a p e r s o n w i t h s l e e p a p n e a i s int h e o r d e r o f 8 0 % . 4o S h o r t o f a l o n g i t u d i n a l p r o s p e c t i v e s t u d yo f a l a r g e c o h o r t w i t h n o e v i d e n c e f o r s l e e p - d i s o r d e r e db r e a t h i n g o n p o l y s o m n o g r a p h y a t b a se l i n e , th e p r e s e n t c a se -c o n t r o l l e d s t u d y p r o v i d e s s o m e e v i d e n c e t h a t s l e e p a p n e am a y b e a s e q u e l t o h e m i s p h e r i c s t ro k e . ( 3) T h e p r e v a l e n c eo f s l e e p a p n e a i n s t r o k e i s u n k n o w n a t t h e p r e s e n t t i m ea n d r e q u i r e s a l a r g e c r o s s - s e c t io n a l s t u d y o f p a t i e n t s w i t hp o l y s o m n o g r a p h y .I n c o n c l u s i o n , t h i s s t u d y s u g g e s t s t h a t s l e e p - a s s o c i a t e db r e a t h i n g d i s o r d e r s m a y b e a n a d d i t i o n a l c l i n ic a l s e q u e l a i np a t i e n t s w i t h h e m i s p h e r i c s t r o k e . T h i s m a y h a v e a n i m -p o r t a n t i m p l i c a t io n i n t h e r e h a b i l i t a t io n p o t e n t i a l o f p a t i e n tsa n d f u t u r e r i s k f o r c e r e b r o v a s c u l a r a n d c a r d i o v a s c u l a re v e n t s . H e n c e , w e s u g g e s t t h a t t h e s y m p t o m s a n d s i g n s o fs l e e p - d i so r d e r e d b r e a t h i n g s h o u l d b e a c t i v e l y s o u g h t i n p a -t i e n t s w i t h h e m i s p h e r i c s t r o k e a n d a p p r o p r i a t e w o r k - u p b ei n i t i a t e d . F u t u r e w o r k i s r e q u i r e d t o e x a m i n e t h e e f f e c t o ft h e r a p y o f s l e e p - d i s o r d e r ed b r e a t h i n g i n p a t i e n t s w i t h s t r o k eo n t h e r a t e o f n e u r o p s y c h i a t r i c r e c o v e r y f r o m s t r o k e .Acknowledgment: Th e au t h o rs t h an k Ro b e r t S t e i n , M D , an d M i ch ae lCo l l i n s , M D , fo r a s s i s t an ce i n rec ru i tmen t o f p a t i en t s an d Th o m as W h e l an ,RRT, RPSG T, fo r h i s t e ch n i ca l a s s i s t an ce .

References1 . Leeg aa rd O F. D i f fu se ce reb ra l sy mp t o ms i n co n v a l e scen t s f ro m ce re -b ra l i n fa rc t i o n an d my o ca rd i a l i n fa rc t i o n . A c t a N eu ro l Scan d1 9 8 3 ; 6 7 : 3 4 8 -5 5 .2 . K a l e s A , Ca l d w e l l A B, Cad i eu x RJ , V e l a -Bu en o A , Ru ch LG , M ay esSD . Sev e re o b s t ru c t i v e s leep ap n ea . I I A sso c i a t ed p sy ch o p a t h o l o g y an dp sy ch o so c i a l co n seq u en ces . J C i t ro n D i s 1 9 8 5 ; 3 8 : 4 2 7 -3 4 .3 . K o rn e r E , F l o o h E , Re i n h a r t B , W o l f R , O t t E , K ren n W , L ech n e r H .S l eep a l t e ra t i o n i n i sch emi c s t ro k e . Eu r N eu ro l 1 9 8 6 ; 2 5 : 1 0 4 -1 0 .4 . G i u b i l e i F , Ian n i l l i M , V i t a l e A , P i e ra l l i n i A , Sacc h e t t i M L, A n t o n i n i

G , F i e sch i C . S l eep p a t t e rn s i n acu t e i sch emi c s t ro k e . A c t a N eu ro lScan d 1 9 9 2 ; 8 6 : 5 6 7 -7 1 .5 . H o b so n JA , Ly d i c R , Bag h d o y an H A . Ev o l v i n g co n cep t s o f s l eep cy c l eg en e ra t i o n : Fro m b ra i n cen t e rs t o n eu ro n a l p o p u l a t i o n s . Beh av Bra i nSc i 1 9 8 6 ; 9 : 3 7 1 -4 4 8 .6 . P i t t s RF. T h e re sp i ra t o ry cen t e r an d i t s d e scen d i n g p a t h w ay s . J Co mpN eu ro l 1 9 4 0 ; 7 2 : 6 0 5 -2 5 .7 . P l u m F . N eu ro l o g i ca l i n t eg ra t i o n o f b eh av i o ra l an d me t ab o l i c co n t ro lo f b rea t h i n g , In : Po r t e r R , ed i t o r . C i b a Fo u n d a t i o n Sy mp o s i u m o nBrea t h i n g . H e r i n e -Breu e r Cen t en a ry Sy mp o s i u m. Lo n d o n : Ch u rch i l l ,1970:159-81.8 . A sk en asy J JM , G o l d h ammer I . S l eep ap n ea a s a fea t u re o f b u l b a rst roke. St roke 1988;19:637-9 .9 . H ey m an A , B i rch f i e l d RI , S i ek e r H O . Ef fec t s o f b i la t e ra l c e reb ra l i n-fa rc t i o n o n re sp i ra t o ry cen t e r sen s i t iv i t y . N eu ro l o g y 1 9 5 8 ; 8 : 6 9 4 -7 0 0 .1 0 . P l u m F , B ro w n H W . Th e e f fec t o n re sp i ra ti o n o f cen tra l n e rv o u s sy s t emdisease . Ann NY Acad Sci 1963; 109:915-31.1 1 . K ap en S , Pa rk A , G o l d b e rg J . Th e i n c i d en ce an d sev e r i ty o f o b s t ru c t iv es l eep ap n ea i n i sch emi c ce reb ro v ascu l a r d i sea se . N eu ro l o g y1991;41(suppl 1):125.1 2. F o l s t ei n M F , F o l s t e in S E , M c H u g h P R . " M i n i - m e n t a l s t a t e " a p r a c t i c a lme t h o d fo r g rad i n g t h e co g n i t i v e s t a t e o f p a t i en t s fo r t h e c l i n i c i an . JPsy chiat r Res 1975; 12:189-98.1 3 . Rech sch a f fen A , K a l e s A . A man u a l o f s t an d a rd i zed t e rmi n o l o g y , t e ch -n i q u es an d sco r i n g sy s t em fo r s l eep s t ag es o f h u man su b j ec t s . Lo sA n g e l e s : U CLA : N IH Pu b l i ca t i o n n o . 2 6 8 , 1 9 8 6 .1 4 . D i ag n o s t i c C l a ss i f i c a t i o n S t ee r i n g Co mmi t t ee . Th o rp y M J , Ch a i rman .Th e In t e rn a t i o n a l C l a ss i f i c a t i o n o f S l eep D i so rd e rs : D i ag n o s t i c an dCo d i n g M an u a l . Ro ch es t e r , M N : A mer i can S l eep D i so rd e rs A sso c i a -tion, 1990.1 5 . Ba i l a r JC , M o s t e l l e r F . M ed i ca l u se s o f s t a t i s t i c s . W a l t h am M A : NEn g l J M ed B o o k s , 1 9 86 :2 3 7.1 6 . G u i l l emi n au l t C , S t o o h s R . U p p e r a i rw ay re s i s t an ce sy n d rome . S l eepRes 1 9 9 1 ; 2 0 : 2 5 0 .1 7 . P l u m F , B ro w n H W . Th e e f fec t o n re sp i ra t io n o f cen t ra l n e rv o u s sy s t emd i sea se . A n n N Y A cad Sc i 1 9 63 ; 1 0 9 : 9 1 5 -3 1 .1 8 . P l u m F . Brea t h l e s sn ess i n n eu ro lo g i ca i d i sease : Th e e f fec t s o f n eu ro l o g -i ca l d i sea se o n t h e ac t o f b rea t h i n g . In : H o w e l l JBL, Camp b e l l EJM ,edi tor. Breath lessness. Oxford: Blackwel l Scient i f ic , 1966:203-22.1 9 . Lee M C, K l a ssen A C, H ean ey LM , Resch JA . Resp i ra t o ry ra t e an dp a t t e rn d i s t u rb an ces i n acu t e b ra i n s t em i n fa rc t i o n . S t ro k e 1 9 7 6 ; 7 : 3 8 2 -5.

2 0 . N o r t h JB , Jen n e t t S . A b n o rm a l b rea t h i n g p a t t e rn s a s so c i a ted w i t h acu t eb ra i n d amag e . A rch N eu ro l 1 9 7 4 ; 3 1 : 3 3 8 -4 4 .2 1 . Sa fa r P , Esca r rg a LA , Ch an g F . U p p e r a i rw ay o b s t ru c t i o n i n t h e u n co n -scious pat ien t . J Appl Physio l 1959; 14:760-4 .2 2 . Rem mers JE , D eG ro o t W J , Sau e r l an d EK , A n c h A M . Pa t h o g en es i s o fu p p e r a i rw ay o cc l u s i o n d u r i n g s l eep . J A p p l Ph y s i o l 1 9 7 8 ; 4 4 (6 ) : 9 3 1 -8.2 3 . Sh e r rey JH , M eg i r i an D . Resp i ra t o ry EM G ac t i v i t y o f t h e p o s t e r i o rc r i co a ry t en o id , c r i co t h y ro i d an d d i ap h rag m mu sc l e s d u r i n g s l eep . R e -sp i r Ph y s i o l 1 9 8 0 ; 3 9 : 3 5 5 -6 5 .2 4 . H w an g JC , S t Jo h n W M , Ba r t l e t t D J r . A f fe ren t p a th w ay s fo r h y p o g l o s -sa l an d p h ren i c re sp o n ses t o ch an g es i n u p p e r a i rw ay p re ssu re . Resp i rPh y s i o l 1 9 8 4 ; 5 5 : 3 4 1 -5 4 .2 5 . Su ra t t PM , M cTi e r RF, F i n d l ey LJ , Po h l SL , W i l h o i t SC . Ch an g es i n

b rea t h i n g an d t h e p h a ry n x a f t e r w e i g h t l o s s i n o b s t ru c t i v e s l eep ap n ea .Ch es t 1 9 8 7 ; 9 2 : 6 3 1 -7 .2 6 . B r a i n W R , W a l t o n JN . Bra i n ' s d i sea se s o f t h e n e rv o u s sy s t em. (7 t hed .) London: Oxford Universi ty , 1969:20-4 .2 7 . H o l m es G . In t ro d u c t i o n to c l i n i ca l n eu ro l o g y . Ed i n b u rg h an d Lo n d o n :Churchi l l Liv ingston , 1971:25 .2 8 . Ro b b i n s JA , L ev i n e RL. S w a l l o w i n g a f t e r u n il a t e ra l st ro k e o f th e ce re -b ra l co r t ex : Pre l i mi n a ry ex p e r i en ce . D y s p h ag i a 1 9 8 8 ; 3 : 1 1 -7 .2 9 . W ar l o w C . H an d b o o k o f N eu ro l o g y . Lo n d o n : B l ack w e l l Sc ien t i f ic Pu b -l icat ions, 1991.3 0 . P a l mer JB , D u C h an e A S. R eh ab i l i t a t i o n o f sw a l l o w i n g d i so rd e rs d u et o s t ro k e . Ph y s M ed Reh ab C l i n N o r t h A m 1 9 9 1 ; 3 : 5 2 9 -4 6 .3 1 . Sch ro ed e r JS , M o t t a J , G n i l l emi n au l t C . H em o d y n am i c s t u d i e s i n s l eepap n ea . In : G n i l l emi n an l t C , D em en t W , ed i to rs . S l eep A p n e a Sy n -d ro mes . N ew Y o rk : L i s s , 1 9 7 8 : 1 7 7 -9 6 .3 2 . M ey e rs JS , Sak a i F , K a racan I , D e rm an S , Y amam o t o M . S l eep ap n ea ,

Arch Phys Med Rehabil Vol 76, January 1995


6/6

7 6 S L E E P A P N E A I N P A T I E N T S W I T H S T R O K E , M o h s e n i nnarcole psy and dreaming: R egion al cerebral hemodynamics. An n Neu -rol 1980;7:479-85.3 3 . G io mb e t t i R J , Kn e is ley LW, Mi l le r BL, Da ly J , V i l l an u ev a-Mey e r J ,Garrett TK , M ena I. W aking cerebral blood flow abnormality in sleepapnea syndrome. Slee p Res 1990; 19:229.34. K neis ley LW, Daly J , Giomb ett i RJ, Miller BL, Vil lanueva-M eyer J ,Garret t K, M ena I . Part ial reversal of abnormal waking cerebral b loodflow in patients with sleep apnea. Slee p Res 1990; 19:243.

35. Sachner M A, Landa J , Forrest T, Greeneltch D. Periodic s leep apnea:chron ic sleep deprivation related to intermittent upper airw ay obstruc-tion and central nerv ous system disturbance. Che st 1975;67:164-71.36. Findley LJ, Barth JT, Powers DC, Wilhoit SC, Boyd DG, Suratt PM.Cognitive impairment in patients with obstructive sleep apnea and asso-cia ted hypoxem ia. C hest 1986;90:686-90.37. Greenberg G, Watson RK, Deptula D. Neuropsycho logical dysfunctionin sleep apnea. Slee p 1 987; 10:254-62.

38. Le Gall D, Hubert P, Truelle JL, Meslier N, De Bray JM, Racineux JL.Le syn drome d 'ap nees du somm eil . Une cause curable de deteriora t ionmen tale (letter). Press e Me d 1986; 15:260-1.39. Mon tpla is ir J , Bedard MA , Richer F, Rouleau I . Neurobehavioral mani-festations in obstructive sleep apnea syndrome before and after treat-men t with continuous positi ve airway pressure. Slee p 199 2; 15:S17-S19.40. Gyulay S, Olson LG, Hensley MJ, King MT, Allen KM , Saunders NA .A com parison of c l in ical assessment and home o ximetry in the d iagno-sis of obstructive s leep apnea. Am Rev Respir Dis 1993; 147:50-3.

Suppliersa. thermisters, G rass Instruments, 101 Old Colo ny Ave nue, PO Bo x 516,Quincy, MA.b. Biox oximeter , Biox 3700e, Ohmeda, 1315 Wes t Century Drive , Louis-v il le , CO.

Arch Phys M ed Rehabil Vol 76, January 1995

sleep apnea in patients with hemispheric stroke

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