3 Reg Codagedusommeil JPaqureau 2011 2012 E Learning

Règles de codage du sommeil

Codage visuel de la macrostructure

DIU « le sommeil et sa pathologie »

Joël Paquereau Poitiers

Conflits d intérêts - Céphalon -  UCB -  lundbeck

Polysomnographie Les nouvelles règles de codage

AASM for scoring Sleep, 2007 (validé SFRMS)

Positionnement des électrodes

1 cm

2 cm 2 cm

1 voie d EMG du menton

3 voies d EEG 2 voies d EOG

Stades de sommeil nouvelle classification

(ancienne nomenclature)

Stade Veille ou Eveil = W = Wakefulness Sommeil : inhomogène 2 états différents basés sur l aspect comportemental et la physiologie: Sommeil lent : NREM sleep (sommeil lent léger: stade 1) = stade N1 (NREM1) (sommeil lent léger stade 2) = stade N2 (NREM2) (sommeil lent profond : stades 3 et 4) = stade N3 (NREM3)

(=Slow Wave Sleep = sommeil à ondes lentes) Sommeil à M.O.R. = stade R ( REM) (Sommeil Paradoxal )

Codage AASM 2007

- se fait par époque : = période d analyse de 30 s -  attribuer un stade à chaque époque -  si 2 ou plus de 2 stades coexistent sur une

seule époque : attribuer le stade à celui qui est le plus représenté dans l époque considérée

- inconvénient : lissage du sommeil perte d information (microstructure)

- évolution : quantification EEG ?

Règles de codage stade Veille = W Règle A : > 50% de l époque contient du rythme alpha sous

la région occipitale EEG : YF : alpha : 8 à 13 Hz=c/s Atténué les yeux fermés région occipitale : YO : alpha atténué et fréquences rapides de bas voltage (bêta)

Règle B – coder en W si pas d alpha visible et si un des éléments présents : - Clignements de paupières (fréquence de 0.5 – 2 Hz : YF ou YO) - Mouvements de lecture des yeux - M.O.R. irrégulier avec un EMG du menton normal ou élevé

EOG : - MO de lecture : phase lente suivie d une phase rapide - REM : MO pointus avec une phase initiale habituellement < 500 msec.

existe aussi dans REM mais en salves - M.O.L. possibles avec « rythme » alpha lors de l endormissement (transition) EMG : variable mais généralement plus ample que pendant le sommeil

(R&K)

Remarques sur la veille 1) Le stade W représente l état de veille allant de l état franchement éveillé jusqu aux premières phases d assoupissement - Les marqueurs électrophysiologiques et psychophysiologiques d assoupissement peuvent être présents pendant la veille et persister pendant le stade N1. 2) En veille, la majorité des personnes ont un rythme alpha. Environ 10% de personnes ne génèrent pas de rythme alpha les yeux fermés. Chez eux l activité EEG occipitale est identique YF et YO. 3) Les battements de paupières sont plus lents avec l endormissement et on peut observer des MOL même avec de l alpha. 4) L EMG du menton est d amplitude variable mais généralement plus ample que pour les autres stades.

Stade W (Eveil)

Eveil avec M.O.L. état transitionnel

F4-A1 C4-A1 O2-A1 EOG1 EOG2 EMG

EEG : - Amplitude faible - fréquences mixtes, dominante 4-7 Hz - pointes au vertex (ondes V) : - contours pointus - < 500 msec - maximum région centrale - se distingue de l activité de fond

EOG : MO lents :

- conjugués, « raisonnablement » réguliers, sinusoïdaux - avec une déflexion initiale généralement > 500 msec

EMG : oui Début du sommeil (Sleep Onset) : Première époque de sommeil quel que soit le stade

(généralement stade N1)

Stade 1 = N1

veille Stade 1 Pointe-vertex

Règles de codage stade N1

Règle A : chez sujet qui génère du rythme alpha coder en stade N1 si : - alpha atténué et - remplacé par >50% d eeg de faible amplitude et fréquences mixtes Règle B : chez sujet sans alpha coder N1 dès l un des premiers

éléments suivants : - activité eeg 4-7 Hz et un ralentissement de la fréquence d éveil ≥ 1 Hz - présence de pointes vertex (pas indispensable pour stade N1) - présence de M.O.L. (pas indispensable pour N1) EMG : variable, généralement plus faible qu en éveil Remarques : comme les MOL peuvent commencer avant l atténuation de l alpha, le délai d endormissement peut être légèrement plus court plus les personnes qui ne génère pas d alpha en comparaison des autres.

Exemples Stade N1 F4-A1 C4-A1 O2-A1 EOG1 EOG2 EMG


EEG : - Fréquences mixtes - delta < 20%; habituellement maximum en région centrale - figures :

- Complexe K, isolé du bruit de fond, bien défini, onde négative suivi immédiatement par une composante positive; durée totale ≥ 500 msec, souvent amplitude maximale en frontal - un micro-éveil est associé à un complexe K si ≤ 1 sec avant la fin du K - fuseaux (spindles) : train de 11 – 16 Hz (souvent :12-14 Hz); ≥ 0.5 s

EOG : Non EMG : oui , variable souvent diminué

Stade N2

(R&K)

Complexe K

Règles de codage stade 2 Règle A : début de stade N2 (en l absence de critère pour N3) si un au moins des éléments est présent dans la première moitié de l époque en cours ou au cours de la dernière moitié de l époque précédente :

- Au moins un complexe K spontané = K non associé à un micro-éveil - rester en N1 pour les époques avec micro-éveil-associé à un complexe K et sans complexes K spontanés ou fuseaux de sommeil - Au moins un fuseau de sommeil

Règle B : continuité stade N2 Continuer à coder en stade N2 les époques avec EEG de faible amplitude et fréquences mixtes sans complexe K et/ou fuseaux si elles sont précédées par :

- des complexes K spontanés (sans micro-éveils) - des fuseaux de sommeil

NB : disparition de la règle des 3 minutes du R&K

Exemples stade N2

Complexe K

Fuseaux de sommeil



Stade N2 avec ondes lentes < 20%

Stade N2 avec fuseaux (spindles)



Fin de codage stade N2 Fin de N2 si une des conditions suivantes est présente :

•  a – Transition en stade W (éveil) •  b – Un micro-éveil : changer pour stade N1 jusqu à un fuseau ou K

spontané •  c – Mouvements corporels majeurs suivi de M.O.L. et EEG mixte

sans K spontanés ou fuseaux : coder l époque qui suit le mouvement comme N1 (coder N2 si pas de M.O.L.). L époque contenant le mouvement corporel sera codée selon la règle adaptée (cf + bas)

•  d – Transition vers N3 •  e – Transition vers REM

Remarques : - Habituellement pas de M.O.L au cours du stade N2, mais parfois persistent chez certaines personnes - L EMG du menton est d amplitude variable au cours du stade N2, généralement moins ample que le stade W et parfois aussi faible qu en stade REM.

- Changement brusque des fréquences EEG (alpha, thêta et/ou les fréquences > 16 HZ, sauf les fuseaux) pendant au moins 3 secondes précédé d au moins 10 secondes de sommeil stable. -  Pour coder un micro-éveil en REM nécessité d’une augmentation concomitante de l’EMG pendant au moins une seconde

Remarques : - Pour coder un micro-éveil des modifications de l’EEG doivent être observées à la fois sur les voies occipitales et centrales - Coder un micro-éveil peut être faciliter par l utilisation d informations supplémentaires comme les événements respiratoires et/ou des canaux EEG supplémentaires. Mais le codage d un micro-éveil ne peut se baser sur ses voies supplémentaires seules.

Micro-éveil : (pour N1, N2, N3 ou R)

Mouvement corporel + Complexe K associé à un micro-éveil


Mouvement corporel majeur (MCM)

Définition : Mouvement et artefact musculaire masquant l EEG sur plus d une moitié de l époque de telle sorte que le stade EEG ne peut être défini.

Règles : Coder une époque contenant un MCM comme suit :

A – Si du rythme alpha est présent sur une partie de l époque (même si < 15 sec) codé en stade E B – Si pas de rythme alpha décelable, mais une époque codée en E précédant ou suivant l époque avec le MCM alors coder en E C – Dans les autres cas : coder l époque dans le stade de l époque qui suit le MCM

Mouvement corporel majeur

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Exemples de fin stade N2 (figure1 AASM, 2007)

Exemples de fin stade N2 (figure 2 AASM, 2007)

EEG : activité en ondes lentes - 0.5 à ≤2 Hz - > 75 µV pic-à-pic ; mesurer sur la région frontale

identification stade N3 (anciens stades 3 + 4)

Règle A : Coder N3 si : -  activité ondes lentes ≥ 20 % de l époque -  quel que soit l âge - EOG : Non ( présence = atypique) - EMG : oui; ; parfois aussi bas qu en REM - fuseaux peuvent persister

-75 µV

Exemples Stade N3 F4-A1 C4-A1 O2-A1 EOG1 EOG2 EMG



EEG : - faible amplitude et fréquences mixtes - alpha, souvent<1-2 Hz de la fréquence d éveil - ondes thêta en dents de scie :

trains d ondes pointues ou triangulaires souvent de 2 – 6 Hz souvent amplitude maximale sous les régions centrales accompagnent souvent (mais pas toujours) les M.O.R.

EOG : = M.O.R = REM

rapides, salves, généralement déflexion initiale < 500 msec EMG : - tonus :faible : inférieur à tous les autres stades

(généralement le plus bas de tout l enregistrement) - phasique : bouffée irrégulière habituellement < 250 msec

associée à un faible tonus EMG. Vu sur l EMG du menton ou le tibial antérieur ou l EEG, EOG.

Stade REM : EOG et EMG indispensables

Codage en stade REM Règle A : Coder stade REM les époques avec tous les éléments suivants :

a – EEG de faible amplitude et de fréquences mixtes b – Tonus EMG du menton faible c - Mouvements oculaires rapides.

Règle B : Continuité du stade REM Continuer à coder en stade REM même si pas de M.O.R. : pour les époques qui suivent celles codées en REM (selon la règle A) si l eeg reste de faible amplitude et de fréquences mixtes mais sans K et sans fuseaux de sommeil et un tonus EMG faible

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Continuité du REM (figure 3, AASM manual)

Exemple de Stade REM (M.O.R.) Ondes en dents de scie

M.O.R

EMG Phasique

EMG Phasique

M.O.R

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FIN DE REM Règle C :

Arrêter de coder en REM si 1 ou plusieurs éléments suivants sont présents : a - Transition avec stade N3 ou E b – Tonus EMG augmente et critères de N1 sont présents (fig.4) c – Un micro-éveil survient suivi par un EMG de tonus faible, EEG

de fréquences mixtes et M.O.L : coder en stade N1. Si pas de M.O.L. et EMG reste faible rester en REM (fig.5)

d – Un MCM suivi par des M.O.L. et EEG de fréquences mixtes sans K spontanés ou fuseaux : coder l époque qui suit le mouvement en stade N1. Si pas de M.O.L. et EMG faible continuer à coder en REM. (fig.6)

e – 1 ou plusieurs K spontanés ou fuseaux sont présents dans la première moitié de l époque en l absence de M.O.R., même si le tonus EMG reste faible : coder en stade N2 (fig.7).

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Fin de REM (figures AASM manual 2007)

b – Tonus EMG augmente et critères de N1 sont présents (fig.4)


c – Un micro-éveil survient suivi par un EMG de tonus faible, EEG de fréquences mixtes et M.O.L : coder en stade N1. Si pas de M.O.L. et EMG reste faible rester en REM (fig.5)


d – Un MCM suivi par des M.O.L. et EEG de fréquences mixtes sans K spontanés ou fuseaux : coder l époque qui suit le mouvement en stade N1. Si pas de M.O.L. et EMG faible continuer à coder en REM. (fig.6)


e – 1 ou plusieurs K spontanés ou fuseaux sont présents dans la première moitié de l époque en l absence de M.O.R., même si le tonus EMG reste faible : coder en stade N2 (fig.7).

Codage transition entre N2-REM (1) 1 – Entre une époque de N2 et REM évidentes coder en REM à partir de la chute EMG si elle survient dans la première moitié et d amplitude équivalente à celle du REM même en l absence de M.O.R si tous les critères suivants sont présents :

- absence de complexe K spontanés - absence de fuseaux

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Codage transition entre N2-REM (2) 2 – entre N2 et REM évident : coder une époque avec une chute nette de l EMG dans la première moitié de l époque équivalente à celle du REM Comme stade N2 si tous les critères suivants sont réunis:

- Présence d un complexe K spontané ou de fuseaux (fig 9.A) - Absence de M.O.R

Codage transition entre N2-REM (2) 3 – entre des époques de N2 et REM évidentes avec un EMG minimal sans chute de l EMG, coder stade REM si tous les critères suivants sont réunis, même en l absence de M.O.R (fig 9.B) :

- Absence de complexes K spontanés - Absence de fuseaux

fig 9.B

EXERCICES

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Veille – N1 ? F4-A1 C4-A1 O2-A1 EOG1 EOG2 EMG

Veille – N1 ?

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N1 – REM ?

41


N1 – REM ?

42


N2 – VEILLE – MCM ?

43

Présence d alpha dans le MCM


N1 – N2 – Fuseaux – REM ?

44


Fuseaux ?

45

NON


W - SN1 - REM ?

46


Veille – REM avec micro-éveil ?

47


Veille - SN1- SN2- REM – ME ?

48


Veille – SN1 – REM ?

49


Veille – SN1 – SN2 – PVtx - CKs – Ckev ?

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Veille – SN1 – SN2 – CKs – Ckev ?

51


SN1 – SN2 – CKs ?

52



SN1 – SN2 ?

53


SN2 – CKs – Ckev – ME ?

54


SN1 – SN2 -REM ?

55


SN2 – SN3 ?

56


SN2 – SN3 ?

57


SN2 – SN3 ?

58


Veille- SN1 – SN3 – REM ?

59


Veille – SN1 – SN2 ?

60


SN1 – REM (1)?

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SN1 – REM (2)

62



63

SN1 – REM (3) F4-A1 C4-A1 O2-A1 EOG1 EOG2 EMG


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SN1 – REM 4) F4-A1 C4-A1 O2-A1 EOG1 EOG2 EMG

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66


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Sommeil N3 Sommeil Paradoxal

Régulière Irrégulière

Respiration normale pendant le sommeil

Organisation nocturne Hypnogramme adulte jeune

Kales,N.Eng J Med, 1974: 290:487

N2

REM N1

veille

22 0 2 4 6 8h

N3

PTS

TTS

Light OFF Light ON Temps d enregistrement

4 à 6 cycles (90-110 min)

N3 domine

N1-N2 et REM dominent

Hypnogramme Normal

délai

Veille: < 5%

Stade N1: 2-5 %

Stade N2: 45%-55%

N3 = 18-25%

REM: 20-25%

NREM : 75-80%

Pourcentages et durées des stades

PTS = 7-10 h

autres paramètres d analyse

durée : 7h30 +/- 1 h Latence d endormissement : < 30 min

Light Off à : 1ere époque de sommeil quel que soit la stade

Veille intra-sommeil (WASO) :

y compris les éveils avec déambulation : nb et durée augmentent avec l âge

Latence sommeil paradoxal : > 60 min

pas d endormissement en SP Efficacité du sommeil : TTS/Temps d enregistrement

Durée du sommeil et du temps passé au lit en fonction de l âge

Efficience du sommeil

Délai moyen d endormissement en fonction de l âge

Facteurs modifiant la distribution des stades de sommeil

- AGE: du n.né à l âge adulte -  Le sommeil précédent :

si dette : récupération par S.N3 en premier puis REM sommeil plus prolongé et

plus « profond » = réveil moins facile - Rythme circadien : phase du sommeil

si matinal : facilite le REM et endormissement en REM

- Température externe : trop chaud ou trop froid sueur ou frisson que pendant NREM

(thermorégulation existe) - Différentes drogues (café, alcool, BZD, …)

FIN

CODAGE ENFANTS (AASM, 2007)

- Valable si > 2 mois -  Pas d âge frontière supérieur - Terminologie :

- Stade E (W) : Eveil - Stade N1 - Stade N2 - Stade N3 - Stade N (NREM) - Stade R (REM)

- Positionnement des électrodes - EEG = idem - EMG : adapter les distances :0,5 à 1 cm

Coder les stades de sommeil

Grande variabilité chez l enfant : 4 possibilités : A – Si aucune époque de NREM ne contient d éléments Caractéristiques : fuseaux, K, SW 0.5-2 Hz> 75 µV : coder N1 B – Pour les époques contenant Fuseaux ou K : coder N2 Et si SW < 20% : coder N2 C – Si époque contient plus de 20% de SW> 75µV : coder N3 D – Si tous les stades sont reconnaissables : coder N1, N2, N3, R

Caractéristiques (post-terme en âge corrigé)

1 – Fuseaux : présents dans le NREM à partir de 2-3 mois 2 – Complexe K : présents dans le NREM à partir de 4-6 mois post-terme 3 – SW : 75µV, 0.5-2 Hz, maxi frontale à partir de 4-5 mois 4 – NREM peut-être codé en N1, N2, N3 chez la plupart des enfants à partir de 5-6 mois, parfois dès 4 – 5 mois. 5 – des données Non-EEG peuvent aider : - REM : respiration irrégulière, atonie du menton, MOR - NREM : respiration régulière, pas de MO, EMG présent

Stade E (W) Alpha Rythme dominant postérieur (RDP) : Rythme EEG le plus important en postérieur et réactif les yeux fermés, plus lent chez le jeune enfant et atténué à l ouverture des yeux : - début entre 3-4 mois avec fréquence de 3.5-4.5 Hz - 6 mois : 5-6 Hz - 3 ans : 7,5 -9,5 Hz amplitude = 50 µV Règles : A – le RDP remplace chez l enfant le rythme alpha B – coder E(W) si > 50% de RDP (ou alpha) selon l âge C – Si pas de RDP ou d alpha coder E(W) si un des éléments

suivant est présent : - Battements de paupières - Mouvements de lecture - MOR avec de l EMG mentonnier présent

Remarques (1) - 75% des enfants > 3-4 mois ont un EEG irrégulier 50-100 µV; de 3.5 à 4.5 Hz en région occipitale réactif si YO. - A 5-6 mois : beaucoup d enfants : RDP : 50-110 µV; 5-6 Hz; et 70% d enfants à 12 mois avec ce RDP. - 3 ans : 82% : RDP > 8 Hz (7.5-9.5 Hz) - 9 ans : moyenne de l alpha = 9 Hz chez 65 % des enfants et 10 Hz chez 65% des enfants de 15 ans - L amplitude moyenne du RDP des enfants est de 50-100 µV; mais 9%

des enfants ont une amplitude > 100 µV , surtout entre 6 – 9 ans, et rarement en dessous de 30 µV - Le RDP contient des rythmes EEG plus lents entremêlées : - des ondes lentes postérieures (OLP) : trains bilatéraux : souvent asymétriques à 2,5-4,5 Hz et < 120% de l amplitud du RDP. Bloqué par l ouverture des yeux, et disparaissent avec l endormissement.

: OLP : peu fréquent chez enfant < 2 ans et sont maximum entre 8 et 14 ans et rare après 21 ans

Remarques (2)

-  Ralentissement irrégulier ou pseudo-rythmique entre 2,5-4.5 Hz (< 100 µV) parfois arythmique de moins de 3 sec. Normal chez les enfants entre 1-15 ans et Surtout entre 5-7 ans. Ce ralentissement augmente en fréquence avec l âge - Une fermeture spontanée des yeux chez l enfant est signe d endormissement.

Stade N1 : Définitions - Activité de fréquences mixtes (4-7 Hz) et faible amplitude

- Pointe Vertex : Ondes aigues (< 500 ms) maximum au dessus de la région centrale et bien distincte de l activité de fond - Début de sommeil : n importe quelle époque autre que E(W) -  Activité rythmique thêta antérieure : trains de 5-7 Hz thêta maximum en frontal ou fronto-central -  Hypersynchronie hypnagogique (endormissement) : Bouffées paroxystiques ou trains de haute amplitude (75-350 µV) de 3-4,5 Hz qui commencent brutalement et généralement largement distribués mais souvent maximum sous la région centrale, frontale et frontocentrale

A – si RDP dominant à l éveil : codé N1 si le RDP s atténue ou s il est remplacé par une activité de fréquences mixtes > 50% de

l époque B – Si pas de RDP : coder N1 lorsqu un des éléments suivants commencent :

- Ralentissement du rythme 4-7 Hz ≥ 1-2 Hz / éveil - M.O.L. - Pointe vertex - Thêta Rythmique antérieure - Hypersynchronie hypnagogique - Activité rythmique 3-5 Hz diffuse ou prédominante en occipital

Stade N1 : Règles

Remarques - Un endormissement à 6-8 mois = apparition progressive d un rythme

Ample (75-200 µV) de 3-5 Hz et plus diffus et plus lent (de 1-2 Hz) qu à l éveil -  L endormissement entre 8 mois – 3 ans : trains ou bouffées rythmiques diffuses synchrones de 75-200 µV à 3-4 Hz en regard des régions occipitales. -  Début du sommeil à 3 ans : Ralentissement de 1-2 Hz du RDP -  Après 3 mois : début du sommeil souvent en stade N1 mais avant 3 mois souvent en REM. -  Pointes Vertex peuvent être observées en séquences à la transition Eveil-N1 mais sont vues en N1 et N2 Typiquement les pointes Vertex apparaissent après 16 mois. - L hypersynchronie d endormissement : 75-350 µV de 3-4,5 Hz. maximum sous les régions centrale, frontale et fronto-centrale. Disparition avec l approfondissement du sommeil. Présente chez : 30% des enfants à 3 mois

95% des enfants normaux entre 6-8 mois moins fréquents entre 4-5 ans 10% à 11 ans et très rares après 12 ans

Stade N2 -  Mêmes règles que chez l adulte -  Remarques a) Fuseaux de sommeil : à 4-6 semaines mais brefs et faible amplitude de 12-14 Hz au Vertex (Cz)

bien visibles à 8-9 semaines (2 mois) b) 80% des enfants < 13 ans ont deux localisations Indépendantes des fuseaux avec :

- fréquence entre 10-12.75 Hz en frontal - fréquence entre 12.5 -14.75 Hz en central et centroparietal

c) Les fuseaux en frontal sont dominants chez le jeune enfant et diminuent brutalement en fréquence et amplitude à 13 ans alors que les fuseaux en centropariétal persistent en fréquence et localisation; d) Complexe K : apparition entre 5 et 6 mois et maximum en frontal et région pre-frontale comme chez l adulte

Stade N3

Mêmes règle ques chez l adulte Remarques : L activité en ondes lentes (SWA) en population pédiatrique est entre 100-400 µV et 0.5-2 Hz avec une amplitude maximale en frontal (F4, Fz) et apparaît dès 2 mois mais plus souvent entre 3 et 4 mois.

-

Stade R

Mêmes règles que chez adulte Remarques : L activité continue de fréquences mixtes et de bas voltage du stade R ressemble à celle de l adulte mais les fréquences augmentent avec l âge :

- environ 3 Hz à 7 semaines post-terme - 4-5 Hz avec des bouffées en dents de scie à 5 mois - 4-6 Hz à 9 mois - séquences prolongées ou bouffées de thêta encoché à 5-7 Hz entre 1 et 5 ans - 5-10 ans mêmes fréquences quez chez adulte

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