Methodenkritische Untersuchung des Pupillographischen Schläfrigkeitstestes an Patienten einer pneumologischen Rehabilitationsklinik:
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2003
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Inhaltsverzeichnis 5
Abbildungsverzeichnis 9
/ Einleitung //
1.1 Problemstellung II
1.2 YVachheit und Aufmerksamkeit 13
1.2.1 Schlaf-Wach-Regulation aus neurophysiologischer Sicht 13
1.2.1.1 Nucleus suprachiasmaticus 14
1.2.1.2 retikuläre aktivierende System 15
1.2.2 Schlaforganisierende und -regulierende Apparatur (SORA) 15
1.2.3 Zum Begriff Vigilanz 17
1.2.4 Aufmerksamkeit 18
1.2.4.1 Aufmerksamkeitsmodell nach Posner und Rafal 19
1.2.4.1.1 tonisch und phasisch zentral nervöse Aktivierung 19
1.2.4.1.2 Selektive Aufmerksamkeit 20
1.2.4.1.3 Vigilanz 20
1.2.4.1.4 Geteilte Aufmerksamkeit 21
1.2.5 Schlafstörungen 21
1.2.6 Schläfrigkert und Müdigkeit 22
1.2.6.1 Schläfrigkeit 22
1.2.6.2 Müdigkeit 23
1.3 Tesrverfabren der Tagesschläfrigkeit 24
1.3.1 Pupillographischer Schläfrigkeitstest (PST) 25
1.3.1.1 Anatomie der Pupille und physiologische Grundlagen 25
1.3.1.1.1 Pupillensteuerung als Regelkreis 27
1.3.1.2 Bekannte Einflüsse auf die Pupillenweite 28
1.3.1.2.1 Physiologische Einflüsse auf die Pupillenweite 29
1.3.1.2.2 Pupillenlichtreaktion 30
1.3.1.2.3 Pupillenweite bei verschiedenen Krankheiten 31
1.3.1.2.4 Medikamentöse Einflüsse auf die Pupillen weite 32
1.3.1.3 Pupillographie zur Messung der tonisch zentralnervösen Aktivierung /
zur .objektiven Vigilanzprüfung 34
1.3.1.3.1 Normwerte des Pupillographischen Schläfrigkeitstestes (PST) 35
1.3.1.3.2 Reliabilität des Pupillographischen Schläfrigkeitstests 36
1.3.1.3.3 Einflussgrössen auf den Pupillographischen Schläfrigkeitstest 36
5
1.3.1.3.3.1 anamnestische Einflussgrössen 36
1.3.1.3.3.2 Einflussgrösse Körperposition 37
1.3.1.3.3.3 CO2-EmpfindIichkeit der spontanen Pupillenmotorik
in Dunkelheit 37
2 Methode / Patienten 38
2.1 Probanden 38
2.2 Verwendete Messinstrumente zur Erfassung müdigkeits- und
schläfrigkeitsbezogener Prozesse 39
2.2.1 Validierter Fragebogen zu Schlafstörungen, Schmerzsymptomatik
und kognitiver Leistungsfähigkeit 39
2.2.2 Thayer Eigenschaftswörterliste 40
2.2.3 Epworth-Sleepiness-Scale 42
2.3 Rahmenbedingungen der Messung: 43
2.3.1 Raumbedingungen 43
2.3.2 Messgerät 43
2.3.3 Messzeit 45
2.3.4 Instruktion vor der Messung 45
2.3.5 Messablauf 45
2.3.6 Auswerteparameter 45
2.3.7 Statistische Analyse 46
3 Ergebnisse. 47
3.1 Auswertungen des Pupillographischen Schläfrigkeitstestes 47
3.1.1 Patientengruppe in Bezug auf Anzahl, Alter und Geschlecht 47
3.1.2 Messwerte des Pupillographischen Schläfrigkeitstestes bei allen 255 Probanden 47
3.1.3 Pupillendurchmesser in der Gesamtgruppe, nach Geschlecht und Alter 48
3.1.4 inPUI-Wert in der Gesamtgruppe, nach Geschlecht und Alter 49
3.1.5 Messwerte InPUl, Durchmesser, Power und Interpolation im Messverlauf 50
3.1.6 Beziehung InPUI zu den Messwerten Pupillendurchmesser und Power 52
3.1.7 Messwerte bei beobachtbaren Unregelmässigkeiten während des Messverlaufes 54
3.1.8 Einfluß von Aktivitäten vor der Messung 59
3.1.9 Mögliche andere Einflussgrössen auf die Messung und die Ergebnisse 61
3.1.9.1 Mögliche Einflussgrösse: Messzeitpunkt 61
3.1.9.2 Mögliche Einflussgrösse: Kopfhörer während der Messung 64
3.1.9.3 Mögliche Einflussgrösse: Sehhilfe (anamnestisch) 65
3.1.9.4 Mögliche Einflussgrösse: Schichtarbeiter (anamnestisch) 66
i
6
3.1.9.5 Mögliche Einflussgrösse: Morgen-/Abendtyp (anamnestisch) 67
3.1.9.6 Mögliche Einflussgrösse: regelmäßige Medikation 68
3.1.9.7 Mögliche Einflussgrösse: Genussmittel (Nikotin, Kaffee, Tee) 69
3.1.9.7.1 Vorheriger Kaffee-oder Tee-Konsum 69
3.1.9.7.2 Angabe Raucher oder Nichtraucher 70
3.2 PST in Korrelation zu den psychometrischen Test 72
3.2. I PST in Korrelation zum Fragebogen zu Schlafstörungen, Schmerzsymploinalik
und kognitiver Leistungsfähigkeit 72
3 2 2 PST in Korrelation zur Thayer s Activation-Deactivation Adjektive Check List 78
3.2.3 PST in Korrelation zur Epworth-Sleepiness-Scale(ESS) 81
3.3 PST und Ergebnisse der psychometrischen Tests bei verschiedenen
Erkrankungen, insbesondere Atemwegserkrankungen 83
33. J PST bei verschiedenen Erkrankungen 83
3.3.2 Minimaler Pupillendurchmesser aus einem der 8 Abschnitte des PST
bei den Erkrankungen 84
3.3.3 Ergebnisse des Fragebogens zu Schlafverhalten und Leistungsfähigkeit
bei Atemwegserkrankungen, SchJafapnoe, WS-Erkrankung, alopisches Ekzem
und psychische Störung 85
3.3.4 Ergebnisse des Thayer-Faktors-I bei den Erkrankungen 86
3.3.5 Epworth-Sleepiness-Scale bei den Erkrankungen 87
4 Diskussion. 88
4.1 Überlegungen zur Untersuchungsstichprobe 88
4.2 Pupillographischer Schläfrigkeitstest (PST; Firma Amtech) 89
4.2.1 Auswahl der Methodik PST 89
4.2. M Anmerkungen zum Messgerät 89
4.2.1.2 Messwerte des PSTs 89
4.2.1.3 Anmerkungen zur Messzeit 90
4.2.2 Mögliche Störfaktoren der Untersuchung, Einflussgrössen 92
4.2.2.1 Messwerte im M Minuten-Verlauf - Kurzzeit-Einflüsse 92
4.2.2.1.1 Über die Messbedingungen 93
4.2.2 1.11 abgedunkelter Raum 94
4.2.2.2 technische Störfaktoren im PST 95
4 2 2.3 Einflüsse auf die Ergebnisse durch beobachtbare Auffälligkeiten
während der Messung 96
4.2.2 4 Einfluss des Kopfhörertragens auf die Messung 98
4.2.2.5 Einfluss von Medikamenten auf die Messergebnisse 99
4 2.2 6 Einfluss von Genussmitteln auf die Ergebnisse (Koffein/Nikotin) 100
7
4.2.2.7 Einfluss Sehhilfe auf die Ergebnisse 101
4.2.2.8 Einfluss von Aktivitäten vor der Messung auf die Ergebnisse 101
4.2 2.9 Einfluss Schichtarbeit und Morgen- oder Abendtyp auf die Ergebnisse 102
4.2.3 Vergleich zu den veröffentlichten Normwerten des PST 102
4.2.3 I Vergleich Ergebnisse der Gesamtgruppe
zu den veröffentlichten Nonnwerten des PST 102
4.2.3.2 Vergleich Ergebnisse der Patientengruppen
zu den veröffentlichten Normwerten des PST 103
4.2.4 Beziehung zu den Psychometrischen Testinstrumenten 103
4.2.4.1 Auswahl der Methodik psychometrische Tests 103
4.2.4.1.1 Beziehung zur Thayer s Activation-Deactivation Adjective Check List 104
4 2.4.1.2 Beziehung zum Fragebogen zu Schlafstörung, Schmerzsymptomatik
und kognitiver Leistungsfähigkeit 104
4.2.4.1.3 Beziehung zur Epworth-Sleepiness-Scale 105
4.3 Überlegungen zur Aussagekraft des PSTs 106
4.4 Schlussfolgerungen 107
4.5 Ausblick 108
5 Zusammenfassung 109
6 Anhang 110
7 Lebenslauf. 120
8 Verzeichnis der akademischen Lehrer 121
9 Danksagungen 122
10 Ehrenwörtliche Erklärung. 123
11 Literaturverzeichnis 124
8
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Strukturschema der Iris (Rohen) [94] 25
Abb. 2: links: Iris und Pupille (histologischer Schnitt) [2]
rechts: Iris (anatomisches Schema) [100] 26
Abb. 3: Ablauf einer normalen Lichtreaktion im Pupillogramm [63] 31
Abb. 4: Schema: Regulation tür Konvergenz und Akkommodation
(nachDuus) [89] 33
Abb. 5: Pupillographischer Schläfrigkeitstest (PST) der Firma Amtech 44
Abb. 6: Beispiel eines PST Messwerte Ausdrucks 46
Abb. 7: li. Abbildung: Histogramm Pupillendurchmesser mit
Normalverteilungskurve,
re. Abbildung: Pupillendurchmesser in Abhängigkeit
vom Lebensalter 48
Abb. 8: li. Abbildung: Histogramm InPUI mit Normalverteilungskurve
re. Abbildung: Beziehung zwischen InPUI und Alter 49
Abb. 9: Messwerte des Pupillographischen Schläfrigkeitstestes im Verlauf. 50
Abb. 10: Beziehung zwischen InPUI und Pupillendurchmesser 52
Abb. 11: Beziehung zwischen InPUI und Power 53
Abb. 12: InPUI bei MTA-Beobachtungen während der PST-Messung 54
Abb. 13: Interpolationswerte im Verlauf des PST aufgeteilt
nach den MTA Beobachtungen 56
Abb. 14: Verlauf InPUI bei unterschiedlichen Interpolationswerten 57
Abb. 15: PST-Messwerte bei unauffälligem Messverlauf und Messungen mit
beobachtbaren Unregelmässigkeiten 58
Abb. 16: InPUI unterteilt nach Aktivitäten vor der Messung 59
Abb. 17: Einflussgrösse Aktivität vorder Messung . 5 Gruppen 60
Abb. 18: InPUI und Interpolation zu den unterschiedlichen Messzeitpunkten 61
Abb. 19: InPUI und Interplation im Verlauf bei Gruppe ohne und mit Kopfhörer....64
Abb. 20: Einflussgrösse: Angabe Sehhilfe 65
Abb. 21: Einflussgrösse: Angabe Schichtdienst 66
Abb. 22: Einflussgrösse: Selbsteinschätzung Morgen- und Abendtyp 67
Abb. 23: Einflussgrösse: Medikamenteneinnahme 68
9
Abb. 24: Anzahl Tassen Kaffee vor der Messung
(Stichprobe Interpolation 15%) 69
Abb. 25: Einflussgrösse: Anzahl der gerauchten Zigaretten vor der Messung 70
Abb. 26: Einflussgrösse: Angabe täglicher Zigarettenkonsum 71
Abb. 27: Korrelation zwischen PUI und Faktor Vigilanz 72
Abb. 28: lnPUI bei 4 Gruppen aufgeteilt nach Faktor Vigilanz 73
Abb. 29: lnPUI bei 4 Gruppen der aufgeteilt nach Faktor Vigilanz
(Stichprobe unauffälliger Messverlauf) 74
Abb. 30: Faktor Vigilanz bei 3 Gruppen aufgeteilt nach dem lnPUI
in Orientierung an die veröffentlichten Normwerte 75
Abb. 31: Korrelation zwischen Interpolation und Faktor Vigilanz
(Gr. lnterpolation 15%) 76
Abb. 32: Interpolation bei 4 Gruppen, eingeteilt nach dem Faktor Vigilanz,
Vergleich zwischen den Stichproben unauffälliger Messverlauf
und beobachtbare Unregelmässigkeiten 77
Abb. 33: Korrelation zwischen lnPUI und Thayer-Faktor-1 78
Abb. 34: Korrelation zwischen Thayer-Faktor-1 und Faktor Vigilanz 79
Abb. 35: lnPUI aufgeteilt in 2 Gruppen nach dem Thayer-Faktor-1 80
Abb. 36: Beziehung zwischen lnPUI und Epworth-Sleepiness-Scale 81
Abb. 37: Beziehung zwischen Epworth-Sleepiness-Scale und Faktor Vigilanz 82
Abb. 38: lnPUI bei Patienten mit Atemwegserkrankung, Schlafapnoe,
WS-Erkrankung, atopisches Ekzem und psychische Störung 83
Abb. 39: Faktor Vigilanz bei Patienten mit Atemwegserkrankung, Schlafapnoe,
WS-Erkrankung, atopisches Ekzem und psychische Störung 85
Abb. 40 . Thayer-Faktor-I bei Patienten mit Atemwegserkrankung, Schlafapnoe,
WS-Erkrankung, atopisches Ekzem und psychische Störung 86
Abb. 41: Gesamtscore der Epworth-Sleepiness-Scale bei Patienten mit
Atemwegserkrankung, Schlafapnoe, WS-Erkrankung, atopisches Ekzem
und psychische Störung 87
10
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