Hypoxic Burden là một chỉ số được phát triển nhằm mô tả gánh nặng thiếu oxy liên quan đến các biến cố hô hấp trong khi ngủ. Điểm khác biệt quan trọng là thay vì chỉ đếm số lần ngưng thở, giảm thở như AHI, Hypoxic Burden xem xét cả mức độ SpO₂ giảm xuống và thời gian cơ thể nằm trong trạng thái giảm oxy đó. Vì vậy, để hiểu đúng Hypoxic Burden, cần hiểu chính xác khái niệm “diện tích dưới đường cong SpO₂” và cách diện tích này được tính từ dữ liệu đo giấc ngủ. Hãy cùng SleepFi tìm hiểu trong bài viết này nhé.
Hypoxic Burden không đơn giản là “oxy thấp bao nhiêu”
SpO₂ chỉ là một đường cong theo thời gian
Trong một khảo sát giấc ngủ, cảm biến đo SpO₂ liên tục ghi lại độ bão hòa oxy máu theo thời gian. Khi người bệnh xảy ra apnea hoặc hypopnea, SpO₂ có thể bắt đầu giảm sau một khoảng trễ, đạt đến mức thấp nhất rồi tăng trở lại. Nếu biểu diễn dữ liệu này trên đồ thị, trục ngang là thời gian và trục dọc là SpO₂. Đường biểu diễn sẽ có những đoạn đi xuống và sau đó phục hồi.
Hypoxic Burden khai thác chính hình dạng của những đoạn giảm oxy này. Chỉ số không chỉ quan tâm SpO₂ đã xuống thấp đến đâu mà còn quan tâm đường cong nằm dưới mức nền trong bao lâu.
“Diện tích dưới đường cong” được hiểu như thế nào?
Khi nói Hypoxic Burden được tính bằng “diện tích dưới đường cong”, không có nghĩa là lấy toàn bộ diện tích bên dưới đường SpO₂ từ 0% đến 100%. Thay vào đó, với Hypoxic Burden theo phương pháp của Azarbarzin và cộng sự, diện tích được tính là vùng nằm giữa đường SpO₂ đang giảm và một đường baseline SpO₂ được xác định cho từng biến cố hô hấp. Tổng diện tích của những vùng giảm oxy này sau đó được chia cho tổng thời gian ngủ.
Nói đơn giản, nếu đường SpO₂ càng tụt sâu và nằm thấp càng lâu thì phần diện tích này càng lớn. Vì vậy, Hypoxic Burden phản ánh đồng thời “độ sâu” và “thời gian” của tình trạng giảm oxy.
Công thức tính Hypoxic Burden
Công thức cơ bản
Công thức của Hypoxic Burden theo phương pháp được mô tả trong nghiên cứu kinh điển của Azarbarzin và cộng sự có thể viết đơn giản như sau:
Hypoxic Burden = Tổng diện tích giảm oxy của các biến cố hô hấp / Tổng thời gian ngủ
Kết quả thường được biểu diễn bằng đơn vị %min/h, tức phần trăm-phút trên mỗi giờ ngủ. Trong đó, mỗi biến cố ngưng thở hoặc giảm thở có thể tạo ra một vùng diện tích giảm oxy riêng. Các vùng này được cộng lại trong toàn bộ đêm ngủ rồi chuẩn hóa theo thời gian ngủ. Cách tính này giúp tránh việc một người có rất nhiều biến cố ngắn được xem hoàn toàn giống một người có ít biến cố hơn nhưng mỗi lần lại gây giảm oxy sâu và kéo dài.
Một ví dụ đơn giản
Giả sử trong một giờ ngủ, tổng diện tích giảm oxy liên quan đến tất cả các biến cố hô hấp là 20 %min. Khi đó Hypoxic Burden được biểu diễn là 20 %min/h.
Con số này có thể hình dung theo nhiều cách tương đương về mặt diện tích toán học. Ví dụ, 20 phút giảm 1% SpO₂ trong mỗi giờ sẽ tạo ra diện tích 20 %min/h. Tương tự, 5 phút giảm 4% sẽ tạo ra diện tích 20 %min/h. Nghiên cứu gốc cũng sử dụng ví dụ này để minh họa ý nghĩa của đơn vị đo.
Điểm quan trọng là trong dữ liệu thực tế, đường SpO₂ không tạo thành hình chữ nhật hoàn hảo. Đường cong có thể giảm từ từ, đạt đỉnh rồi phục hồi với hình dạng phức tạp. Vì vậy, phần mềm sẽ tính diện tích dựa trên tín hiệu SpO₂ thực tế thay vì chỉ lấy một phép nhân đơn giản.
Hypoxic Burden được tính từ dữ liệu nào?
Bước 1: Có tín hiệu SpO₂ liên tục
Nền tảng đầu tiên để tính Hypoxic Burden là tín hiệu SpO₂ từ đo đa ký giấc ngủ hoặc các hệ thống theo dõi hô hấp ban đêm có chất lượng tín hiệu phù hợp.
Review năm 2024 trên Current Opinion in Pulmonary Medicine cho biết các phương pháp Hypoxic Burden hiện được nghiên cứu đều dựa trên tín hiệu pulse oximetry thu được trong khảo sát giấc ngủ. Chất lượng tín hiệu, tần số lấy mẫu và cách xử lý artefact có thể ảnh hưởng đến kết quả.
Điều này rất quan trọng vì Hypoxic Burden là một chỉ số dựa trên hình dạng đường cong. Nếu tín hiệu SpO₂ bị nhiễu, mất tín hiệu hoặc xuất hiện những lần tụt oxy không có cơ sở sinh lý, diện tích tính toán có thể bị sai lệch.
Bước 2: Xác định các biến cố hô hấp
Tiếp theo, cần xác định sự kiện ngưng thở và giảm thở trong bản ghi.
Đây là điểm khiến Hypoxic Burden khác với một số chỉ số giảm oxy đơn thuần. Phương pháp kinh điển của Azarbarzin gắn các vùng giảm oxy với từng biến cố hô hấp đã được xác định trên khảo sát giấc ngủ. Việc chấm điểm biến cố hô hấp cần tuân thủ tiêu chuẩn phù hợp. AASM hiện xem Scoring Manual là tài liệu nền tảng cho việc chấm điểm PSG và HSAT, bao gồm các biến cố hô hấp, giai đoạn ngủ, vi thức giấc và nhiều tín hiệu liên quan.
Theo quy tắc AASM được sử dụng phổ biến, sự kiện giảm thở ở người trưởng thành có thể được chấm theo tiêu chí giảm biên độ dòng khí ít nhất 30% kéo dài ít nhất 10 giây, kèm giảm SpO₂ ít nhất 3% hoặc arousal theo tiêu chuẩn khuyến nghị.
Bước 3: Xác định SpO₂ nền của từng biến cố
Đây là một bước rất quan trọng trong cách tính Hypoxic Burden.
Để tính diện tích, phần mềm cần biết: “Nếu biến cố hô hấp này không xảy ra, SpO₂ được xem như đang ở mức nền nào?”
Trong phương pháp gốc của Azarbarzin, mức SpO₂ nền của từng biến cố được xác định là giá trị SpO₂ cao nhất trong khoảng 100 giây trước thời điểm kết thúc biến cố. Ví dụ, nếu trước một hypopnea SpO₂ đang ở khoảng 96%, sau đó giảm xuống 91%, đường baseline sẽ được đặt dựa trên mức SpO₂ nền được xác định theo thuật toán. Sau đó, vùng nằm giữa mức nền và đường SpO₂ giảm sẽ trở thành diện tích của biến cố đó.
Tại sao phải xác định mức nền thay vì chỉ nhìn SpO₂ thấp nhất?
SpO₂ thấp nhất chỉ là một điểm
Giá trị SpO₂ thấp nhất chỉ cho biết giá trị thấp nhất mà SpO₂ đạt được trong đêm hoặc trong một khoảng thời gian nhất định.
Ví dụ, hai người có cùng SpO₂ thấp nhất là 85%. Nếu chỉ nhìn điểm thấp nhất, chúng ta không biết người thứ nhất giảm xuống 85% trong vài giây rồi hồi phục, còn người thứ hai giảm xuống 85% và duy trì ở mức thấp trong thời gian dài hơn.
Hypoxic Burden được thiết kế để không chỉ nhìn vào điểm thấp nhất. Nó sử dụng toàn bộ phần diện tích của đường giảm oxy, qua đó giữ lại thông tin về thời gian và hình dạng của đợt giảm oxy.
Mức nền (Baseline) quyết định độ lớn của diện tích
Giả sử mức nền là 96%. Một đường SpO₂ giảm xuống 94% trong thời gian ngắn sẽ tạo ra diện tích tương đối nhỏ. Nếu SpO₂ giảm xuống 88% và duy trì thấp lâu hơn, phần diện tích nằm dưới baseline sẽ lớn hơn đáng kể. Vì vậy, Hypoxic Burden không thể được tính chính xác nếu không xác định hợp lý đường baseline.
Đây cũng là một trong những nguyên nhân khiến các phương pháp tính Hypoxic Burden giữa các nghiên cứu có thể không hoàn toàn giống nhau. Các nhóm nghiên cứu khác nhau đã đề xuất những cách xác định baseline và vùng tìm kiếm khác nhau.
Diện tích của một biến cố được tính như thế nào?
Tính diện tích thực tế bằng tích phân
Về mặt toán học, diện tích này được tính bằng cách tích phân tín hiệu SpO₂ theo thời gian, tính từ đường baseline. Không nhất thiết phải có một công thức hình học đơn giản như hình tam giác hay hình chữ nhật.
Ví dụ, nếu đường SpO₂ giảm theo một đường gần tuyến tính rồi phục hồi, diện tích có thể được xấp xỉ bằng các hình học đơn giản. Nhưng trong dữ liệu thật, phần mềm thường sử dụng hàng loạt điểm dữ liệu SpO₂ liên tiếp để tính diện tích chính xác hơn.
Do đó, “diện tích dưới đường cong” trong Hypoxic Burden thực chất là một đại lượng tích phân phản ánh tổng mức giảm SpO₂ theo thời gian.
Hypoxic Burden được tính trên đa ký giấc ngủ (PSG) hay đa ký hô hấp (PG/ HSAT)?
PSG cung cấp nền dữ liệu đầy đủ hơn
PSG ghi nhận nhiều tín hiệu trong cùng một đêm như EEG, chuyển động mắt, hoạt động cơ, ECG, luồng khí, nỗ lực hô hấp và SpO₂. Nhờ đó, bác sĩ có thể xác định thời gian ngủ thực sự và các biến cố hô hấp trong bối cảnh đầy đủ hơn.
AASM xem PSG là một phương pháp chẩn đoán quan trọng trong đánh giá OSA, đặc biệt khi có những tình huống mà HSAT không phù hợp. Với một chỉ số diện tích phụ thuộc vào thời gian ngủ, việc biết chính xác thời gian thức – ngủ cũng có ý nghĩa đặc biệt.
HSAT có thể cung cấp dữ liệu SpO₂ và hô hấp
HSAT là lựa chọn chẩn đoán phù hợp cho một số người trưởng thành có nguy cơ OSA và không có các bệnh lý phức tạp nhất định. Tuy nhiên, AASM nhấn mạnh việc lựa chọn HSAT cần dựa trên đánh giá lâm sàng và kết quả cần được nhân viên y tế có chuyên môn xem xét, thay vì chỉ dựa vào dữ liệu tự động.
1 ca đo đa ký hô hấp vẫn có thể xác định đầy đủ tín hiệu Oxy trong máu với sự kiện giảm Oxy trong máu trong suốt thời gian đo. Với Hypoxic Burden, vấn đề còn nằm ở chất lượng dữ liệu, cách xác định biến cố hô hấp và thuật toán của từng hệ thống. Do đó, không nên mặc định rằng mọi thiết bị HSAT đều có khả năng tính Hypoxic Burden theo đúng một thuật toán chuẩn giống nhau.
Có thể dùng Hypoxic Burden để đánh giá hiệu quả điều trị OSA không?
Hypoxic Burden đang được nghiên cứu như một chỉ số có thể giúp theo dõi đáp ứng sinh lý đối với điều trị. Về lý thuyết, một phương pháp điều trị hiệu quả làm giảm các biến cố hô hấp và cải thiện oxy hóa ban đêm có thể làm giảm Hypoxic Burden.
Tuy nhiên, không nên đánh giá hiệu quả điều trị chỉ bằng một thông số duy nhất.
Hướng dẫn AASM về PAP khuyến nghị sử dụng PAP ở người trưởng thành bị OSA trong nhiều tình huống, đặc biệt ở bệnh nhân có buồn ngủ quá mức; PAP cũng có thể cải thiện mức độ bệnh, buồn ngủ, huyết áp và chất lượng cuộc sống.
Hypoxic Burden có thể trở thành một phần của đánh giá sâu hơn, nhưng hiện chưa phải chỉ số độc lập để quyết định loại điều trị.
Hypoxic Burden có một “ngưỡng chuẩn” hay không?
Không nên hiểu đơn giản rằng một con số là “cao” cho tất cả mọi người
Hiện chưa có một ngưỡng Hypoxic Burden duy nhất được thống nhất để áp dụng cho mọi bệnh nhân và mọi mục đích lâm sàng. Các nghiên cứu có thể chia bệnh nhân theo quintile, tertile hoặc những ngưỡng khác nhau tùy quần thể nghiên cứu. Điều này rất khác với cách nhiều người quen đọc AHI, trong đó các khoảng 5, 15 và 30 lần/giờ thường được sử dụng để mô tả mức độ OSA ở người trưởng thành.
Review năm 2024 cũng nhấn mạnh rằng cần thêm nghiên cứu để xác định thế nào là mức Hypoxic Burden bình thường, bất thường và mức nào có thể dùng để định hướng điều trị.
Không nên tự kết luận chỉ dựa trên Hypoxic Burden
Một con số Hypoxic Burden cần được đặt trong bối cảnh của AHI, ODI, T90, SpO₂ thấp nhất, thời gian ngủ, giai đoạn REM/ NREM, tư thế ngủ và bệnh lý tim phổi đi kèm. Đặc biệt, giảm oxy ban đêm không phải lúc nào cũng hoàn toàn do OSA. Những bệnh lý phổi, tim hoặc những nguyên nhân gây rối loạn trao đổi khí cũng có thể ảnh hưởng đến tình trạng SpO₂ khi ngủ.
Vì vậy, Hypoxic Burden nên được xem là một phần của bức tranh tổng thể chứ không phải một “thang điểm nguy hiểm” độc lập.
Kết luận
Hypoxic Burden được tính bằng cách xác định diện tích giảm oxy liên quan đến từng biến cố hô hấp, cộng toàn bộ các diện tích này rồi chia cho tổng thời gian ngủ. Vì vậy, hiểu đúng Hypoxic Burden không chỉ là biết SpO₂ giảm bao nhiêu phần trăm, mà phải hiểu cả độ sâu, thời gian, baseline và hình dạng thực tế của đường cong SpO₂.
Đây là lý do Hypoxic Burden đang được nghiên cứu như một chỉ số bổ sung cho AHI. Tuy nhiên, phương pháp tính vẫn có nhiều khác biệt giữa các thuật toán và chưa có một ngưỡng thống nhất để dùng độc lập trong mọi quyết định lâm sàng.
ĐỌC THÊM: HYPOXIC BURDEN LÀ GÌ? VÌ SAO AHI CHƯA PHẢN ÁNH ĐẦY ĐỦ TÌNH TRẠNG NGƯNG THỞ?
FAQ về Hypoxic Burden
Hypoxic Burden có nghĩa là gì?
Hypoxic Burden là chỉ số phản ánh tổng gánh nặng giảm oxy liên quan đến các biến cố hô hấp trong khi ngủ. Chỉ số này dựa trên diện tích giữa đường SpO₂ giảm và mức baseline của từng biến cố.
Hypoxic Burden được tính bằng công thức nào?
Công thức cơ bản là tổng diện tích giảm oxy của tất cả các biến cố hô hấp chia cho tổng thời gian ngủ. Đơn vị thường là %min/h.
Diện tích dưới đường cong SpO₂ trong Hypoxic Burden là gì?
Đó là phần diện tích nằm giữa đường baseline SpO₂ và đường SpO₂ thực tế trong một đợt giảm oxy liên quan đến biến cố hô hấp. Không phải toàn bộ diện tích bên dưới đường SpO₂.
Hypoxic Burden có giống SpO₂ thấp nhất không?
Không. SpO₂ thấp nhất chỉ là một điểm thấp nhất trong đường cong. Hypoxic Burden sử dụng toàn bộ phần diện tích giảm oxy nên còn phản ánh thời gian và độ sâu của đợt giảm oxy.
Hypoxic Burden có giống ODI không?
Không. ODI chủ yếu đếm số lần giảm SpO₂ theo một ngưỡng xác định. Hypoxic Burden sử dụng diện tích để phản ánh độ sâu và thời gian của giảm oxy.
Hypoxic Burden có giống T90 không?
Không. T90 cho biết thời gian SpO₂ nằm dưới 90%, trong khi Hypoxic Burden theo phương pháp sleep apnea-specific tập trung vào diện tích giảm oxy liên quan đến các biến cố hô hấp.
Hypoxic Burden càng cao có phải OSA càng nặng không?
Hypoxic Burden cao cho thấy gánh nặng giảm oxy liên quan đến biến cố hô hấp lớn hơn. Tuy nhiên, chưa có một ngưỡng duy nhất được quốc tế chấp nhận để từ đó tự động kết luận mức độ bệnh hoặc quyết định điều trị.
Có thể tính Hypoxic Burden bằng đo SpO₂ tại nhà không?
Chỉ có SpO₂ không phải lúc nào cũng đủ để tính Hypoxic Burden theo phương pháp sleep apnea-specific. Cần có thông tin về biến cố hô hấp và thuật toán xác định mối liên hệ giữa biến cố với đợt giảm oxy. Khả năng tính toán cụ thể phụ thuộc vào hệ thống đo và phần mềm phân tích.
Hypoxic Burden có thay thế AHI không?
Hiện tại không. AHI vẫn là chỉ số quan trọng trong chẩn đoán và phân loại OSA. Hypoxic Burden được xem là một chỉ số bổ sung nhằm mô tả gánh nặng sinh lý của bệnh đầy đủ hơn.
Tài liệu tham khảo
- Azarbarzin A, Sands SA, Stone KL, et al. The hypoxic burden of sleep apnoea predicts cardiovascular disease-related mortality: The Osteoporotic Fractures in Men Study and the Sleep Heart Health Study. European Heart Journal. 2019;40(14):1149–1157. doi:10.1093/eurheartj/ehy624.
- Parekh A. Hypoxic burden – definitions, pathophysiological concepts, methods of evaluation, and clinical relevance. Current Opinion in Pulmonary Medicine. 2024;30(6):600–606. doi:10.1097/MCP.0000000000001122.
- American Academy of Sleep Medicine. The AASM Manual for the Scoring of Sleep and Associated Events, Version 3. AASM.
- Kapur VK, Auckley DH, Chowdhuri S, et al. Clinical Practice Guideline for Diagnostic Testing for Adult Obstructive Sleep Apnea: An American Academy of Sleep Medicine Clinical Practice Guideline. Journal of Clinical Sleep Medicine. 2017;13(3):479–504. doi:10.5664/jcsm.6506.
- Patil SP, Ayappa IA, Caples SM, et al. Treatment of Adult Obstructive Sleep Apnea with Positive Airway Pressure: An American Academy of Sleep Medicine Clinical Practice Guideline. Journal of Clinical Sleep Medicine. 2019;15(2):335–343. doi:10.5664/jcsm.7640.
- Patil SP, Ayappa IA, Caples SM, et al. Treatment of Adult Obstructive Sleep Apnea With Positive Airway Pressure: An American Academy of Sleep Medicine Systematic Review, Meta-Analysis, and GRADE Assessment. Journal of Clinical Sleep Medicine. 2019;15(2):301–334. doi:10.5664/jcsm.7638.
- Association of alternative polysomnographic features with patient outcomes in obstructive sleep apnea: a systematic review. Sleep Medicine Reviews / PMC.
- A Review of Novel Oximetry Parameters for the Prediction of Cardiovascular Disease in Obstructive Sleep Apnoea.
- Comparison of oxygen desaturation area-based methods in predicting cardiovascular disease-related mortality outcomes. Frontiers in Network Physiology. 2026.
- Mayo Clinic. Obstructive sleep apnea – Symptoms, causes, diagnosis and treatment.
