Sleep Apnea as Part of a Sequence of Events: A Comparison of Three Months Old Infants at Low and Increased Risk for Sudden Infant Death Syndrome (SIDS)

Abstract

Physiological events leading to and following sleep apnea (≥ 6 seconds) of central origin were examined in three months old infants at low and increased risk for Sudden Infant Death Syndrome (SIDS). These included nine control infants, nine subsequent siblings of SIDS and seven infants with unexplained apnea and transient cyanosis requiring intervention (“near miss” for SIDS). Each minute of twelve hour recordings of EEG, eye movements, somatic activity, respiration, ECG and temperature was coded into Active Sleep (AS), Quiet Sleep (QS), Indeterminate (IN) and Awake (AW). One hundred and sixty-one apnea were identified in control infants, 68 in subsequent siblings and 144 in near miss infants. The between subject variability was large in all three groups. These apnea were submitted to a detailed computer analysis which provided data on somatic activity, heart rate and respiratory patterns preceding and following each apnea. Findings common to all study groups included: (1) Large movements preceded approximately one third of all apnea. (2) The termination of between 16 and 30 percent of all apnea was accompanied by a movement. (3) Bradycardia (< 100 bpm) accompanied about 30 percent of all apnea. Bradycardia unrelated to apnea was not rare. (4) Heart rate patterns characterized by an initial HR deceleration followed by a rise was most common (30—40 percent). Significant differences between study groups were observed: (a) In the control and near miss infants, apnea in QS were almost always accompanied by an initial HR decrease followed by a rise to lower levels than before the apnea. No such homogeneity was observed in the subsequent siblings. (b) Apnea of near miss infants were followed by respiratory rates lower than those prior to the apnea. This was not true in the other study groups. (c) Prolonged somatic activity preceding apnea was significantly more frequent in near miss infants. (d) A cardiac response to the apnea characterized by an initial rise, followed by a drop was less frequent in the near miss infants as compared to control infants. In conclusion, physiological and behavioral patterns were strikingly similar in study groups but differences were observed which deserve further investigation. Los eventos fisiológicos que conducen a apnea de origen central (≥ 6 segundos) y los que ocurren despues de ella, fueron estudiados en infantes de 3 meses de edad con alto y bajo riezgo de Muerte subita de la Infancia. Los grupos estudiados fueron: 9 infantes como grupo control, 9 infantes nacidos despues de hermanos con muerte súbita y 7 infantes con apnea sin explicacion y cianosis transitoria („casi fatales” por a muerte subita de la Infancia). Cada minuto de datos en las 12 horas de monitorización de Electroencefalograma, movimientos oculares, actividad somática, respiración, electrocardiograma y temperatura fue codificado en relación con sueño activo, sueño no activo, indeterminado y despierto. 161 apneas fueron identificadas en los infantes delgrupo control, 68 en el grupo de hermanos y 144 en el grupo de „casi fatales.” Hubo gran variabilidad entre los sujetos estudiados en los 3 grupos. Las apneas fueron estudiadas en un computador que generó los datos de actividad somática, frecuencia cardíaca y los patrones de respiración que antecedieron y siguieron cada episodio de apnea. Los hallazgos comunes a todes los grupos funeron: (1) Movimentos somaticos precederon un tercio de todas las apneas. (2) La terminación de 16–30 percent0 de todas las apneas que fue asociado con actividad somatica. (3) Bradicardia (< 100 bpm) acompañó al 30% de las apneas. Bradicardia no relacionada con apnea no fue rara. (4) El patron frecuencia cardíaca observado como mas comun (40%) fue el de una desaceleración inicial. Las diferencias significantes entre los grupos estudiados fueron: (a) en el grupo control y en el de „casi fatales”, las apneas en sueño no activo fueron casi todas acompañadas por una desaceleración de la frecuencia cardíaca seguida por una aceleración hasta niveles inferiores a los existentes antes de laapnea; (b) esto no ocurrió en los otros grupos estudiados; (c) actividad somática prolongada precediendo la apnea fue significantemente mas frecuente en los infantes „casi fatales”; (d) la respuesta cardíaca con apnea caracterizada por una elevación inicial de la frecuencia y seguida por una caida a valores inferiores de los hallados antes de apnea, fue menos frecuente en los infantes „casi fatales” con comparacion con el grupo de control. En conclusion, los patrones fisiológicos y de comportamiento fueron muy similares en los grupos estudiados pero las diferencias encontradas merecen mayor investigación.