Linguistic and cognitive abilities in obstructive sleep apnea / hypopnea syndrome and chronic obstructive pulmonary disease

Obstructive Sleep Apnea Syndrome (OSAS) and Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) are two of the most common chronic respiratory disorders in the general population and they seem to be related to cognitive dysfunctions. The aim of this dissertation is to assess semantic language abilities of adult patients with OSAS and COPD and compare their performance on semantic tasks to the distribution of scores obtained by the general population for the same tasks. In addition, we examined a potential correlation between the patients’ performance in the semantic tasks and the physiological events of OSAS and COPD such as oxygen desaturation, sleep arousals, sleep architecture, Apnoea / Hypopnea Index (AHI), levels of hypoxemia and hypercapnia, pulmonary ability etc. In the present study, we used the standardized for the Greek population tests of Boston Naming Test (BNT), Picture Peabody Vocabulary Test (PPVT), Verbal Fluency (COWAT) which evaluate the semantic language abilities and GAMA test which examines intelligence quotient (IQ). The OSAS group included 118 patients with moderate-to-severe OSAS. The patients of this group showed statistically significant lower scores than the distribution of scores obtained by the general population for the verbal fluency test, BNT and PPVT, although their mean level of performance was within average range. However, at an individual level, the percent of patients that presented semantic language impairment was statistically significant higher than the typical population in all neurocognitive tasks. In addition, our results showed that the variable ‘heart diseases” could predict patients’ performance on BNT, while cholesterol on PPVT. Hypertension, was found to be able to predict the scores on ΒΝΤ only when there was a comorbidity with diabetes. It was also found that the performance on the phonemic verbal fluency task could be predicted by the variables “number of arousals” accompanied by oxygen desaturation during NREM sleep, “total number of oxygen desaturation” and “duration of desaturation during sleep”. The performance on PPVT was found to be predicted by the variable “mean levels of oxygen desaturation during sleep”. Τhe COPD group included 100 patients who had moderate-to-severe COPD and mild hypoxemia. The patients’ performance, as a group, was statistically significant lower than the distribution of scores obtained by the typical population for semantic verbal fluency and phonemic verbal fluency tasks, BNT and PPVT, although their performance was within average range. At an individual level, the percent of COPD patients with impaired semantic abilities was statistically significant higher than the typical population. Moreover, it was found that mean blood oxygen levels can predict the performance on BNT, PPVT and semantic verbal fluency test, while mean oxygen desaturation levels (SaO2) can predict patients’ performance on ΒΝΤ and PPVT. No other clinical parameter was found to be able to predict the performance of patients on the neurocognitive tests.Finally, statistically significant differences were found between the group of COPD and OSAS patients on the performance of the semantic test. In particular, COPD patients performed statistically significant worse than OSAS patients on the semantic verbal fluency task, on BNT and PPVT. At an individual level, the percent of COPD patients with low performance on the semantic verbal fluency task, BNT and PPVΤ wαs statistically significant higher than that of OSAS patients. The group of patients with OSAS performed statistically significant better than COPD type I patients (patients with hypoxemic respiratory failure) on the neurocognitive tasks. Moreover, it was also found that COPD type I patients performed worse than COPD patients on ΒΝΤ and on the phonemic verbal fluency test. Our findings indicate that OSAS and COPD patients are at a higher risk than the typical population to present semantic language impairments while these dysfunctions seem to be associated with the high number of oxygen desaturation, diabetes, cardiovascular diseases and low blood oxygen levels. Overall, patients with COPD type I, presented lower performance on the semantic verbal tasks than OSAS and COPD patients and OSAS patients performed better than COPD and COPD type I patients in almost all the neurocognitive tests.If the current results will be found by other researches, then our data support the clinical value of neurocognitive evaluation in definition of severity and highlight the necessity for an early detection of the syndroms and personalized treatment of OSAS and COPD patients.Το Σύνδρομο της Αποφρακτικής Άπνοιας – Υπόπνοιας (ΣΑΑΥ) και η Χρόνια Αποφρακτική Πνευμονοπάθεια (ΧΑΠ) αποτελούν τις δυο πιο κοινά εμφανιζόμενες χρόνιες αναπνευστικές διαταραχές στο γενικό πληθυσμό, ενώ φαίνεται να σχετίζονται με την εμφάνιση γνωστικών ελλειμμάτων.Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι να αξιολογήσει τις σημασιολογικές ικανότητες ενήλικων ασθενών με ΣΑΑΥ και ΧΑΠ και να συγκρίνει την επίδοσή τους σε σημασιολογικές δοκιμασίες σε σχέση με την κατανομή των βαθμολογιών επίδοσης του γενικού πληθυσμού σε αυτές. Επίσης, μελετήθηκαν οι επιδόσεις των ασθενών σε νευρογλωσσικές δοκιμασίες ως προς την πιθανή συσχέτισή τους με βιολογικούς παράγοντες του ΣΑΑΥ και της ΧΑΠ, όπως ο αποκορεσμός της αιμοσφαιρίνης, o αριθμός των αφυπνίσεων, η αρχιτεκτονική του ύπνου, ο δείκτης άπνοιας / υπόπνοιας, τα επίπεδα οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα στο αίμα, η αναπνευστική ικανότητα των ασθενών κ.ά. Στην έρευνα χορηγήθηκαν οι σταθμισμένες στον ελληνικό πληθυσμό δοκιμασίες Boston Naming Test (ΒΝΤ), Picture Peabody Vocabulary Test (PPVT) και Λεκτική ροή (COWAT) που αξιολογούν τις σημασιολογικές γλωσσικές ικανότητες και το GAMA test που εξετάζει το νοητικό πηλίκο. Η ομάδα των ασθενών με ΣΑΑΥ αποτελούνταν από 118 ασθενείς με μέτριο και σοβαρό βαθμό ΣΑΑΥ. Οι ασθενείς εμφάνισαν χαμηλότερη επίδοση σε σχέση με την κατανομή των βαθμολογιών επίδοσης του γενικού πληθυσμού στις δοκιμασίες της λεκτικής ροής, του ΒΝΤ και του PPVT ωστόσο οι επιδόσεις τους κυμαίνονταν εντός των φυσιολογικών τιμών. Ωστόσο, σε ατομικό επίπεδο, το ποσοστό των ασθενών που εμφάνιζε σημασιολογική έκπτωση σε σχέση με τον τυπικό πληθυσμό ήταν στατιστικώς σημαντικά μεγαλύτερο σε όλες τις νευρογνωστικές δοκιμασίες. Επίσης, τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι η μεταβλητή «καρδιακές ανωμαλίες» μπορούσε να προβλέψει την επίδοση στη δοκιμασία του BNT, ενώ η μεταβλητή «χοληστερίνη» πως μπορεί να εξηγήσει την επίδοση στη δοκιμασία του PPVT. Η υπέρταση βρέθηκε να μπορεί να προβλέψει την επίδοση στην δοκιμασία ΒΝΤ μόνο όταν υπήρχε συννοσηρότητα με διαβήτη. Επίσης, η επίδοση στη φωνολογική λεκτική ροή μπορεί να προβλεφθεί μόνο από τις μεταβλητές «αριθμός των αφυπνίσεων» που συνοδεύονταν από αποκορεσμό της αιμοσφαιρίνης κατά τη διάρκεια του ύπνου NREM, «αριθμός αποκορεσμών της αιμοσφαιρίνης» και τη «διάρκεια των αποκορεσμών κατά τη διάρκεια του ύπνου». Η επίδοση στη δοκιμασία του PPVT μπορούσε να προβλεφθεί μόνο από τη μεταβλητή «μέσα επίπεδα αποκορεσμού κατά τη διάρκεια του ύπνου». Αναφορικά με την ομάδα των ασθενών με ΧΑΠ, αυτή αποτελούταν από 100 ασθενείς με μέτριο και σοβαρό βαθμό ΧΑΠ και ήπια υποξαιμία. Οι επιδόσεις τους ως ομάδα ήταν στατιστικώς σημαντικά χαμηλότερες σε σχέση με την κατανομή των βαθμολογιών επίδοσης του γενικού πληθυσμού στις δοκιμασίες της σημασιολογικής και της φωνολογικής λεκτικής ροής, του ΒΝΤ και του PPVT, αλλά εντός των φυσιολογικών τιμών. Σε ατομικό επίπεδο, το ποσοστό των ασθενών με σημασιολογικά ελλείμματα ήταν στατιστικώς σημαντικά μεγαλύτερο από αυτό του τυπικού πληθυσμού. Επιπλέον, βρέθηκε πως τα επίπεδα οξυγόνου του αίματος μπορούν να προβλέψουν τις επιδόσεις των ασθενών στις δοκιμασίες του ΒΝΤ, του PPVT και της σημασιολογικής λεκτικής ροής, ενώ ο αποκορεσμός της αιμοσφαιρίνης (SaO2) την επίδοση στη δοκιμασία του ΒΝΤ και του PPVT. Δεν βρέθηκε κάποια άλλη κλινική παράμετρος να μπορεί να προβλέψει τις επιδόσεις των ασθενών στις νευρογνωστικές δοκιμασίες.Τέλος, βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των ασθενών με ΧΑΠ και ΣΑΑΥ αναφορικά με τις επιδόσεις τους στις σημασιολογικές δοκιμασίες. Συγκεκριμένα, οι επιδόσεις των ασθενών με ΧΑΠ ήταν στατιστικώς σημαντικά χαμηλότερες από αυτές των ασθενών με ΣΑΑΥ στις δοκιμασίες της σημασιολογικής λεκτικής ροής, στη δοκιμασία του BNT και στη δοκιμασία του PPVT. Σε ατομικό επίπεδο, το ποσοστό των ασθενών με ΧΑΠ με χαμηλή επίδοση στις δοκιμασίες της σημασιολογικής λεκτικής ροής, του BNT και του PPVΤ ήταν στατιστικώς σημαντικά μεγαλύτερο από αυτό των ασθενών με ΣΑΑΥ. Όσον αφορά τη σύγκριση της επίδοσης της ομάδας των ασθενών με ΣΑΑΥ με αυτή των ασθενών με ΧΑΠ τύπου Ι (ασθενείς με υποξαιμική αναπνευστική ανεπάρκεια) παρατηρήθηκε πως οι ασθενείς με ΣΑΑΥ επιτύγχαναν υψηλότερες επιδόσεις σε όλες τις νευρογνωστικές δοκιμασίες. Επίσης, βρέθηκε πως οι επιδόσεις των ασθενών με ΧΑΠ τύπου Ι ήταν χαμηλότερες συγκριτικά με τις επιδόσεις των ασθενών με ΧΑΠ χωρίς αναπνευστική ανεπάρκεια στις δοκιμασίες του ΒΝΤ και της φωνολογικής λεκτικής ροής. Τα αποτελέσματα της έρευνάς μας δείχνουν πως οι ασθενείς με ΣΑΑΥ και ΧΑΠ έχουν αυξημένες πιθανότητες να παρουσιάσουν γλωσσική σημασιολογική έκπτωση πιθανώς λόγω των χαμηλών επιπέδων αποκορεσμού της αιμοσφαιρίνης, τη συννοσηρότητα με διαβήτη, χοληστερίνη και καρδιακές ανωμαλίες και των χαμηλών επιπέδων οξυγόνου στο αίμα. Συνολικά, οι ασθενείς με ΧΑΠ τύπου Ι παρουσίασαν χαμηλότερες επιδόσεις στις σημασιoλογικές δοκιμασίες σε σχέση με τους ασθενείς με ΧΑΠ και ΣΑΑΥ και η ομάδα των ασθενών με ΣΑΑΥ σημείωσε υψηλότερες επιδόσεις συγκριτικά με τις άλλες δύο ομάδες ασθενών των ΧΑΠ και ΧΑΠ τύπου Ι στις περισσότερες νευρογνωστικές δοκιμασίες.Εφόσον τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης επιβεβαιωθούν και από επόμενες έρευνες, τότε θα αναδειχθεί η κλινική αξία των νευροψυχολογικών μετρήσεων στον καθορισμό της σοβαρότητας των συνδρόμων και η ανάγκη για έγκαιρη διάγνωση και εξατομικευμένη κλινική θεραπεία τους