Appréciation des niveaux de vigilance chez les personnes agées

Rev. E.E.G. Neurophysiol., 1977, 7, 2, 203-209.

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APPRI~CIATION DES NIVEAUX DE VIGILANCE CHEZ LES PERSONNES AGI~ES Paule H A Z E M A N N , Fabienne L A F F O N T et Frangoise L I L L E Laboratoire de Physiologie du travail du CNRS, C H U Pitid-Salpdtridre, 91, Bd de l'HOpital, 75013 Paris.

SUMMARY Determination o f the degree o f mental alertness in the elderly. Telemetric polygraph recordings lasting from 10-18 hours were performed in 22 elderly and institutionalised patients whose ages ranged from 82 to 97 years in an attempt to determine whether they were able to maintain alertness throughout the course of the day. By combining the standard E.E.G. data with that from the telemetric recording it was possible to subdivide the patients into 4 groups : l Normal E.E.G. Stable state c~f awareness varying only between active waking and relaxed waking, apart from a clearly demarcated siesta period (8 subjects). 2 Normal E.E.G. State of awareness moderately stable but containing as well as one or two clearly defined, siestas some somnolent episodes (6 subjects). 3 Numerous fluctuations of alertness with several levels of drowsiness corresponding either to the classical stages of sleep or to undifferentiated stages (5 sul~]ects, 4 with normal E.E.G.). 4 Abnormal E.E.G. and only two levels of alertness which were difficult to correlate with the behavioural state. All 4 subjects in this group had severe organic impairment. There was a good correlation between the data obtained from the standard E.E.G. and that from the telemetric recording. Patients having a normal E.E.G. maintained their alertness well, and those with the highest proportion of fast activity best ofall. The possible limits of variation become very narrow in severe organic impairment.

U n e s6rie d'ertregistrements de t61dmdtrie a 6t6 effectu6e chez des personnes fig6es darts le but d'appr6cier les fluctuations de leur vigilance au cours de la journ6e.

I. - - MATI~RIEL ET MI~THODES. 1) SUJETS. 22 pensionnaires de la Maison de Cure M6dicale Sainte-P6rine (20 femmes et 2 hommes) gig6s de 82 /t 97 arts (90 ± 3,8) ont collabor6/t cette 6tude. 6 6taient tout ~t fair valides, 2 pr6sentaient une diminution iso16e de l'acuit6 visueIle ou auditive, 1, un certain degr6 d'impotence motrice, 3 l'association d'une impotence motrice et d'une diminution de l'acuit6 visuelle ou auditive. 10 pr6sentaient un affaiblissement intellectuel (trbs 16ger chez 2 personnes, mod6r6 chez 4 et important chez 4). Cet affaiblissement intellectueI 6tait associ6 5. une impotence motrice chez 4 sujets, 5. une d6fience sensorielle chez 3 et aux deux /~ la fois chez les 3 derniers sujets.

Tirds d part : Paule HAZ~MANY, Laboratoire de Physiologie, CHU Piti6-Salp~tri6re, 91, Bd de l'H6pital, 75634 Paris Cedex 13. Texte pr6sent6 ~t la Socidtd d'E.E.G, et de Neurophysiologie elinique de langue franfaise le 6-10-1976 ; texte remis Ie 6-10-1976, d6finitivement accept6 le 30-12-1976.

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P. HAZEMANN~ F. LAFFONT ET F. LILLE

Ces 22 personnes vivaient 5' l'infirmerie, soit de passage en convalescence d'une affection aigu8 (4), soit que pour des raisons diverses elles aient pr6fdr6 bdn6ficier d'un r6gime h6telier ou que leur 6tat physique ou mental les y aient oblig6. 2) TECHNIQUE D'ENREGISTREMENT. L'E.K.G., I'E.M.G. des muscles de la nuque et 4. voles d'E.E.G, ont 6t6 enregistr~s grftce 5. un ensemble de t616mesure 6 voles S.F.E.N.A. Les 61ectrodes d'E.E.G, coll6es au collodion 6talent plac~es sur les r~gions temporales et occipitales droites et gauches, rolandique et frontale basse gauches. Les clignements palp6braux et les mouvements oculaires ont 6t6 appr6ci6s sur la d6rivation fronto-rolandique, les sujets ayant refus6 pour des raison de confort ou d'esth~tique des ~lectrodes p6ri-oeulaires. Les 61ectrodes 6taient reli6es par des fils souples 5' nn 6metteur port6 5' la ceinture. Les sujets 6talent enregistr6s sans interruption de 10 h h 18 h. 11 leur ~tait demand6, dans la mesure du possible, de ne pas modifier leur emploi du temps, l ls prenaient comme 5' I'accoutum6e leur repas dans teur chambre et pouvaient ~t tout instant recevoir des visites, en rendre dans les chambres voisines, 6couter la radio ou regarder la t61~vision. Cependant, ils ne pouvaient pas quitter le b~ttiment dans lequel se trouvaient 5' la fois leur chambre et les appareils d'enregistrement. Tons les sujets ont 6t6 soumis quelques jours plus tard /t un enregistrement E.E.G. standard comprenant 2 montages bipolaires (longitudinal et transverse) d'une dur6e de 20 minutes. 3) D]~POUILLEMENTDES ENREGISTREMENTS.

Les trac& sur papier ont 6t6 analys6s visuellement par p6riodes d'une minute, le hombre de pulsations cardiaques et de clignements palp6braux a 6t6 compt6, I'E.M.G. grossi~rement qnantifi6 (absent, peu abondant, abondant). L'analyse de I'E.E.G. a 6t6 plus complexe car il n ' a pas 6t6 possible d'adopter pour tous les sujets les m~mes crit~res pour d6finir des 6tats jug6s similaires, dans la mesure o/1 l'aspect du rythme de fond 6tait tr~s diff6rent d'un sujet M'antre (pr6dominance de rythmes rapides, de fr6quences alpha ou de fr6quences th~ta). La veille la plus active a 6t6 caract~ris6e par un rythme de fond entrecoup6 d'une activit6 rapide depetit voltage, 6ventuellement surcharg6 d'art6facts de mouvements, de mastication ou d'E.M.G. La veille relaxde a 6t6 d6finie par l'apparition d'alpha ou de th~ta en bouff6es ou en s~quences plus ou moins longues. La prise en compte des autres param~tres (E.M.G., clignements palp6braux et fr6quence cardiaque) s'est r6v616e tout/1 fair fondamentale dans la distinction de ces 2 6tats. Le sommeil 6tait parfois caract~ristique : Rythme alpha continu diffnsant largement vers les r~gio~as ant6rieures (IA) puis morcellement de l'alpha par des s6quences thSta (IB). - - Stade I1 avec ondes lentes occupant 20 5~30 p. 100 du temps, spindles et pointes vertex. Beaucoup plus rarement stade II1 lorsque les ondes lentes occupaient 30 5' 50 p. 100 du temps. Darts d'autres cas, l'apparition d'ondes lentes ant6rieures ou diffuses, le ralentissement de la fr6quence moyenne de/'alpha ou du th~ta du rythme de base ont 6t6 assimiI~s 5. des p6riodes de somnolence. -

-

-

-

II. - - RI~SULTATS. 1) E.E.G. STANDARD. 14 sujets avaient un E.E.G. s t a n d a r d n o r m a l dans son activit~ de fond, c o m p o r t a n t u n rythme a l p h a de fr6quence 6gale ou supdrieure h 8 c/s, bien r6actif ~, l'ouverture des yeux et/ou des rythmes rapides. Chez 8 sujets les rythmes rapides 6taient nettement pr~dcminants, l'alpha n ' a p p a r a i s s a n t q u ' e n courtes bribes s u r t o u t h la femeture des yeux Chez 6 sujets, l'aIpha 6tait predominant. II est h n o t e r que 3 sujets de ce groupe, pr~sentaient un foyer d ' o n d e s lentes temporales gauches. Les donn6es de la littdrature (EussE, 1973) concernant la fr~quence des foyers t e m p o r a u x et l'abscnce de t o u t e corr61ation pathologique chez les sujets figds, n o u s ont incit~es /t laisser ces trac6s dans le groupe des tracds n o r m a u x . 8 sujets avaient u n trac6 a n o r m a l dans son activit6 de fond constitu~ par un th~ta de 6, 7 c/s, bien r~actif h l ' o u v e r t u r e des yeux 1 fois, mddiocrement rdactif 3 fois et ardactif 4 fois. U n des 8 sujets prdsentait, en outre, un foyer d ' o n d e s lentes temporales gauches.Un sujet de ce groupe avait u n E.E.G. asym6trique, plus lent 5. droite qu'/~ gauche.

NIVEAU DE VIGILANCE DES PERSONNES AGI~,ES

205

2) DONN~ES DE L'ENREGISTREMENTTI~L~,MI~TRIQUE. - - D a n s le g r o u p e de 14 s u j e t s a y a n t un tracO n o r m a l :

• 1 sujet a gard4 un 6tat de vigilance parfaitement stable d u r a n t les 8 heures d'enregistrement, n'oscillant q u ' e n t r e un 6tat de veille active et quelques minutes de veille rela×6e. VA

cI,]/min

1

EKG

as

puls/min eO 75 70

"

l~Oh

11h

12h

13h

14h

lSh

16h

17h

FIG. 1. - - l~volution minute par minute des variables physiologiques. d'un sujet du groupe II au cours des 8 heures d'enregistrement. D e bas en haut :

EKG EMG EOG EEG

: : : :

fr6quence cardiaque. activit6 musculaire des muscles de la nuque. clignements. VA : veille active. VR : veille relax6e. I : stade I. II : s t a d e II. Evolution minute b y minute o f the physiological variables in a Group 2 subject during an 8 hour recording•

From VA VR I

II EOG EMG EKG

above : : active wakening. : relaxed wakening. : stage l sleep. : stage IX sleep• : blinks. : muscle activity arising f r o m neck musculature. : cardiac rhythm.

7 sujets ont eu au cours de la journ6e un 6pisode de somnolence ou de sommeil allant de 11 h 94', bien individualis6. Le reste du temps les oscillations ne se faisaient q u ' e n t r e veille active et veille relax6e. • 5 sujets ont eu un ou deux 6pisodes de s o m m e i l bien individualis6 d ' u n e dur6e totale de 21' 90' et plusieurs 6pisodes de somnolence. • 1 sujet a pr6sent6 cinq 6pisodes de sommeil bien caract6ris6 et de n o m b r e u x 6pisodes de s o m n o lence se traduisant par des ondes lentes se m~lant ~ l'alpha.

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P. HAZEMANN, F, LAFFONT ET F. LILLE

- - D a n s le g r o u p e d e s 8 su]ets a y a n t un traed a n o r m a l :

4 sujets f l u c t u a i e n t entre u n 6tat de veille reconnaissable et plusieurs niveaux de s o m n o l e n c e ou de sommeil, bien caract6risds cbez 2, a t y p i q u e s chez les 2 autres. • Erffin chez les 4 derniers sujets, 2 6tats seulement o n t pu 6tre m i s en 6vidence, l ' u n de veille, l ' a u t r e de somnolence. Ils o n t 6t6 apprdci6s en f o n c t i o n de l'6tat c o m p o r t e m e n t a l (essentiellement ouverture ou f e r m e t u r e des yeux et a t t i t u d e de la t~te) et p o u v a i e n t s ' a c c o m p a g n e r ou n o n de m o d i f i c a tions d u trac6 E.E.G.

i:h{l / illlti

20 0

t

A

EM5

EKG

9uls/mm 1'Oh

11h

12h

13h

t4h

15

FIG. 2. - - l~volution minute par minute des variables physiologiques d ' u n sujet du groupe III au cours de 8 heures d'enregistrements. Les abr6viations sont les mSmes que pour la figure 1, en dehors du stade E.E.G. : a OL assimil6 ~t de la somnolence. Evolution minute by minute o f the physiological variables q/'a Group 3 subject during an 8 hour recording. The abbreviations are identical to those used in f i g . 1 apart f r o m the E.E.G. stage 0: O . L . approx i m a t e s to somnolence.

3) En r e g r o u p a n t les donndes de l ' e n r e g i s t r e m e n t s t a n d a r d et t616m6trique, il n o u s a p a r u possible de r @ a r t i r les 22 sujets en 4 groupes. - - L e g r o u p e I (8 sujets) est caract6ris6 p a r :

• u n E.E.G. s t a n d a r d n o r m a l , • u n 6tat de vigilance stable n ' o s c i l l a n t q u ' e n t r e la veille active et la veille relax6e en d e h o i s d ' u n e sieste bien organisde. - - L e g r o u p e H (5 sujets) I'E.E,G. s t a n d a r d est n o r m a l : l'6tat de vigilance est assez stable m a i s c o m p o r t e n 6 a n m o i n s , en dehors de u n e ou deux siestes bien organisdes, plusieurs p6riodes de s o m n o lence caractdris6e par u n r y t h m e a l p h a c o n t i n u et diffus p e n d a n t a u m o i n s u n e m i n u t e (fig. 1), I1 est ~ noter, bien qu'il ne s'agisse p a s d ' u n des criteres utilisds p o u r d6finir les groupes, que t o u s les sujets d u groupe I o n t u n E.E.G. d a n s lequel p r 6 d o m i n e n t les r y t h m e s rapides, alors que les sujets du groupe [I o n t u n E.E.G. s t a n d a r d o~ pr6dominertt des r y t h m e s alpha. - - L e g r o u p e I I I (5 sujets) n ' e s t ddfini que sur des crit6res d ' e n r e g i s t r e m e n t tdl6m6trique : n o m breuses f l u c t u a t i o n s de la vigilance avec pIusieurs niveaux de s o m m e i l c o r r e s p o n d a n t soit a u x stades classiques bien caract&is6s (3 sujets), soit ~t des stades m o i n s bien diff6renci6s (2 sujets) (fig. 2).

207

NIVEAU DE VIGILANCE DES PERSONNES AGI~ES

U n seul sujet de ce g r o u p e a un E,E.G. s t a n d a r d n o r m M , 4 sujets o n t u n e activit6 de f o n d thata. c o n s t i t u 6 p a r 4 sujets a y a n t ~t la fois u n E.E.G. s t a n d a r d a n o r m a l et s e u l e m e n t 2 niveaux de vigilance m i s en 6vidence p a r l ' e n r e g i s t r e m e n t t616m6trique (fig. 3 et 4). Les 4 sujets de ce groupe pr6sentent des a t t e i n t e s o r g a n i q u e s S~v6res (une m a l a d i e de Parkinson, 3 d~mences s6niles). -- Le groupe/Vest

vOT-L f\?tIL,r~/~ I yt 8

EOG

t _ J ~ J

. . . . .

~

~

~.~JLrV

.

-

LF J',~

.

2°I o

9(] 80

EKG puls/min

75

"

,~_n 4

70 i

10h

11h

12h

13h

14h

16h

17h

FIG. 3. - - E;volution minute par minute des variabIes physiologiques d ' u n sujet du groupe IV au cours de 8 heures d'enregistrement. De bas en haut :

E K G : fr6quence cardiaque. E M G : activit6 musculaire des muscles de la nuque. E O G : clignernents. E E G : les stades n ' o n t pu ~tre clairement reconnus. Les variations sont appr6ci6es en fonction de la fr6quence moyenne du rythme de fond. YF : yeux ferm6s. YO : yeu× ouverts. Evolution minute by minute o f the physiological variables o f a Group 4 subject during an 8 hour recording. above : : eyes open. : eyes closed. : the stages cannot be clearly recognized. The variations were assessed as a function o f the background rhythm. E O G : blinks. E M G : muscle activity arising f r o m the neck musculature. E K G : cardiac rhythm. From YO YF EEG

III. - -

DiscussioN.

l) U n c e r t a i n n o m b r e de n o s r6sultats c o n f i r m e n t des n o t i o n s ddjh c o n n u e s c o n c e r n a n t I'E.E.G. de veille et I'E.E.G. de s o m m e i l des p e r s o n n e s ~.gdes. I1 est g~n6ralement a d m i s que la pr6sence de r y t b m e s rapides chez les sujets ftg6s (plus s o u v e n t trouvds chez les f e m m e s ) est urt 616ment de b o n p r o n o s t i c (OBmST, 1973). lls o n t 6t6 consid6r6s c o m m e refl6tant u n e a d a p t a t i o n favorable (LAIRY et coll., 1962) et mis en relation avec de bonnes facult6s

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P. H A Z E M A N N , F. LAFFONT ET F. LILLE

E.KG F.R.g

R.O.g

A T,O.g T.O.d ;

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E.M.G

E.KG

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F.R.g

B

E.M.G

I

FIG. 4. - - E n r e g i s t r e m e n t t616m6trique d ' u n sujet d u g r o u p e IV (mSme sujet que fig. 3). De haut en bas : E K G : 61ectrocardiogramme. F R g : f r o n t o - r o l a n d i q u e gauche. R O g : r o l a n d o - o c c i p i t a l e gauche. T O g : t e m p o r o - o c c i p i t a l e gauche. T O d : t e m p o r o - o o c i p i t a l e droite. E M G : 61ectromyogramme des muscles de la nuque. E n A, les yeux sont ouverts. 11 existe une activit6 6 1 e c t r o m y o g r a p h i q u e mod6r6e. On note la pr6sence d'art6facts lents sur les d6rivations E.E.G. E n B, les yeux sont fermSs, l'activit6 6 1 e c t r o m y o b g r a p h i q u e a t o t a l e m e n t disparu, de m~me que les art6facts ients sur les d6rivations E.E.G. P a r contre, il existe q u e l q u e s o n d e s lentes sur la d6rivation F R g . Telemetric recording o f a Group 4 subject (same subject as in fig. 3). From above : E K G : electrocardiogram. F R g : left fronto-rolandic. R O g : left occipito-rolandic. T O g : left temporo occipital. T O d : right temporo occipital. E M G : electromyograph o f the neck muscles. In A the eyes are open. There exists moderate electromyographic activity. Slow artefacts can be seen on the E E G tracing. In B the eyes are closed. E M G activity has totally disappeared as have the E E G artefacts. S o m e slow wave activiO~ is seen in the le['t fronto-rolandic E E G lead,

NIVEAU DE VIGILANCE DES PERSONNES AGI~ES

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d'apprentissage (THOMSONet WILSON,1966). Le fait qu'une activit6 rapide caract6rise les tracds des sujets du groupe I permet, en outre, de supposer l'existence d'une relation entre prdsence de rythmes rapides et bonne conservation de la vigilance. Inversement l'activit6 th6ta prddominante est classiquement consid6r6e comme le relier d'une certaine atteinte cdrdbrale organique (BtJsSE, 1973). L'association d'un ralentissement diffus de l'aetivit6 de fond et de troubles de la vigilance chez 8 sujets des groupes III et IV permet aussi de faire l'hypoth6se d'une relation entre activit6 th6ta prddominante et difficult6 du maintien de la vigilance. Cette activit6 thata peut d'ailleurs ~tre elle-m6me consid6rde comme un signe de sub-vigilance. Des ondes lentes h l'endormissement, la pauvret6 du stade I[ en K-complexes et en spindles signa16e par PASSOUANTet coll. (1964) ont 6t6 retrouv6es dans nos enregistrements de marne que la faible variabilit6 morphologique du trac6 des d6ments (LAmY et coll., 1962). L'activit6 de fond ralentie qui caract6rise le trac6 standard des sujets du groupe IV se laisse peu moduler. La d6gradation porte h la lois sur la veitle qui ne pent atre maintenue et sur le sommeil qui ne peut s'organiser. 2) Une analyse statistique non paramdtrique (p de SPEARMAN)permet de mettre en 6vidence une corrdlation (r = .523, significative ~t .02) entre l'gtge des sujets et le groupe dans lequel ils ont ~t6 class6s en fonction des donn6es t616m6triques, h condition d'exclure les sujets du groupe IV. On peut se demander s'il n'existe pas un continuum physiologique entre les groupes I, II et III, le groupe 1V constituant un groupe h part, nettement pathologique. 3) Une bonne relation apparalt entre les donates de l'enregistrement standard et celles de l'enregistrement tdldm6trique. Sur 14 sujets ayant un E.E.G. standard normal, 13 maintiennent correctemeat leur vigilance au cours de l'enregistrement t61dm6trique et ceci d'autant mieux que la proportion de rythmes rapides est plus grande. Inversement, les sujets ayant un E.E.G. standard anormal maintiennent mal leur vigilance. I1 semble donc qu'il y ait un boa parall61isme entre l'aspect relativement <>de I'E.E.G. enregistr6 dans les conditions quelque peu artificielles du laboratoire et son aspect << dynamique >>rdv616 par l'enregistrement t61~m6triqe rdalis6 dans l'environnement habituel des sujets. BIBLIOGRAPHIE Buss~ (E. W.). Round table discussion : E.E.G. in gerontology. Clin. Electroenceph., 1973, 4, 153-163. LARRY(G. C.), CORMODRET(M.), FAURE (R.) et D1DJANOVIC(S,). l~tude E.E.G. du sommeil du vieillard normal et pathologique. Rev. Neurol., 1962, 107, 188-203. OBRIST (W. D.). Problems of aging. In " The normal E.E.G. throughout life ". Handbook of Electroenceph. and clin. neurophysiol., 1973, 6, 275-286. PASSOOANr (P.), CADILHAC(J.), DELANGE(M.), CALLAMAND(M.), EL KASSABGUI(M.). Age et sommeil. Variations 61ectrocliniques du sommeil, de la naissance ~ l'extr6me vieillesse. Rev. NeuroL, 1964, 110, 303-304. THOMSON (L. W.) and WILSON (W. P.). Electro cortical reactivity and learning in the elderly. J. Geront. 1966, 21, 45-51.