體動(dòng)記錄儀與多導(dǎo)睡眠圖的對(duì)比研究.pdf

1、睡眠是一種重要的生理現(xiàn)象和必要的生理過程。充足的睡眠對(duì)大腦信息加工，記憶增強(qiáng)，人體發(fā)育以及緩解疲勞，壓力和情緒都有一定的影響。多導(dǎo)睡眠圖（PSG）是一種探究大腦活動(dòng)的技術(shù)，通過電極采集腦電波，實(shí)時(shí)監(jiān)控大腦的活動(dòng)，讓人們了解睡眠的過程。多導(dǎo)睡眠圖已經(jīng)成為了監(jiān)測(cè)睡眠的黃金準(zhǔn)則。但多導(dǎo)睡眠圖對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求高，費(fèi)用昂貴，而且對(duì)人的睡眠有一定的干擾，不便于大規(guī)模人群多晝夜持續(xù)采集數(shù)據(jù)。隨著可穿戴設(shè)備的發(fā)展，應(yīng)用體動(dòng)記錄儀（ACT）監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量已經(jīng)

2、得到普遍推廣。人類在睡眠的時(shí)候有手腕保持不動(dòng)的特性，體動(dòng)記錄儀應(yīng)用了這個(gè)原理，采集手腕的活動(dòng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)來判斷睡眠還是清醒。體動(dòng)記錄儀佩戴方便，價(jià)格低廉，成功的解決了多導(dǎo)睡眠圖技術(shù)的局限性。體動(dòng)記錄儀并不是依據(jù)黃金標(biāo)準(zhǔn)來監(jiān)測(cè)睡眠，而且它的種類繁多，監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)差異也很大，那么它監(jiān)測(cè)睡眠的性能到底怎么樣呢？本文使用的體動(dòng)記錄儀是飛利浦公司的產(chǎn)品（Actiwatch2，即腕表），PSG設(shè)備為EasyIII。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集持續(xù)6個(gè)多月，成功采集了51

3、名被試的PSG和腕表數(shù)據(jù)。
　　本文采用間隔分析法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，腕表數(shù)據(jù)設(shè)置的時(shí)間間隔長度為15秒和30秒，腕表對(duì)每個(gè)時(shí)間間隔的活動(dòng)值加權(quán)計(jì)算，然后對(duì)比設(shè)置的閾值，來判斷是睡眠（儲(chǔ)存為0）還是清醒（存儲(chǔ)為1）。多導(dǎo)睡眠圖數(shù)據(jù)是30s劃分一個(gè)睡眠階段。腕表的每一個(gè)時(shí)間間隔對(duì)比多導(dǎo)睡眠圖相同時(shí)刻的時(shí)間間隔的睡眠狀態(tài)，進(jìn)而得出腕表的靈敏性(Sens=0.96)、特異性(Spec=0.24)以及準(zhǔn)確性(Acc=0.88)等性能參數(shù)。靈敏

4、性是腕表和多導(dǎo)睡眠圖同時(shí)刻為睡眠狀態(tài)的個(gè)數(shù)占多導(dǎo)睡眠圖中睡眠狀態(tài)總個(gè)數(shù)的比例。特異性是腕表和多導(dǎo)睡眠圖同時(shí)刻為清醒狀態(tài)的個(gè)數(shù)占多導(dǎo)睡眠圖中清醒狀態(tài)總個(gè)數(shù)的比例。準(zhǔn)確性是腕表和多導(dǎo)睡眠圖睡眠狀態(tài)和清醒狀態(tài)都相同的個(gè)數(shù)占多導(dǎo)睡眠圖總個(gè)數(shù)的比例。腕表對(duì)于清醒-睡眠-清醒的過渡段監(jiān)測(cè)能力比較弱，本文監(jiān)測(cè)了睡前2小時(shí)和清醒前2小時(shí)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)睡前兩小時(shí)的準(zhǔn)確性很低（Acc=0.75），清醒前2小時(shí)的特異性很低（Spec=0.15）。分析了佩戴腕表

5、的幾天和實(shí)驗(yàn)當(dāng)天體動(dòng)記錄儀的數(shù)據(jù)，從整體上看，被試的睡眠并沒有受到PSG設(shè)備的影響。本實(shí)驗(yàn)腕表的閾值設(shè)置有多種選項(xiàng)，本文分析了閾值5、10、20、40和自動(dòng)五個(gè)閾值的性能參數(shù)，發(fā)現(xiàn)閾值10更適合監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量差的被試。在睡眠總時(shí)間（TST）、入睡時(shí)間（SOL）、睡眠效率（SE）和睡眠后清醒（WASO）等睡眠參數(shù)，閾值40只有在睡眠總時(shí)間上和PSG有顯著性差異（P=0.001），腕表過多的估計(jì)了38.4分鐘的睡眠時(shí)間，其他閾值均有兩個(gè)參數(shù)具

6、有顯著性差異，整體層次上，閾值40更適合監(jiān)測(cè)健康被試。之后討論了被試的一些參數(shù)，如身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、年齡、智力、記憶力和性別等因素對(duì)腕表監(jiān)測(cè)睡眠參數(shù)和性能參數(shù)的影響。最后本文得出結(jié)論，年齡的變化與睡眠總時(shí)間，睡眠效率的監(jiān)測(cè)都有相關(guān)性（PTST=0.001，rTST=-0.46；PSE=0.023，rSE=-0.32），隨著年齡的增大，腕表監(jiān)測(cè)睡眠的能力減弱；BMI，智力，記憶力的變化與腕表監(jiān)測(cè)睡眠沒有相關(guān)性；性別方面，男女被試在腕

7、表監(jiān)測(cè)TST有顯著性差異（P=0.02），監(jiān)測(cè)女被試的效果要弱于男被試。在性能參數(shù)方面，年齡、BMI，智力，記憶力與腕表監(jiān)測(cè)的結(jié)果沒有相關(guān)性；性別方面也沒有顯著性差異。實(shí)驗(yàn)中有兩名被試感冒，本文特別的研究了這兩名被試的腕表監(jiān)測(cè)情況，發(fā)現(xiàn)感冒對(duì)腕表監(jiān)測(cè)的影響很大，感冒時(shí)候腕表監(jiān)測(cè)睡眠不準(zhǔn)確。之后根據(jù)被試在睡眠過程中的行為，如睡眠中亂動(dòng)、打鼾和看手機(jī)等，分析每個(gè)行為對(duì)腕表監(jiān)測(cè)的影響，發(fā)現(xiàn)玩手機(jī)對(duì)準(zhǔn)確性有顯著性影響（P=0.003）；而睡眠中

8、的亂動(dòng)則對(duì)靈敏性的方差（P=0.003）和均值（P=0.000），特異性的均值（P=0.000），準(zhǔn)確性的方差（P=0.035）和均值（P=0.006）都有顯著性的影響，對(duì)睡眠參數(shù) SOL（P=0.028）和 SE（P=0.006）的方差也有顯著性的影響；打鼾對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有顯著性影響。最后根據(jù)被試的睡眠日記，討論了午睡，睡前壓力，白天過量運(yùn)動(dòng)等對(duì)腕表監(jiān)測(cè)的影響。其中午睡對(duì)靈敏性的方差有顯著性影響（P=0.045），對(duì)準(zhǔn)確性的方差（P=0.0