体动记录仪与睡眠评价

王晓秋　吴文忠　刘成勇　商洪涛　秦珊　赵亚楠　郑诗雨　奚晗清　李佳欢

摘要 体动记录仪是记录身体活动情况的穿戴式设备，其通过加速度传感器采集人体活动和静止的信息，并据此计算出入睡潜伏期、睡眠总时长、睡眠效率等相关参数，是睡眠监测和临床随访的重要工具。本文将针对体动记录仪在睡眠评价中的应用展开分析。

关键词 体动记录仪;多导睡眠监测;睡眠障碍;昼夜节律

Actigraphy and Sleep Assessment

WANG Xiaoqiu，WU Wenzhong，LIU Chengyong，SHANG Hongtao，QIN Shan，ZHAO Yanan，ZHENG Shiyu，XI Hanqing，LI Jiahuan

（Affiliated Hospital of Nanjing University of Traditional Chinese Medicine，Nanjing 210029，China）

Abstract Actigraphy is a wearable device for recording physical activity.It collects information of human activity and rest through acceleration sensor，and calculates sleep latency，total sleep time，sleep efficiency and other related parameters.It is an important tool for sleep monitoring and clinical follow-up.This article will analyze the application of actigraphy in sleep assessment.

Keywords Actigraphy; Polysomnography; Sleep disorders; Circadian rhythm

中圖分类号：R-331文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.2095-7130.2020.04.074

睡眠是人类最重要的生理活动之一，与人类的学习、生活、工作密切相关，睡眠障碍是临床常见病，包括失眠、嗜睡、睡眠-觉醒节律障碍、睡眠呼吸暂停综合征、不宁腿综合征、发作性睡病等。其中对睡眠的记录与评估是睡眠医学中重要的组成部分，如何客观评估睡眠状况一直是研究热点，目前临床常用的评价方法包括睡眠量表、多导睡眠监测（Polysomnography，PSG）等，体动记录仪（Actigraphy，ACT）作为一种用于研究睡眠-觉醒节律的非侵入性客观评估工具，近年来其临床研究也在不断增加。

1 睡眠医学评价方法

睡眠量表是临床最简便、最普遍的睡眠评价方法，临床上睡眠量表种类众多，包括较全面反映睡眠质量的匹兹堡睡眠质量指数量表（PSQI）、阿森斯失眠量表（AIS）等，也有涵盖严重程度、睡眠认知、睡眠损害程度、睡眠行为进行评价及日间功能进行评价的量表，如失眠严重指数量表（ISI）、睡眠不良信念与态度量表（DBAS）、睡眠损害量表（SII）、睡眠行为量表（SBS）、疲劳严重程度量表（FSS）等。这些量表被广泛用于睡眠障碍的诊断和疗效评价，但睡眠量表具有一定的主观性，睡眠障碍者，尤其是失眠者，常常因不良的睡眠体验而低估睡眠质量，往往不能反映患者的真实睡眠情况。

PSG监测是睡眠医学的基础评价技术，是现有的睡眠医学评价技术中最基本、最重要、最广泛的评价指标，是诊断睡眠障碍的金标准[1]。PSG监测通过采集患者的脑电、心电、肌电等参数，结合心率、呼吸、血氧饱和度等生理指标，客观评估睡眠障碍者的睡眠情况。并可进行不同的睡眠分期，快速动眼期睡眠（REM）和非快速动眼期睡眠（NREM），计算睡眠总时间（TST）、入睡潜伏期（SL）、入睡后觉醒时间（WASO）、睡眠效率（SE）等指标，从而反映患者的睡眠情况。但PSG检查一般要求患者在睡眠试验室进行睡眠监测，且导联众多，常常影响患者的正常睡眠，不能描述真实的睡眠状态，亦不具备长期监测的条件。

面对睡眠量表、PSG监测在睡眠评价中的局限性，寻求客观、简便、低负荷适于家庭环境的睡眠评估方法成为睡眠医学界的研究焦点，体动记录仪是记录身体活动情况的穿戴式设备，起初是用来进行监测儿童的过度活动和心理障碍[2]。伴随科技的不断发展，体动记录仪的灵敏性更强、记录参数更全面、监测时间更长，由于睡眠状态伴随身体运动状态的变化，通过对活动参数的分析，可间接了解患者的睡眠情况。因此，它成为睡眠医学一个重要的评价工具。近年来，体动记录仪也作为评估睡眠障碍的一种有效手段，2007年美国睡眠医学委员会（AASM）指导建议，将体动记录仪作为睡眠评价的一种辅助方法[3]，具有一定的研究价值。

近年国内相关研究也开始关注体动记录仪与睡眠评价。石顺治等[4]筛选原发性失眠患者28例和健康对照者20例，进行多维量表和体动记录仪评估，同时对受试者进行PSG监测。统计分析得出原发性失眠患者具有明显的活动量和活动级别的改变。提示原发性失眠患者的活动量可与睡眠参数、临床特征、生物节律一同影响失眠的进展，并可作为失眠的特征性改变。何永利[5]选择非器质性失眠症患者34例，对照组20例，采用体动记录仪评价睡眠效果，同时采用匹茨睡眠质量指数量表评定受试者最近1个月睡眠质量。研究发现非器质性失眠症患者睡眠潜伏期和平均每次觉醒时间延长，睡眠效率、平均静息状态低下等睡眠参数改变，同时伴有身体活动参数升高，频发睡眠分裂等特点，通过体动记录仪的不同参数可以辅助判断患者的失眠类型。

2 体动记录仪与PSG的一致性研究

PSG监测是睡眠评价的金标准，但因导联后易影响睡眠质量，不能准确评估真实的睡眠情况，体动仪与PSG监测相比，具有穿戴简单、不影响睡眠活动、记录时间长等优势，但监测结果的精准度一直是限制其临床推广的最大问题。相关研究表明体动记录仪测量睡眠准确可信且与PSG监测相关性较好，但体动记录仪有过高评估TST和SE、过低评估WASO时间的趋势，应配合使用睡眠日记并在接受检查前适应1～2周的睡眠佩戴模式，有助于提高其准确性。

Zhu等[6]比较78位怀孕6～7个月健康孕妇的TST、SE、WASO、SL，使用合适的算法后，体动记录仪和PSG的TST、SE和WASO的平均差异为-1.9 min、-0.4%和7.4 min，具有较高的一致性。Quante等[7]观察35名健康志愿者使用体动记录仪与PSG进行睡眠参数比较，发现体动记录仪与PSG对WASO的记录具有良好的一致性。一项[8]纳入27例慢性失眠症门诊患者的体动记录仪与PSG比较的回顾性研究发现就失眠症类型而言，体动记录仪与PSG比较，有很好的一致系数。认为除PSG外，体动记录仪在评估慢性失眠的成人睡眠障碍方面可能有临床实用价值。Withrow[9]研究纳入30例失眠症受试者，受试者在睡眠实验室内进行PSG监测，然后在家庭内佩戴体动记录仪7晚，使用7晚数据的平均值，检查TIB、TST、SE、SL、WASO。与PSG相比，体动记录仪记录的TIB和TST延长及WASO缩短。睡眠日记的记录增加了体动记录仪的准确性，显示TIB、TST、SE和SL无差异。孙伟等[10]采集51名受试者的PSG和体动记录仪数据。采用间隔分析法对体动记录仪和PSG数据进行分析，得出体动记录仪的灵敏性（Sens=0.96）、準确性（Acc=0.88）的性能参数。但体动记录仪对于清醒—睡眠—清醒的过渡段监测能力比较弱。孔令华[11]对19例睡眠紊乱者予整晚PSG和体动记录仪记录，发现两者记录的SE、TST、WASO、SL差异无统计学意义，但有中等程度相关（r=058、0.52、0.70、0.55，P<0.05、P<0.01）。

3 体动记录仪的临床应用特点

3.1 特殊人群的睡眠监测

PSG是睡眠评价的金标准，但PSG监测需患者配合连接导联，且需在睡眠试验室进行，具有一定的局限性。体动记录仪无需连接导联，对睡眠环境没有限制。儿童、老年人、阿尔茨海默症及ICU患者等不能配合使用PSG监测的人群体动记录仪具有一定优势，体动记录仪在测量不同人群的睡眠参数时还可根据人群特点选择合适的算法，以得到最佳的监测结果。

3.1.1 儿童及青少年

据中国睡眠研究会最新发布的《2019中国青少年儿童睡眠指数白皮书》显示，超六成青少年儿童睡眠时间不足8 h，Grau等[12]研究发现儿童及青少年的失眠患病率约为20.0%。儿童及青少年的睡眠问题不容忽视，睡眠量表评估涉及主观问答，PSG监测患儿无法配合，而发挥体动记录仪的优势，可以达到对儿童及青少年睡眠的临床评价。Gregory等[13-14]应用体动记录仪进行儿童睡眠监测，Surtees等[15]运用体动记录仪评估自闭症儿童（ASD）的睡眠情况，发现ASD儿童比健康儿童更容易出现睡眠问题。Becker等[16]认为注意力缺陷/多动障碍（ADHD）的青少年比没有ADHD的同龄人有更多的睡眠问题和困倦。Yavuz-Kodat等[17]运用体动记录仪与PSG比较测量26名ASD患儿的睡眠情况。包括TST、SL、WASO、SE等睡眠参数。并对睡眠参数进行一致性分析，研究表明体动记录仪是评估该人群中睡眠的有效方法，对大多数睡眠参数具有良好的可靠性。

3.1.2 老年人群

老年人群伴随年龄的增长，机体功能的退化，并发慢性疾病等原因，失眠是老年人群中最常见的问题之一，约l/3的老年人群存在失眠症状。体动记录仪对老年人群的睡眠监测具有长时监测、不影响睡眠等优势[3]。睡眠障碍是老年人群阿尔茨海默病（AD）的常见症状。Mahlberg等[18]运用体动记录仪对阿尔茨海默症人群进行睡眠及活动监测，认为体动记录仪是直接、客观、有效的睡眠评价方法。Camargos等[19]使用体动记录仪评估认知行为治疗和药物干预对AD患者睡眠障碍的影响。

3.1.3 ICU等住院人群

在住院患者中，睡眠障碍也较为常见，体动记录仪设备小巧、应用简便，可多人监测，可应用于重症患者、手术患者等的睡眠监测。Hoey等[20]应用体动记录仪对住院患者进行睡眠评估。Wilcox[21]使用体动记录仪测量ICU病房的94名患者的睡眠质量。研究发现TST减少（P=0.03）和SE降低（P=0.04）与疾病的严重程度和镇静暴露的持续时间相关。肿瘤癌症发展过程会引起睡眠障碍，尤其是在肿瘤治疗期间。以往的睡眠障碍主要用主观评分量表进行量化。体动记录仪是一种简便无创的客观监测方法。Madsen等[22]运用体动记录仪对肿瘤治疗患者进行睡眠监测。一项[23]关于围术期睡眠监测的回顾性研究发现。体动记录仪可用于监测围术期患者的睡眠和睡眠-觉醒节律。并且有助于区分术后患者是否存在精神障碍。

3.2 特定类型的睡眠监测

3.2.1 伴昼夜节律紊乱

体动记录仪的工作原理是通过监测人体活动而评估睡眠状态，对于睡眠时长的监测存在低估睡眠潜伏时间和入睡后清醒时间的倾向，但体动记录仪对于评估睡眠节律具有其特定的优势，研究认为对于某些睡眠障碍，体动记录仪可能比PSG更实用，它非常适合于检查睡眠的变异性，适用于评估治疗效果的稳定性[24]，且在研究群体差异、睡眠模式变化以及疗效评估，可描述睡眠的生理节律和睡眠特征。在评估治疗昼夜节律紊乱的睡眠障碍时，包括时差、轮班、药物性、睡眠时相异常及因工作需要或其他原因导致的主动性晚睡者，体动记录仪是一种有效的测量方法。

3.2.2 伴体动异常

睡眠活动中的异常体动往往会影响睡眠质量，如有不宁腿综合征、夜间性肌阵挛综合征、夜间发作性肌张力障碍等睡眠相关运动障碍性疾病，表现为睡眠前、睡眠过程中或睡眠-觉醒转变过程中出现的异常事件或活动，症状多于夜间及休息后出现，故经常影响睡眠，导致入睡困难、睡眠觉醒次数增多。体动记录仪对于伴体动异常的睡眠障碍者，具有较好的记录和评价作用。Gschliesser[25]比较体动记录仪与PSG对周期性腿部运动患者进行监测，发现体动记录仪与PSG监测高度相关，但与PSG相比，体动记录仪监测低估pam-rl和高估plmi。Allen[26]使用体动记录仪对不宁腿综合征患者进行监测，认为体动记录仪对不宁腿综合征是一种有效的评估和诊断方法。Stavitsky等[27]运用体动记录仪记录帕金森患者的睡眠情况，研究结果表明，活动记录仪是测量帕金森患者睡眠质量的合适方法。

3.2.3 伴情感障碍

在情感障碍患者当中常伴随睡眠异常，其发生率较高，约近90%[28]，而躯体活动量减少是情感障碍患者的主要特征。Benard[29]研究发现睡眠和昼夜节律异常可能是情感障碍患者自杀企图的特征标记，近年来，体动记录仪的相关研究不断增多[30-31]。李瑽睿等[32]通过体动记录仪对20例双相障碍患者和正常对照者进行睡眠监测，发现双相障碍患者组昼夜静息-活动节律变异性高于正常对照组，具有明显的昼夜节律的破碎性。睡眠和昼夜静息-活动节律的紊乱是抑郁症的关键特征。Hori[30]运用体动记录仪对抑郁门诊的20例患者进行连续7 d睡眠节律监测。结果表明抑郁症患者的睡眠和昼夜静息-活动节律显着紊乱，通过同时测量睡眠和休息-活动节律参数，活动记录仪可以作为抑郁症的客观诊断辅助。Castro[33]发现与健康对照组相比，风险心理状个体的昼夜静息-活动节律存在改变。其睡眠节律更加分散，昼夜节律的静息-活动节律与暗光周期的同步程度较低，并且运动活动的幅度较低。体动记录仪的应用在对情感障碍患者的病情评估和预测复发提供了很好的客观监测手段。

4 优化体动记录仪的使用

4.1 注意事项告知

体动记录仪的工作原理是活动记录，需告知佩戴者应用注意事项，一般嘱佩戴者持续佩戴，如摘取记录仪应及时记录;佩戴者应提前适应体动记录仪佩戴模式，对于睡眠节律障碍者，佩戴时间应尽量延长，以记录更多的活动参数。对于不能防水的装置，需要在其佩戴过程当中取下，应记录报告并及时再次佩戴。

4.2 确定合适算法

体动记录仪工作原理是通过“睡眠-觉醒周期”与“静息-活动周期”相关性，来推算出睡眠-觉醒周期记录睡眠活动，没有统一的判读规则，使用体动记录仪和PSG分别对健康年轻人、绝经后女性和老年人进行睡眠监测，从体动记录仪和PSG的强相关性和一致性表明，不同特征的人群适合不同的算法[34]。提示在体动记录数据分析时对于不同人群应选择与之匹配的最佳算法。

4.3 配合睡眠日记

在睡眠潜伏期后期和睡眠觉醒前期，佩戴者可能处于体动静止状态，但非睡眠状态，此时体动记录仪可能会低估睡眠潜伏期时间和睡眠觉醒后时间，从而高估睡眠总时长。在体动记录仪佩戴期间，应配合睡眠日记记录潜在的睡眠-觉醒数据，区别觉醒当中的静息状态，提高睡眠起止时间的精确性，弥补体动记录仪的不足或缺陷。同时睡眠日记能够记录睡眠当中的不典型行为，从而更为准确的评估睡眠情况[35]。

4.4 纳入多种参数

体动记录仪主要通过记录机体活动量，而进行睡眠分析，具有一定的局限。为更准确的评估睡眠情况，需纳入更多的相关参数，相关研究发现睡眠活动与心电活动、呼吸活动关系密切，与自主神经的调控相关[36]。一些新型设备综合采集心电、血氧等其他信息，通过多参数分析，可更好的进行睡眠评估。

5 结语

体动记录仪作为一种较新的睡眠监测技术，具有经济、非侵入性、能在自然状态下连续监测等特性，特别适宜对儿童、青少年、老年人和重症住院人群等进行睡眠监测。对于伴有睡眠节律紊乱、情感障碍及体动异常的睡眠障碍类型，具有一定的临床价值，活动记录仪已经成为随访和临床疗效评估的重要工具，结果有較高的可信度。

但其也存在很多不足。体动记录仪与PSG相比，存在高估睡眠时间和低估觉醒时间的趋势。体动记录仪更适合于健康受试者的睡眠评估，随着睡眠紊乱的程度加重，其算法的准确性开始减低。并且，体动记录仪的监测结果与受试者的行为密切相关，应结合睡眠日记，对监测结果进一步进行分析。而目前体动记录仪的设备型号众多，多数文章并未介绍其参数和算法，以及安置在身体的具体位置，导致无法确定其真正的效果。

尽管体动记录仪存在一定的局限性，但其使用优势明显。随着技术不断改进，相信未来新型的体动记录仪设备将广泛用于临床和科研。

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