2009年8月3日

老年人睡眠的新视角
作者:Majd Alwan博士和David C. Mack博士
郑重声明
第二十一卷第十五卷第24页

科技为识别和治疗老年人睡眠障碍提供了创新的方法。

几千年来，人们普遍认为睡眠是一个被动的过程，做梦只是这种意识和敏感性降低的状态的短暂中断。直到进入20世纪，与睡眠相关的神经和生理活动的重大发现才揭穿了这种长期存在的观点。一旦意识到睡眠不是被动的，它就开启了睡眠研究的新时代。

睡眠现在被正确地描述为一种由特定而复杂的机制控制的动态状态。在他1989年的书中睡眠J. Allan Hobson医学博士正确地强调了这一进步的影响，他说:“过去60年对睡眠的了解比过去6000年还要多。”尽管睡眠研究取得了进步，但对于为什么睡眠是必要的，仍然没有明确的共识。一些人假设睡眠让身体有时间在细胞水平上自我修复，而另一些人则关注睡眠不足会发生什么。睡眠不足会影响认知功能、情绪、激素平衡和免疫系统功能，这可能是我们每天需要休息的原因。

衰老与睡眠
从成年早期到60岁左右，慢波(深度)睡眠随着年龄的增长而减少(每十年约2%)。60岁及以上的人表现出睡眠效率(实际睡眠时间除以床上时间)的下降和昼夜节律的加快(即早睡早起)。环境和行为线索的不一致导致昼夜节律模式的变化，而越来越多的健康问题通常导致睡眠中断。

根据国家睡眠基金会2003年美国睡眠民意调查，近一半(48%)的人经常至少有一种失眠症状。失眠的主要原因与半夜醒来后无法再入睡有关。部分原因是近三分之二(65%)的老年人每周至少有几个晚上要起来上厕所。这种断断续续的睡眠导致睡眠质量下降，白天嗜睡加剧。这些疾病患病率的上升可以归因于与衰老相关的独立因素，包括去世的亲人的丧失和精神健康恶化，但它显然仍然是一个重要的兴趣领域。

睡眠对于保持身体、精神和情绪健康是必要的，老年人随着时间的推移，睡眠发生的变化会影响他们每天在这些水平上的休息程度。有必要更好地了解老年人的睡眠问题，以及它们在认知能力下降中可能扮演的角色。这对于解开痴呆症和阿尔茨海默病的秘密至关重要。

此外，有必要建立一个随着年龄增长而发生的睡眠变化的基线，使治疗能够适当地针对最需要治疗的老年人。纵向研究，特别是那些以昼夜节律模式为中心的研究，对于实现这些目标是必要的，并且应该实施可在家庭环境中使用的新型无创技术，以便在自然环境中进行大规模的长期研究。这些客观的数据可以让我们清楚地了解老年人的睡眠模式和习惯，有可能为一些关于认知能力下降和睡眠行为变化的问题提供答案。

睡眠的重要性
在2005年美国睡眠民意调查中，美国人的睡眠时间似乎有减少的趋势。只有26%的成年人在工作日每晚至少睡8小时(低于2001年的38%)，49%的人在周末睡8小时(低于2001年的61%)。此外，45%的美国人自愿减少睡眠时间，68%的人注意力下降，66%的人因睡眠不足而难以应对压力。

虽然自愿失去睡眠的人通常可以在没有治疗的情况下解决这个问题，但大约有5000万到7000万美国人(15%到25%)患有与睡眠有关的问题或临床睡眠障碍，这些问题扰乱了睡眠，对他们的健康造成了有害影响。在更广泛的层面上，大约75%的美国人表示，他们每周有几个晚上至少有一种睡眠问题的症状(2001年为69%)。然而，同样的调查显示，76%的美国人不认为自己有睡眠问题，只有45%的人在觉得自己有睡眠问题时会向医生报告。在美国，未经治疗的睡眠障碍导致的生产力损失每年总计约460亿美元，以及健康问题，包括更高的中风甚至死亡风险，据估计，每年有3.8万人死于一种名为睡眠呼吸暂停的特殊疾病的并发症。

许多情况会扰乱正常的睡眠周期。例如，睡眠呼吸暂停，更广泛地称为睡眠呼吸障碍，在美国人群中很普遍，影响了至少1200万人。最常见的睡眠呼吸障碍是阻塞性睡眠呼吸暂停。由于诊断和治疗的繁琐性，许多患者没有接受检查，使他们的病情得不到诊断。这是潜在的危险，因为未确诊的阻塞性睡眠呼吸暂停可能会导致心脏病发作、中风、糖尿病的风险增加，或者因白天过度嗜睡而发生事故。

阻塞性睡眠呼吸暂停是通过计数被称为呼吸暂停(睡眠中呼吸停止至少10秒)和呼吸不足(呼吸减少低于阈值至少10秒)的事件来量化的，这些事件在正常受试者中每小时可能只发生几次或每小时超过15次。睡眠呼吸障碍的严重程度是通过呼吸暂停低通气指数来报告的，该指数计算每小时睡眠中这些事件的数量。根据美国睡眠医学学会(American Academy of Sleep Medicine)的说法，如果患者的呼吸暂停低通气指数大于5，并且与其他原因无关的白天过度嗜睡，或者有两种或两种以上的其他睡眠障碍症状，而不是其他原因，那么他们就被称为患有阻塞性睡眠呼吸暂停综合征。

治疗睡眠呼吸障碍的标准疗法是使用持续气道正压装置，通常由面罩和气压系统组成，以迫使气道在睡眠期间保持开放。这些方法往往既麻烦又昂贵，但可能是患有严重阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的人能够持续睡得好的唯一方法。医疗保险和医疗补助服务中心的报销标准要求患者的呼吸暂停低通气指数大于15，或呼吸暂停低通气指数大于5，并伴有以下一种或多种情况:高血压、中风、嗜睡、缺血性心脏病、失眠或情绪障碍。

睡眠评估技术
作为睡眠分析的临床标准，传统的夜间多导睡眠图记录了许多生理特征，为睡眠提供了全面的分析。发展于20世纪50年代，并在20世纪60年代随着睡眠呼吸暂停的发现而扩大到包括心脏和呼吸监测，多导睡眠图的目标是提供对许多生理参数的全面监测，睡眠模式和阶段的量化，以及非昼夜睡眠障碍的诊断，如睡眠呼吸障碍或周期性腿部运动。它对睡眠的分析非常详细和彻底，通常包括监测一个晚上的脑电波模式、眼球运动、肌肉活动、心脏功能、血氧饱和度以及呼吸气流和努力，由训练有素的技术人员进行设备设置、观察和数据评分。

当一个人需要观察几个晚上来解决与昼夜节律有关的问题时，一种被称为活动记录仪的设备被用作标准分析工具。活动记录仪采用加速度计，是一种手表大小的设备，可以根据人的肢体方向和变化速度的变化输出不同的数值。这些值每秒采样多次，在一组epoch(通常是一分钟)内聚合，并本地存储在设备上以供以后检索。数据汇总允许活动记录仪连续记录许多天的运动，提供有关昼夜节律和个人活动模式的纵向数据。然而，美国睡眠医学学会不建议将这项技术用于诊断特定的睡眠障碍。相反，它认为除了主观睡眠日记之外，它还可以为不同的睡眠模式和特征提供客观数据。

被动式睡眠监测
在其最基本的原理中，弹道心动图是记录与心脏收缩和舒张有关的微小运动，以及血液在整个脉管系统中的运动。大多数由心电图所记录的力都是血液被泵出心脏和主动脉弓周围的结果。在正常情况下，由身体反作用力引起的位移很小，通常不明显，除非在个人与地面隔离的情况下用敏感设备测量。

最早采用这种技术的现代技术之一是静电敏感床。它使用两块薄金属片，根据人在床上的运动产生的静电积累来改变它们之间的电荷。人们越来越认识到睡眠不足和睡眠障碍的不良影响，这促使人们对开发生理监测技术产生了更大的兴趣，这种技术可以对个人的健康状况进行纵向监测。从最近的研究中可以明显看出这一点，这些研究试图用替代方法来监测生命体征和/或睡眠，其中许多方法涉及压力、振动或光纤传感器。这种低成本被动睡眠监测技术的一个例子被称为生理信号的非侵入性分析系统。

弗吉尼亚大学医疗自动化研究中心的研究人员开发了基于弹道心动图的监测系统，用于测量心率、呼吸频率和肌肉骨骼运动。该系统依靠其高灵敏度的压力传感器气动连接到其弹性力耦合垫，该垫可以安装在任何标准床的床垫顶部。个人只需躺在床上与系统交互。由于触控板只有2英寸宽，因此可以选择使用多个触控板来获取来自身体不同部位的数据。该系统足够灵敏，即使在垫子上盖上床单和毯子也能收集数据。一旦从传感器获取信号，它采用模拟信号处理和自动后处理算法的组合来生成可用的数据。

即使在进行更严格的测试之前，生理信号的非侵入性分析系统被证明是在辅助生活环境中作为定性睡眠评估工具的有用工具。在弗吉尼亚大学进行的涉及60名受试者的两项临床试验中，该系统与心率(心电图)和呼吸频率(电感容积描记术)的标准测量技术表现出很强的一致性。该系统的性能在广泛的心率和受试者人口统计数据范围内保持不变。此外，该系统与活动描记运动高度对应，定性地证明对细微运动更敏感。以心率、呼吸频率和运动这三个基本参数为基础，开发了算法来分析睡眠结构(睡眠各个阶段的量化)和睡眠呼吸暂停严重程度。当两种技术与多导睡眠描记术进行比较时，它在区分夜间清醒和睡眠时段的表现与活动描记术一样好。有趣的是，该系统在区分睡眠开始方面优于活动描记术。此外，它能够客观地报告个人何时在床上或下床。

该系统在对睡眠呼吸暂停的严重程度进行分类方面也表现良好，有可能被用作睡眠呼吸暂停分类的筛选工具。在临床试验期间开发的另一种算法，旨在根据对睡眠呼吸暂停治疗的需求将患者分为三类:无需治疗的多导睡眠图、推荐的诊断性多导睡眠图和需要治疗的多导睡眠图。该系统使用这三个类别正确地分类了30个受试者中的29个，并建议30个受试者中只有12个进行诊断性多导睡眠图检查。虽然需要更多的研究来充分证实这些结论，但该系统似乎是一种很有前途的工具，可用于纵向、无人看管的家庭睡眠研究。

无创生理信号分析系统的应用非常广泛。它具有多功能性，是一种低成本的长期监测设备，适用于辅助生活和专业护理设施以及家庭等环境。它有能力为护士提供客观的数据，帮助他们调整病人的护理计划，以提高老年人的生活质量。当该系统与日间活动监测设备一起使用时，还可以让他们及早发现健康状况。在临床上，该系统作为一种详细的睡眠分析工具具有潜在的应用前景，可以为睡眠呼吸暂停的筛查和检测提供一种更舒适、非限制性的睡眠研究方法。它也可以用作评估药物或各种治疗效果的工具。

需要新的技术和方法来测量、评估和量化睡眠中的生理变量。不断发展的方法，如非侵入性生理信号分析系统，已经显示出提供必要的定量准确性的希望，并可能在不同的环境中获得更广泛的接受和应用，包括家庭和老年人护理环境。

——马吉德·阿尔万博士，华盛顿特区美国老年人家庭和服务协会老龄服务技术中心主任

David C. Mack博士是弗吉尼亚州Charlottesville WellAWARE Systems公司的研发总监。