睡眠医学技术概论

刘艳骄

(中国中医科学院广安门医院睡眠医学科，南区睡眠中心，北京市中医睡眠诊疗中心，北京，100053)

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睡眠医学技术概论

刘艳骄

(中国中医科学院广安门医院睡眠医学科，南区睡眠中心，北京市中医睡眠诊疗中心，北京，100053)

近年来，睡眠医学得到迅速发展，睡眠医学技术也在不断提高，并广泛应用于睡眠医学领域。但当前睡眠医学技术仍不满足市场对睡眠医学新技术的需求，本文就目前睡眠医学技术的发展情况进行简要介绍，以便我们选择应用，启发创新。

睡眠医学；技术

1 什么是技术？

1.1 技术 世界知识产权组织在1977年版的《供发展中国家使用的许可证贸易手册》中，给技术下的定义:“技术是制造一种产品的系统知识，所采用的一种工艺或提供的一项服务，不论这种知识是否反映在一项发明、一项外形设计、一项实用新型或者一种植物新品种，或者反映在技术情报或技能中，或者反映在专家为设计、安装、开办或维修一个工厂或为管理一个工商业企业或其活动而提供的服务或协助等方面”。这是迄今为止国际上给技术所下的最为全面和完整的定义。实际上知识产权组织把世界上所有能带来经济效益的科学知识都定义为技术(好搜百科)。

掌握某一领域的核心技术是一个国家、一个企业最重要的核心内涵，单一的技术只能获得短期的市场，而综合集成技术才是企业发展的动力。这种综合技术主要是人掌握某种技术的熟练程度和技术上的加密技术、信息共享技术以及未来发展的智能化技术，这些技术都将在睡眠医学中得到广泛应用。

1.2 技术中的科学内涵 科学是指发现、积累并公认的普遍真理或普遍定理的运用，已系统化和公式化了的知识。科学包含自然、社会、思维等领域，如物理学、生物学和社会学。1888年，达尔文曾给科学下过一个定义：“科学就是整理事实，从中发现规律，做出结论”，达尔文的定义指出了科学的内涵，即事实与规律。科学要发现人所未知的事实，并以此为依据，实事求是，而不是脱离现实的纯思维的空想。科学是建立在实践基础上，经过实践检验和严密逻辑论证的，关于客观世界各种事物的本质及运动规律的知识体系(好搜百科)。

技术中的科学内涵是基础研究，一门好的技术必须有相关技术的基础研究和技术合成，这需要相关科研基金的支持，把不同技术综合起来，形成技术的综合知识体系，才是企业不断发展的动力。所以，一项技术的出现，一定要把科学内涵做好，通过大量的基础研究数据，使技术更加成熟。另一方面，大量的基础研究数据所带来的大量的学术论文，又进一步扩大了技术的影响力。当然，对于应用军事方面的技术来说，可能得到广泛应用的时间至少要延长10～20年的时间，甚至更长的时间。

1.3 科学技术的研发 科学技术研发的动力在于市场的需求，在于对未来技术发展的预测，把一种在单一领域的技术应用到其他领域，这是技术研发的赢利点。比如关于基因组计划，美国在全世界做，并邀请世界上发达国家和发展中国家一起做，项目本身是非盈利的，但项目给美国人带来的巨大市场利润，几乎所有的基因测序仪器全部是进口的，或者是外国企业赠送的1～2台设备，而大量的设备是需要花钱买过来的。所以，有好的技术必须是通过好的项目来进行销售和研发。

1.4 科学技术的推广 科学技术的推广有多种形式，好的企业一方面重视研发，一方面通过客户的反馈，不断对技术升级换代，让客户不断的花钱，不断地更新，这就是需要大量资金的投入，最终直到这种技术过时，或者被一种新技术取代。没有企业永远是霸主，也没有企业永远是小微，更没有人永远是弱者。

科学技术推广的模式是多种多样的，要根据企业的实际需求来决定。有的企业通过中介公司开拓市场；有的企业通过帮助使用者发表论文；有的企业通过参加学术会议推广技术；有的企业通过资助使用者参加各种学术会议；有的企业通过医疗器械及保健品展览会推销自己等等。

2 现有的睡眠医学技术

最近20年间，睡眠医学得到迅速发展，睡眠医学技术得到广泛应用，但仍不能满足市场对睡眠医学新技术的需求。现有的睡眠医学技术需求主要反映在以下几个方面：

2.1 实验技术

2.1.1 PSG 多导睡眠监测仪已经成为睡眠研究必不可少的设备，但这些设备几乎没有中国生产的，国内有关部门用于睡眠基础研究的设备主要是日本产的8导生理记录仪，虽然国内也有这种设备，但因其是将被淘汰的产品，已经很少应用。而瑞典一家公司已经和欧美国家合作研制了动物的PSG。这种设备的研发其实并不难，为什么国内企业不做呢？应用范围较窄，市场面少。现在国内各睡眠生理和睡眠药理实验室使用的动物脑电设备已经比较先进，但仍以外国进口设备为主，值得关注。

2.1.2 动物节律设备 关于生物节律的研究设备，目前国内基本没有，国外也没有大的突破，还停留在常规的睡眠日记、体温变化曲线表、常规生理记录仪方面以及使用比较粗放的睡眠腕表，或者结合中医的五运六气节律表等。

2.1.3 动物实验设备 进行睡眠研究的动物实验设备较少，包括动物睡眠实验室的建立要求、可以用于睡眠实验的动物饲养、疾病的动物模型(比如发作性睡病的动物模型)以及睡眠状态下生物化学监测技术设备。

2.2 诊断技术

2.2.1 PSG 多导睡眠图(Polysomnogram,PSG)。主要用于睡眠和梦境研究以及睡眠呼吸暂停综合征的诊断。目前，这种仪器几乎全部进口，没有国产仪器。每年医院通过中间商进口的多导睡眠仪器，可以使国内代理商可以获得可观的利润。因为，国内没有做这方面仪器的生产工厂，基本上全部是民间资本，也没有一家国有医疗器械企业参加。原因是市场还不发达，需求在增长，但规模仍然比较小，国内还有人可以破解分析软件，不是没有人想做，而是没有工厂想做。

目前，国内的主要产品有美国生产的飞利浦系列、澳大利亚的康迪系列、德国SOMNO screen PSG多导睡眠监测仪、美国GE公司产品等。以德国的产品为例，其主要技术指标包括：1)遥测技术属于无线技术；2)轻巧的多导睡眠监测系统；3)任何时候，SOMNOscreen都会将数据记入内置的闪存卡；4)实时无创血压监测功能；5)通过相位角分析可以给出患者阻塞程度的信息；6)软件的FFT功能模块可以让您更好地进行脑电图分析和鼾声频率分析；7)原始数据信号的回放功能；8)脑电地形图功能；9)特殊的分析和报告功能；10)软件可选择分析模块所使用的源信号等。

PSG监测除脑电图外，应包括心电图、肌电图、眼动图、胸式和腹式呼吸张力图、鼻及口通气量、体位体动、血氧饱和度以及阴茎海绵体肌容积等10余个通道的生理信号。这里需要说明的是仪器设备上有两种方法可供选择，一是使用AEEG仪器作PSG监测，二是使用PSG仪器及其睡眠软件作睡眠测定。

多导睡眠图是通过不同部位的生物电或通过不同传感获得生物讯号，经前置放大，输出为不同的电讯号，记录出不同的图形以供分析。因此根据测定要求，选择适当的传感和时间常数等参数十分重要，如监测口、鼻气流选用热敏电阻传感，监测胸腹呼吸选用伸缩阻抗式传感，监测SaO2选用红、紫外线装置传感等。基于上述原理，经微电脑对有关讯号进行收集、整理和分析，即构成多导睡眠图所提供的有关数据，达到临床诊断的目的。因此，研究性能不同的传感器，是进一步开拓多导睡眠图临床应用的基础。

当然，最新的睡眠多导睡眠监测技术，正在向互联网+云技术聚拢，因为大量的睡眠研究数据需要整理，特别是中医的专家诊疗经验，亟待大数据的挖掘后再验证，这也是时代发展的要求，但如何把中医的思维融进大数据仍然是个难题。

2.2.2 无创呼吸机 无创呼吸机又称持续气道正压通气(Continuous Positive Airway Pressure, CPAP)。CPAP在临床上用于治疗睡眠呼吸暂停综合征(Sleep Apnea Syndrome,SAS)及相关疾病，这些疾病所引起的血氧饱和度下降、交感神经张力增高、副交感神经张力下降、血液二氧化碳浓度升高、PH值降低以及胸内负压增高，严重影响各重要脏器功能，特别是脑功能、心血管功能首受其害。

目前国内市场的品牌有：鱼跃、新松、瑞思迈、博雅、万曼、费雪派克、瑞迈特、飞利浦伟康、凯迪泰福通、迈思、传奇、凯迪泰、福莱瑞思迈呼吸机、飞利浦伟康呼吸机、德国万曼呼吸机、美国泰科呼吸机、国产呼吸机。但如何选择合适的呼吸机，缺少关于正确使用呼吸机的指导。

2.3 X线诊断技术 1895年11月8日是科学史止不平凡的日子,德国物理学家伦琴发现了X线。同年12月22日用X线为他夫人照了世界上第一张手的X线照片,从而推动了医学检查手段的革命,开创了影像诊断的先河。最初20几年(1895～1912)从离子X线管发展到电子X线管,虽然X线机容量增大,但发生了焦点大成像不清晰的矛盾,到50年代发明了旋转阳极并改善了增感屏,提高了影像的清晰度，人工对比的发展,扩大了检查范围也提高了定位、定性的准确性。

20世纪60～70年代由于电子学、光学的成就,发明了影像增强管,加上电视、电影录像装备的应用,不但X线图像质量大为提高,而且能观察器官的动态变化与生理功能。此时有人认为，以X线为显像手段的影像诊断已发展到顶峰,但还没有能解决密度差别在5%以下的和病变的分辨问题,而人体大多数组织间的密度差别在3%以下,这是传统X线遇到最大的难题。

1973年CT的问世与应用,不但解决了传统X线难以解决的难题,而且使影像诊断发生了革命性的飞跃,给临床提供了更多的定位、定性、定量的有价值的信息,使某些疾病能得到“立竿见影”的诊断效果,大大减少了诊断过程的序列与烦杂的推理程序,使某些间接定位与鉴别诊断变得陈旧与多余。

自CT发明至今的20余年里,其技术日新月异,薄层扫描加高分辨率算法重建图像的高分辨率CT、螺旋CT的出现,使成像质量不断提高,应用范围更加广泛都令人瞩目。

20世纪80年代MRI的问世更使影像诊断锦上添花,加上彩色B型超声、核素扫描等一系列成像手段已组成了一个强大的医学影像学诊断系统,使影像诊断进入前所未有的辉煌时代。

随着人工对比造影技术和“无孔不入”的导管技术的发展,使影像检查已不只局限于诊断,也参与治疗。介入放射的惊人发展,使诊断和治疗真正成为一个整体,彻底改变了放射科是辅助临床科室的陈旧观念。随着介入放射应用范围越来越广,治疗效果的提高,必将进一步取代一部分损伤较大的外科手术,成为诊治疾病的重要手段[1]。

X线诊断技术在睡眠医学的领域得到运用主要有。

2.3.1 X线颅咽腔测定 1)检查体位 使用鼻咽部标准侧位相：嘱被检查者端坐或站立侧位，下颌略抬高，并且下牙咬住上牙，以减少下颌支与鼻咽腔的重叠。

2)使用设备 西门子AXIOM Aristos VX Plus型直接数字化X线摄影系统(DR)。

3)摄片方法 摄片时选用鼻咽部侧位相摄片，嘱患者吸气、勿吞咽，焦片距110 cm、管电压50～60 kv、曝光量20～25 mAs的条件，并使眶耳线与地面平行，中心线通过外耳孔前、下各2 cm处进行投照摄片[2]。

鼻咽侧位X线测量的意义在于:可显示上气道软组织结构形态,如悬雍垂、软腭、舌根、增殖体或扁桃体,有助于鼻咽腔厚度及阻塞平面确定;显示后气道间隙的宽窄,可结合软组织形态改变,判断上气道狭窄程度,并在手术后对手术治疗的效果进行对比和评判。该病X线表现特征是在鼻咽部侧位片上见鼻咽顶壁软组织增厚,一般均在12 smln以上(正常儿童为6.5～12 smln,平均9 smln);均见软组织影突向鼻咽腔，边缘光滑,局部突出可致鼻咽腔的气道变窄,结合临床表现,诊断即可确立[3]。

CT(Computed Tomography)，即电子计算机断层扫描，它是利用精确度的X线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查；根据所采用的射线不同可分为：X射线CT(X-CT)、超声CT(UCT)以及γ射线CT(γ-CT)等。

2.3.2 CT颅咽腔测定 受检者取仰卧位。使用荷兰菲利浦公司生产的SCT-7000型螺旋滑环式全身CT扫描机,CT扫描机的框架向足侧倾斜10b。选常规鼻咽部CT扫描程序和主要技术参数,层厚5 mm,层距8 mm。以下眶耳线为基线,扫描范围自鼻咽顶壁至喉部会厌软骨尖水平。扫描结束后按自上而下的顺序照相。选用RIO-MAN(Region of Interesting Management)键测量计算被选层面颅咽腔不规则横断面的面积,并逐一记录。

3 睡眠监测车

睡眠监测车是将多导睡眠监测设备放置在汽车中，把汽车打造成为移动性的睡眠监测设备室。车中有无线电信号收集系统、监测床以及其他睡眠监测辅助设备，如无创呼吸机。目前，只有英国和韩国生产的睡眠监测车在市场上销售。另一种与睡眠有关的特种车是驾驶模拟系统与睡眠监测系统的组合。驾驶员高速公路驾驶中的睡眠监测系统。

4 移动监测设备

4.1 睡眠手环 睡眠手环，通常是根据心率和呼吸的变化来辨别是否睡眠？也有的是根据体动的情况来判断睡眠，并粗略分析深睡眠或浅睡眠。这种模式只能供参考，目前还不能代替多导睡眠图的监测。

4.2 神经递质检测 关于神经递质的检查一般来说，脑电涨落图分析神经递质往往是通过信号分析，结果并不如通过抽血化验测定的结果准确。EFG脑神经递质检测仪定量检测6种中枢神经递质GABA(γ-氨基丁腺素)、Glu(谷氨酸)、5-HT(5-羟色胺)、Ach(乙酰胆碱)、NE(去甲肾上腺素)、DA(多巴胺)功能，但与实际脑中的神经递质变化还有很大的差距，只能作为参考。

4.3 视频脑电图 视频脑电(Video-EEG)就是将患者的脑电波与录像同步记录下来，使得医生不仅可以通过脑电波诊断患者的情况，还可以观察录像了解患者的身体状况，尤其对于了解睡眠癫痫患者，比较有意义。

4.4 血氧饱和度监测设备 睡眠呼吸暂停综合征的患者，常有夜间缺氧现象。监测血氧饱和度很有必要。

血氧仪测量指标有以下几个特点特点：1)血氧饱和度：正常人体动脉血的血氧饱和度为98%，静脉血为75%。它是反映机体内氧状况的重要指标，一般认为血氧饱度正常值应不低于94%，在94%以下被视为供氧不足；2)脉率：脉搏就是指浅表动脉的搏动。正常人的脉搏和心跳是一致的。心率是心脏跳动的频率。一般人在每分钟60～120次之间。但是人在运动和紧张等情况下，会出现心跳加快的情况。脉率是每分钟的脉搏数。正常情况下脉率和心率是一致的。当房颤或频发期前收缩时脉率较心率少；3)灌注指数(PI)：PI值反映了脉动血流情况，即反映了血流灌注能力。脉动的血流越大，脉动分量就越多，PI值就越大。因此，测量部位(皮肤、指甲、骨骼等影响)和患者本身的血流灌注情况(动脉血液的流动情况)都将影响PI值。由于交感神经会影响心率和动脉血压(影响脉搏动脉血流)，所以人体的神经调节系统或精神状态也会间接影响PI值。因而，不同麻醉的状态下，其PI值也会不同；4)检测结果评定：从医学上分析，血液中含氧量大于等于95，为正常指标；每分钟脉搏在60～100次之间，为正常指标。如果您检测下来的数值均不符合上述两大指标，请于不同时间点分别检测2～3次，保持2～3 d的连续检测，如果数值依然不符合标准，建议您去医院详细求证。

5 红外成像技术

红外技术目前在睡眠医学中的应用主要有：夜间睡眠监视器、夜间体温测量仪、红外感应仪、红外数据传输、红外艺术品鉴定、红外医学摄影、红外热图分析等。

推荐红外测温仪在睡眠医学领域主要用于睡眠节律的研究，在进行夜间多导睡眠监测的同时，通过无接触的体温测量仪器，研究不同睡眠阶段的体温变化曲线。

红外热成像的原理包括：1)采集：通过光学系统采集人体体表的红外辐射能量，并经过光电信号的转换处理，将人体体表的热辐射信息以红外热图的形式予以记录；2)特点：非接触成像探测设备，具有灵敏度高、信息量大、安全无创、无有害辐射等诸多优点；医用红外热像仪的温度分辨率已经达到0.05℃，空间分辨能力达到1.5 mrad；3)红外热图：显示的是目标表面的二维温度场分布特性，采用指定的颜色代表一定的温度，其中用白、红、黄等颜色(暖色调)表示较高的温度，用绿、蓝等颜色(冷色调)表示较低的温度，直观方便，符合人眼的主观感觉。与物体的真实颜色不同，因而红外热图显示的颜色被称为“伪(假)彩色”；4)诊断原理：由于人体病变与体表温度存在一定的关联性，通过定量地分析温度变化判断病灶部位、疾病性质和病变程度，可为临床诊断提供参考或依据。

目前，有关红外热像技术在睡眠医学中的应用尚在起步阶段，还有待新的仪器研发，我们已经发表了3篇学术论文[4-6]。

6 治疗技术

6.1 光疗 利用大脑通过光线调节褪黑素分泌的方法，采用自然光和可调节的蓝光对大脑进行光照治疗。如瑞泰姆(RE-TIMER)是能发出特殊柔和绿光，通过调节人体自身褪黑素的分泌，从而帮助调整人体生物钟、恢复自然健康睡眠的进口高品质时尚健康电子产品。瑞泰姆(RE-TIMER)能有效帮助我们解决倒时差、入睡困难型或早醒型失眠、倒班或加班引起的睡眠紊乱等各种睡眠问题。国外也有一些光疗产品，但在国内应用的单位并不多。

6.2 医用催眠仪 基本上是模仿脑电波的波形，通过电磁刺激或辅助音乐治疗的仪器。对失眠等睡眠障碍有一定的帮助，目前，只有广安门医院汪卫东教授研制的医用催眠仪正在审批中。

6.3 睡眠质量评价设备 睡眠质量评价设备评估内容主要包括温度、气体、压力、噪音等方面，如红外温度测定仪、房间有害气体检测仪、高原缺氧环境测定仪、室内噪声测定仪等。

6.4 美国微动敏感床垫式睡眠监测系统 该设备基于心动周期、呼吸波和体动等基本生理参数的睡眠结构分析方法，通过无负荷或低负荷的睡眠监测技术及非侵入性检测呼吸用力性微觉醒(RERA)检测技术，轻松获取人体夜间连续动态的生理参数，形成新的诊断信息，准确识别各类睡眠障碍，判定治疗的效果;可以用于各类特殊职业、亚健康人群等的医学监测，更加科学全面地认识人体健康状态与疾病的发生、发展与转归，为疾病的治疗提供精准的依据。原本应用于飞行员、宇航员的睡眠监测，现已引入医学临床应用。

6.5 生命体征床垫监测系统 简单讲就是人体在完全无拘束状态下，只要躺在床垫上，就可以实时准确地检测出呼吸、心跳等生命体征数据以及是否在床/离床、体动及或其他异常状态报警的设备，并利用无线传送方式将相关的数据传送到远程工作站或移动手机终端上。如航空医学研究所俞梦孙院士研制的床垫式睡眠监测仪。Beddit铺在床上的睡眠追踪器，更有智能床垫，全方位监测睡眠。面对不同的智能产品，可以完成不同的场景应用。

7 睡眠实验室的需求

睡眠生理学实验室和睡眠药理学实验室基本上是照搬生理实验室和药理实验室的技术要求，而临床睡眠实验室还没有一致的需求。因为医院要考虑学科建设、科研、临床的不同需要。

美国睡眠医学会将睡眠监测实验室分为三种：①全病种睡眠实验室(Full-service Sleep Lab.)；②睡眠呼吸暂停监测实验室(Lab.For Sleep Apnea)；③隶属某睡眠实验 室 的 卫 星 睡 眠 实 验 室(Satellite)。

7.1 睡眠呼吸监测装置分级(AASM) Ⅰ级，标准多导睡眠监测仪(Standard Polysomnography)。

Ⅱ级，全指标便携式多导睡眠监测仪(Comprehensive Portable Polysomnography)。

Ⅲ级，改良便携式睡眠呼吸暂停检查(Modified Portable Sleep Apnea Testing)。

Ⅳ级，单或双生物指标持续记录(Continuous Single or Dual Bioparameters)。

7.2 睡眠实验室建设需求 面向全病种的睡眠中心建设是今后发展的重要方向，临床睡眠实验室的设备要求集中反映在：①睡眠实验室环境设备，如空调、光照、隔音、防噪声等方面，社会上基本可以满足；②睡眠实验室实验设备，如PSG、红外监测系统等；③睡眠实验室通用设备，如文件传送系统、网络系统等。

8 睡眠医学技术的发展方向

随着睡眠科学的进步，睡眠医学技术正在朝着互联网+、大数据、集成化、云计算技术、示踪技术、小型化、便捷化、可移动性的方向发展，相信不久的将来，新的睡眠医学技术将对睡眠医学的发展起到重要的推动作用，并将发现更多的有关睡眠的奥秘。

[1]佚名.伟大的历史功绩与辉煌的现实──纪念伦琴发现X线100周年[J].临床放射学杂志, 1995(2).

[2]王金财.鼻咽部侧位相DR摄片在儿童腺样体肥大诊断中的价值[D].大连医科大学, 2011.

[3]戴书华, 廖翠微, 卫静.鼻咽部X线测量在儿童增殖体肥大诊断中的应用[C].医学影像山东论坛.2005.

[4]刘艳骄，武雪梅，郭婵娟，等.红外热成像在临床应用中的一些发现.第十五届红外加热暨红外医学研讨会，2015：103福州.

[5]武雪梅，包翱，刘艳骄，等.红外热成像观察人体体温自我平衡变化的探讨.第十五届红外加热暨红外医学研讨会，2015：107福州.

[6]虢慧芝，邓秀芳，邓芳阁.睡眠不足住院患者的红外成像表达与特性分析.第十五届红外加热暨红外医学研讨会，2015：176-179福州.

The Introduction of Sleep Medicine Technology

Liu Yanjiao
(SleepDepartmentGuang′anMenHospitalChinaAcademyofChineseMedicalScience,theSouthernDistrictofSleepCenter,BeijingSleepClinicCenterofTraditionalChineseMedicine,Beijing,100053)

In recent years, Sleep Medicine has been developed rapidly.Sleep Medicine technology is also in constant increase and widely applied in the field of sleep medicine.But the current technology of sleep medicine is still cannot meet the market demand for new technology of sleep medicine.In this paper, we briefly introduce the development of sleep medical technology, so that we could choose to apply, and inspire innovation.

Sleep Medicine; Technology

刘艳骄，男，医学博士，主任医师，中国睡眠研究会中医睡眠医学专业委员会副主任、世界中联睡眠医学专业委员会会长、中国老年学及老年医学会睡眠医学专业委员会副会长、中国科协中医睡眠医学首席科学传播专家、中国医师协会睡眠医师专业委员会理事、北京中医大学临床客座教授、《世界睡眠医学杂志》副主编兼编辑部主任等，E-mail:lyj792@sina.com

R338.63

A

2095-7130(2017)02-065-071