聲頻刺激對睡眠的影響

陳順馳，遲勇，李曉東，張瑩潔，盛利霞*

（1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安定醫(yī)院，北京 100088；2.北京華佑醫(yī)院，北京 102299）

隨著生活節(jié)奏加快和社會壓力增加，失眠障礙的發(fā)病率日益增高。失眠障礙是以頻繁而持續(xù)的入睡困難或睡眠持續(xù)困難并導(dǎo)致睡眠滿意度不足為特征的睡眠障礙[1]。失眠的治療方式主要有藥物治療和非藥物治療，藥物治療的副作用以及可能產(chǎn)生的耐受和依賴性使患者不可能長期服用，非藥物治療包括心理治療、光療、重復(fù)經(jīng)顱磁刺激和生物反饋等治療方法，但是大多均需要到醫(yī)院救治，患者使用過程中便利性略差。有研究證明[2]，聲頻刺激可以改變神經(jīng)生物遞質(zhì)濃度，從而影響情緒變化、睡眠節(jié)律；入睡潛伏期明顯縮短[3]。本研究旨在探索50～150 Hz 的正弦波音頻刺激對于睡眠的影響，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安定醫(yī)院倫理委員會審查，面向社會公開招募受試者于2021 年3 月—7 月期間在北京華佑醫(yī)院睡眠病房開展研究，所有受試者自愿參加并簽署知情協(xié)議書。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～65 周歲我國公民，性別不限，自愿參加本項研究的普通人群。排除標(biāo)準(zhǔn)：既往有聽覺障礙、心臟疾病、精神分裂癥、中度及以上抑郁、焦慮等精神疾病的患者；目前有皮膚過敏性表現(xiàn)、有物質(zhì)或非物質(zhì)使用障礙者（不含煙草使用障礙）、正在使用鎮(zhèn)靜安眠藥物或精神科藥物治療的患者。

1.2 方法

收集受試者一般資料后，在非常規(guī)睡眠時間（上午9 點～11 點；下午2 點～4 點）臥于安靜、沒有強(qiáng)光刺激的房間[4]，工作人員協(xié)助連接睡眠腦電、血氧飽和度、心電監(jiān)護(hù)設(shè)備，然后使用晴雪藍(lán)山智能睡眠誘發(fā)系統(tǒng)的耳機(jī)接受晴雪藍(lán)山智能睡眠誘發(fā)系統(tǒng)發(fā)出的頻率為50～150Hz 的正弦波（應(yīng)用protools 音頻工作站AVID 公司）刺激30 分鐘，刺激結(jié)束后如受試者未進(jìn)入睡眠狀態(tài)，則可示意工作人員試驗結(jié)束；如受試者進(jìn)入睡眠狀態(tài)，睡眠不足30 分鐘者，自然醒后試驗結(jié)束，睡眠時間大于30 分鐘者，則以聲頻刺激結(jié)束后30 分鐘為試驗結(jié)束點。根據(jù)匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)量表將導(dǎo)睡時間大于30 分鐘，總睡眠時間小于5 小時的受試者納入睡眠障礙組，其余受試者納入非睡眠障礙組。

1.3 觀察指標(biāo)

分析試驗完成情況及睡眠自我評價情況，比較睡眠障礙組和非睡眠障礙組人口學(xué)特征及焦慮、抑郁情況，以及聲頻刺激干預(yù)效果，即正弦波聲頻刺激是否可以誘發(fā)睡眠出現(xiàn)。焦慮、抑郁情況：采用焦慮自評量表（Self-Rating Anxiety SAS）[5]、抑郁自評量表（Self-Rating DepressionSDS）[6]評估受試者的情緒狀態(tài)，焦慮自評量表（SAS）得分≤49 分提示無明顯焦慮，50～59 分為輕度焦慮，60～69 分為中度焦慮；抑郁自評量表（SDS）得分≤52 分提示無明顯抑郁，53～62 分為輕度抑郁，63～72 分為中度抑郁。采用匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)量表（Pittsburgh sleep quality index，PSQI）[7]評價受試既往的睡眠狀況。聲頻刺激干預(yù)效果：使用Grael 睡眠腦電監(jiān)護(hù)儀（Compumedics，澳大利亞）采集受試者接受聲頻刺激過程中和刺激結(jié)束后30分鐘內(nèi)腦電圖（electroencephalogram，EEG）、血氧飽和度及心電的變化。以受試者睡眠后平均血氧濃度和平均心率作為安全性監(jiān)護(hù)觀察指標(biāo)[8]。實驗結(jié)束后受試者對于自己的睡眠效果進(jìn)行睡眠自我評價：從0 分（未睡）到10 分（感覺很好）的等級評價。同時記錄受試者在誘導(dǎo)睡眠過程中是否出現(xiàn)身體不適。

1.4 統(tǒng)計分析

采用SPSS 23.0 統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。正態(tài)分布計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗或秩和檢驗。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 試驗完成情況及睡眠自我評價情況

25 名受試者中5 名受試者的焦慮自評量表的分值符合重度焦慮標(biāo)準(zhǔn)未納入，符合納入標(biāo)準(zhǔn)20名正常受試者接受臨床研究，并全部完成實驗。20 例受試者中，根據(jù)匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)量表將導(dǎo)睡時間大于30 分鐘，總睡眠時間小于5 小時共8 人納入睡眠障礙組和12 人納入非睡眠障礙組。20 名受試者導(dǎo)睡時間5～180 分鐘，其中導(dǎo)睡時間大于30 分鐘的有7 人，平均36.25 分鐘；平均睡眠時間6.61 小時，1 人睡眠時間小于5 小時，8 人自我睡眠評價差，均為睡眠障礙組受試者。

2.2 人口學(xué)特征

20 名受試者既往身體健康，只有1 例受試者既往患有慢性過敏性疾病，但是未服藥。睡眠障礙組和非睡眠障礙組年齡、教育程度，以及焦慮自評量表比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；睡眠障礙組抑郁自評量表的分值高于非睡眠障礙組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），但是兩組分值均不符合臨床抑郁診斷的標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 睡眠障礙組與非睡眠障礙組一般情況比較[（±s），n]

表1 睡眠障礙組與非睡眠障礙組一般情況比較[（±s），n]

組別 例數(shù) 年齡（歲） 性別（男） 文化程度（年） SAS 評分（分） SDS 評分（分）非睡眠障礙組 10 44.000±11.497 6 14.420±2.234 33.830±3.904 30.170±4.783睡眠障礙組 8 39.000±11.250 5 15.250±1.389 32.880±3.907 35.880±3.834 t/χ2 值 0.961 0.407 -0.936 0.538 -2.818 P 值 0.349 0.888 0.361 0.597 0.011

2.3 聲頻刺激干預(yù)效果

2.3.1 總體睡眠情況

使用Grael 睡眠腦電監(jiān)護(hù)儀（Compumedics，澳大利亞）采集受試者接受聲頻刺激過程中和刺激結(jié)束后30 分鐘內(nèi)腦電圖（electroencephalogram，EEG）的變化，20 名受試者通過聲頻刺激均可誘發(fā)睡眠腦電的出現(xiàn)，睡眠時間3.5～55 分鐘；19 人在聲頻刺激過程中出現(xiàn)睡眠腦電波，平均導(dǎo)睡時間16.73 分鐘，其中1 人在聲頻刺激停止后即可清醒，18 人均可繼續(xù)維持睡眠狀態(tài)，8 人在聲頻刺激停止30 分鐘后叫醒；1 人在聲頻刺激結(jié)束后25分鐘后出現(xiàn)3.5 分鐘的睡眠波，經(jīng)研究者評判為無效，總有效率95%，經(jīng)追問該受試者平時導(dǎo)睡時間為80 分鐘。10 人對于自己睡眠效果的評價認(rèn)為自己沒有完全入睡。

2.3.2 睡眠時間

睡眠障礙組和非睡眠障礙組睡眠腦電記錄時間（包括聲頻刺激30 分鐘以及刺激停止后的睡眠時間）、睡眠時間（腦電監(jiān)護(hù)采集的出現(xiàn)睡眠腦電波的時間）、睡眠效率比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表2 兩組睡眠時間和睡眠效率比較（±s）

表2 兩組睡眠時間和睡眠效率比較（±s）

組別 記錄時間（min） 睡眠時間（min） 睡眠效率（%）非睡眠障礙組 55.875±9.155 39.500±11.803 69.250±15.010睡眠障礙組 47.688±9.494 30.438±14.666 65.090±26.390 t 值 1.931 1.528 0.451 P 值 0.069 0.144 0.657

2.3.3 睡眠結(jié)構(gòu)

睡眠障礙組和非睡眠障礙組睡眠結(jié)構(gòu)和睡眠時間各期睡眠占比比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表3；依據(jù)腦電圖結(jié)果，非睡眠障礙組所有人均出現(xiàn)N1 期睡眠及N2 期睡眠，8 人出現(xiàn)N3 睡眠。睡眠障礙組有7 人出現(xiàn)N1 睡眠，6 人出現(xiàn)N2 睡眠，2 人出現(xiàn)N3 睡眠。睡眠障礙組和非睡眠障礙組各期睡眠出現(xiàn)率比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表4。

表3 兩組睡眠時間和睡眠結(jié)構(gòu)比較（±s）

表3 兩組睡眠時間和睡眠結(jié)構(gòu)比較（±s）

組別 N1 占比（%） N2 占比（%） N3 占比（%） 自我評價非睡眠障礙組 20.008±15.596 61.333±23.972 14.408±23.695 9.250±2.006睡眠障礙組 36.025±33.095 47.900±27.296 16.075±22.474 9.500±0.756 t 值 -1.464 1.163 -0.157 -0.335 P 值 0.160 0.260 0.877 0.742

表4 兩組出現(xiàn)不同睡眠時相比較[n（%）]

2.4 安全指標(biāo)分析

在研究中對受試者睡眠后平均血氧濃度和平均心率進(jìn)行安全性監(jiān)護(hù)，20 名受試者中2 人在睡眠后血氧監(jiān)護(hù)指夾脫落，其他18 人血氧濃度均大于95，均值為96.67；平均心率為65.1 次/min，研究中未出現(xiàn)不適主訴。

3 討論

3.1 單調(diào)聲頻刺激對睡眠的影響

研究結(jié)果顯示，睡眠障礙組抑郁自評量表的分值高于非睡眠障礙組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），說明睡眠問題對于睡眠障礙組受試者的影響更大。既往研究表明[9]，聲音刺激可以降低個人壓力感，增強(qiáng)認(rèn)知能力，單調(diào)聲頻刺激可誘發(fā)睡意，通過掩蓋環(huán)境噪聲來誘導(dǎo)和維持睡眠，如自然界中落雨聲、波濤聲、蟲鳴聲等特定聲音環(huán)境會讓人感覺到放松和安寧，從而獲得更好的睡眠體驗。

本研究在非自然睡眠時期給予受試者50～150 Hz 單純正弦波（非噪音）聲頻刺激30 分鐘，并進(jìn)行睡眠腦電監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)95%的受試者在聲頻刺激30 分鐘過程內(nèi)可出現(xiàn)睡眠腦電，8 名受試者在聲頻刺激結(jié)束30 分鐘后仍維持睡眠狀態(tài)，提示刺激可以誘發(fā)睡眠出現(xiàn)。雖然睡眠障礙組和非睡眠障礙組在睡眠腦電記錄時間、睡眠時間，以及睡眠效率、睡眠時相時間占比方面無明顯差異，但睡眠障礙組的相關(guān)指標(biāo)數(shù)值均低于非睡眠障礙組，提示非睡眠時間段聲頻刺激對于兩組受試者誘導(dǎo)睡眠均有效，對非睡眠障礙患者效果更明顯。

從睡眠結(jié)構(gòu)看，睡眠障礙組有1 例受試者在刺激過程中未誘發(fā)睡眠腦電，出現(xiàn)N1、N2 期睡眠時相的人員比例低于非睡眠障礙組，睡眠障礙組受試者進(jìn)入N1 期睡眠的有7 人（87.5%），進(jìn)入N2 期睡眠的人數(shù)有6 人（75%），但僅有2 人（25%）進(jìn)入N3 期睡眠。該結(jié)果無統(tǒng)計學(xué)差異，可能與受試者的例數(shù)較少有關(guān)。以上結(jié)果提示，聲頻刺激可以在非自然睡眠時間誘發(fā)兩組受試者出現(xiàn)睡眠腦電，但是對非睡眠障礙組受試者效果更佳。

3.2 單調(diào)聲頻刺激的效果和安全性分析

本研究發(fā)現(xiàn)有10 名受試者在受到聲頻刺激后可出現(xiàn)睡眠腦電，受試者主觀認(rèn)為自己尚未完全入睡，但感覺比較放松，考慮本研究時間設(shè)定于非自然睡眠時間（為晨起后或午睡起床后），且僅有10 名受試者出現(xiàn)N3 期睡眠，部分受試者僅出現(xiàn)N1 和N2 期睡眠腦電。睡眠障礙組和非睡眠障礙組各期睡眠占比比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；同時研究也發(fā)現(xiàn)，有8 名（40%）受試者可在聲頻刺激結(jié)束后持續(xù)睡眠時間大于30 分鐘，提示50～150 Hz 的正弦波聲頻刺激可以誘發(fā)并維持睡眠。此外，本研究中有95%的受試者在聲頻刺激過程中出現(xiàn)睡眠腦電，誘導(dǎo)入睡時間小于30 分鐘。而受試者在匹茲堡睡眠指數(shù)量表中提供的自然導(dǎo)睡時間，具有較強(qiáng)的主觀性，和睡眠監(jiān)測中所獲得的導(dǎo)睡時間不具備可比性。根據(jù)安全指標(biāo)結(jié)果顯示除2 人在睡眠后血氧監(jiān)護(hù)指夾脫落外，其他18 人血氧濃度均大于95，平均心率為65.1 次/min。研究中未出現(xiàn)不適主訴，研究過程安全。

綜上所述，50～150 Hz 的正弦波聲頻刺激可誘發(fā)睡眠出現(xiàn)，部分受試者可出現(xiàn)深睡眠（N3 期睡眠），并可在聲頻刺激結(jié)束后維持睡眠狀態(tài)。由于本研究受試者較少，部分結(jié)果雖有數(shù)值差異，但沒有統(tǒng)計學(xué)差異，今后將進(jìn)一步完善，繼續(xù)開展聲頻刺激在自然睡眠時間全周期應(yīng)用的研究。