睡眠监测技术

多导睡眠图（PSG）是一种监测睡眠和醒觉时机体多种生理活动的技术，被广泛地应用于诊断睡眠疾患和警觉性判断。实际应用中，PSG持续同步记录脑电图（EEG）、心电图（EKG）、眼电图（EOG）、肌电图（EMG）和呼吸活动（包括血氧饱和度和呼吸模式）以及其他生理和躯体活动（如体温、血压、鼾声和体位等）。

PSG可用于全晚监测，又称为夜间多导睡眠图（nocturnal polusomnography，nPSG），也可用于多次小睡潜伏时间（MSLT）、清醒维持试验（WMT）和午睡试验等多项需要鉴别清醒和睡眠各期的临床检查。PSG通常监测记录7～8h。PSG检查可供了解睡眠各期和醒觉状态机体多个器官系统的功能活动以及它们之间的相互关系，诊断发现一些与睡眠有关的疾病或病理生理异常，而这些异常在醒觉状态可能不会出现。

一、脑 电 图

（一）电极放置

参照国际10～20系统脑电极放置法。根据鼻根、枕外隆凸以及左、右耳前点4个颅骨标志，按其间距的10%或20%定位电极置放点，故称为10～20系统脑电极放置法。成人标准的电极系统包括21个纪录电极，纪录电极以放置部位英文单词的简写和一个下标表示，单词简写：Fp（frontopolar）——前额，F（frontal）——额区，C（central）——中央，P（parietal）——顶区，O（occipital）——枕区及T（temporal）－颞区。下标是z或者是某一数字，z即zero（零），表示中线电极，数字表示为侧位电极，奇数表示电极在左边，偶数表示电极在右边。数字越大，表示距中线越远，不过，颞区和前额区电极下标数字的大小表示从前至后距离的大小。

精确的确定电极的放置部位时记录EEG应准备一个塑料或布性软尺和一支彩色记号笔，以便测量和标记。电极定位根据颅骨的4个骨性标志，①枕外隆凸：即头后部中间部位的骨性突起；②鼻根：即前额与鼻梁的交界处；③左、右耳前点：即左、右外耳道前部的骨凹陷。确定电极放置部位依次有以下几个步骤。

1．中央矢状线上电极位点的确定　沿头顶由鼻根至枕外隆凸的线定义为中央矢状线，并测量其长度，取该长度的10%，由鼻根沿此中线往上，定为前额点（Fp），然后再向上，分别间隔20%，依次定为中线额点（Fz）、中央点（Cz）、顶点（Pz）和枕点（O），O与枕外隆凸的距离为剩下的10%。Fp和O仅用作测量定位，不放置电极，因而不带下标。

2．中央冠状线上电极位点的确定　沿头顶经过Cz测量左、右耳前点A1至A2（即左、右乳头或耳垂电极位点）的线定义为中央冠状线，测量其长度，从中线向左、右两侧分别间隔20%的中央冠状线长度，依次定为C3、T3和C4、T4。

3．头周长线上电极位点的确定　自枕点O经过T3、T4和Fp，测量头周长。沿头周长线自Fp点向左相当于5%头周长线的长度，定为Fp1，然后再从Fp1出发，沿头周长线，依次间隔10%头周长距离，定为F7、T3、T5、O1、O2、T6、T4、F8和Fp2。这样，O1和O2与O的距离，Fp1和Fp2与Fp距离都为5%的头周长。

4．其他　电极位点的确定分别经过C3和C4纵向测量Fp1至O1和Fp2至O2的距离，中点分别为C3和C4。C3与Fp1的中点，C3与O1的中点分别为F3和P3；C4与Fp2的中点，C4与O2的中点分别为F4和P4。若经Fz确定F7至F8横向径线，F3和F4则分别在F7－Fz和Fz－F8线段的中央，同理，P3和P4分别在T5－Pz和Pz－T6线段的中央。

（二）脑电极的选用

大多睡眠实验室做PSG时仅选用C3和C4，参照电极置于对侧的乳头或耳垂后，即C3／A2和C4／A1。结合EOG和颏下EMG、C3／A2和C4／A1记录信号可满意地用于睡眠分期，但建议同时选用O1／A2和O2／A1，以便更好地识别思睡期向非动眼睡眠Ⅰ期（S1）过渡。另外也有的实验室选用额区电极，后者更容易观察到深睡眠期出现的慢波。睡眠分期应该根据C3或C4记录的EEG进行，但参照O1和O2的脑电活动，能更准确地进行睡眠分期，特别是鉴别思睡期和S1期睡眠。

（三）EEG有关的技术要求

应以尺测量确定电极的放置部位，肉眼估计往往不准确。EEG记录的走纸速度要求在10mm／s以上，记录起始的电极电阻抗应＜10KΩ（2KΩ以下更为理想）。50μV电压产生的记录笔摆动幅度不应小于7．5～10mm，以便识别低波幅睡眠纺锤波。计算机多导睡眠仪EEG的采样频率＞100Hz，可辨别出α、δ波、κ复合波和纺锤波等睡眠脑电波形，采样频率＞200Hz，则可达到仿真效果。当然，采样频率愈高，需占用的存储磁盘空间亦愈大。EEG电极应以电阻很小的材料制成，推荐使用金电极和银电极。通常设定，当EEG为负电压，波形向上。

（四）EEG波形

在了解如何识别EEG波形进行睡眠分期前，需要了解有关的EEG基础知识。两个脑电极间的任何电压改变所导致相应的记录轨迹变化称为脑电波，任何波或一系列波群称为脑电活动。单相波是指相对基线而言，仅向上或向下一个方向波动；双相波指相对于基线，有不同方向的两个波形成分；多相波指有两个以上具有不同方向的波形成分。复合波指两个或更多波所组成的一个具有一定特征的波序列，外形相当一致。纺锤波指一组有规律的重复波群，波幅逐渐增大，然后再逐渐变小，外形类似纺锤。

一过性波（transient）指明显有别于背景脑电活动的波形，是单个波或复合波。在常规记录速度EEG上出现锐利的高峰波称为一过性尖波（sharp transient）。时间在70～200ms的一过性波称为尖波（sharp wave），时间在20～70ms的一过性尖波为棘波（spike）。尖波和棘波通常为异常脑电波，下列3种情况不能视为是尖波或棘波：①有些外形和时间与尖波或棘波相似的节律，如μ节律，其是背景波活动的一部分；②正常脑电波形式，如λ波和一过性顶尖波（vertex sharp transient，V波）；③同一导联不同时间重复出现的形状相似的一过性尖波，单个一过性尖波仅在时间短于70ms且外形极具特征时才能可靠地视为“棘波”。

脑电频率指某一波形在1s内重复的次数，以赫兹（Hz）或周期每秒（cps）为单位。EEG波频率常常分为四组频率段：

δ节律：＜4Hz

θ节律：4～8Hz

α节律：8～13Hz

β节律：＞13Hz

低于8Hz的波群通常称为慢波，13Hz以上的波群称为快波。

脑电分布指由不同部位脑电极所记录下来的脑电活动，可以广泛存在，也可仅存在一侧或一个小的区域。

脑电时相“同步”是指两个事件同时出现，“不同步”则指不同导联的脑电波相互间没有恒定的时间关系，不同频率、不同方向的脑电活动在不同的导联同时出现。

EEG波幅以微伏（μV）度量，低于20μV为低波幅，20～50μV为中波幅，高于50μV为高波幅。这种分类仅是相对而言，如背景波幅为4～50μV，1个60μV的波形不能认为是高波幅。

（五）正常成人清醒和睡眠EEG

1．EEG记录和分析的技术要求 标准睡眠分析推荐10mm／s为最小走纸速度，因为这是能够清晰识别α节律和睡眠纺锤波的最低速度。时间常数不应短于0．3sec，应选择20Hz低通滤波，幅度推荐为50μV／7．5～10mm，否则可能遗漏低振幅的睡眠纺锤波，记录开始时电极阻抗不应超过10KΩ。

强调，不同脑电电极位置的脑电波形有差异，会影响睡眠分期判定。一般推荐使用C4／A1或C3／A2作为睡眠分期的标准导联。这是因为C3或C4可清晰记录睡眠纺锤波、κ综合波和顶尖波（vertex sharp waves）。虽然这些导联对α节律的记录不如枕区电极，但足以精确评价睡眠的发生。

2．正常清醒脑电活动

（1）α节律，波形规则，多为正弦曲线样形状。频率8～13Hz，枕区、顶区波幅最高且稳定，常常扩展到颞区和中央区。睁眼、突然警戒和凝视等行为可打断α节律，入睡或睡着时α节律消失。

（2）β节律，频率快于13Hz，可呈广泛分布或局限于前部和后部。β节律不如α节律常见，同一导联上，β节律波幅一般较α节律低。

（3）μ节律，较少见，不到10%。常见于年青人，频率为7～11Hz，拱门形状成串出现，常在中央区或中央顶区出现，持续数秒。也有人称其为“梳形”节律。由于μ节律的频率与α节律相似，所以当睁眼α节律受抑制时，常是识别μ节律的最好时机。

（4）λ节律，为锯齿形正相一过性尖波，有些受试者在观察图像细节时可在枕区记录到这种节律，但在常规EEG上很少出现。

（5）一过性顶尖波，正常睡眠时常可在顶区记录到一过性尖波。成年人清醒安静状态下很少出现这种活动，但在突然出现声响和意想不到的刺激下可出现。

（6）κ节律，由突然出现的低波幅α或θ频率构成，记录到的机会不高。受试者沉思时偶尔可能在颞区记录到。

3．正常睡眠脑电活动

（1）慢波：分布广泛，脑后电极常较脑前更明显。一般而言，在NREM睡眠期，深睡眠慢波较浅睡眠慢波频率更慢、波幅更高、更趋于同步。

（2）枕区正性一过性尖波（positive occipital sharp transients，POSTs）：为在枕区出现的单相正性向下的三角形波。POSTs可在两侧脑电极间断和自发出现，一般为中波幅，但可出现高波幅。应注意将间断、独立出现的高波幅的POSTs与癫异常放电相鉴别。

（3）一过性顶尖波（V波）：两侧对称，头顶区波幅最高，单个出现向上的负性波，1s内很少出现2次。有时其出现与感觉刺激有关。

（4）睡眠纺锤波：频率范围11～15Hz，通常12～14Hz，波活动持续数秒钟。分布广泛，中央区最明显，两侧同步对称出现。

（5）κ复合波：为阵发出现的复合波，时间长于0．5s，主要成分为负性波，不如V波尖锐，时间略长，主要成分前和后常见正性波形。κ复合波后常常跟有睡眠纺锤波。κ复合波分布与V波相似，也可在感觉刺激时出现。

二、眼 动 图

为与其他干扰信号相鉴别，眼动图（EOG）眼运动记录至少需要2个导联。一个导联放置在一侧眼外眦稍外约高1cm处，参照电极置于同侧耳垂或乳突处，另一个导联置于另一侧眼外眦稍外约低1cm处，参照电极置于对侧耳垂或乳突处，即双眼都以同一侧的耳垂或乳头为参照。

清醒和REM睡眠期双眼运动是同步的，为方便鉴别眼动和其他干扰波形，有意在安置记录时使两眼所记录的运动成波形相反形式，这样，干扰波为同向波形，而双眼运动则为极性相反波形。

以上眼动监测电极放置有助于检测水平和垂直向的眼动，但不易探测到斜向和两眼聚合眼动，不过这种不足对识别眼动的影响并不太大，因为出现斜向或两眼聚合眼动时，往往也同时伴有大量其他易于识别的双眼反向矛盾运动。

EOG电极电阻抗的要求与EEG相类似，阻抗＜2KΩ以下最为理想。50μV至少应有7．5mm的增益。为更好的检出慢动眼运动，时间常数应短于0．3s。

三、肌 电 图

1．颏／颏下肌电图　是判断REM睡眠所必需的。通常在颏下稍靠后、下颌舌骨肌表面的皮肤上，略偏左和略偏右各连接1根电极，记录张力性EMG变化。也有主张在颏及颏下共接3根电极，选择其中2个信号好的电极记录，另一个电极作为备用。睡眠过程中，尤其在REM睡眠期，张力性EMG的活动相对较低，因此在睡前应将颏下EMG的增益调高至20mV／cm或更高。尽管过高的增益偶尔可能会出现交流信号干扰，但一般仍主张将高频过滤调制到最小，以获得理想的EMG信号。

2．胫前肌EMG　左、右胫前肌上端各接一根电极，记录运动性肌电活动。胫前肌EMG记录有助于诊断和鉴别诊断周期性肢体运动综合征和不宁退综合征。

3．辅助呼吸肌EMG　肋间肌和膈肌EMG记录有助于了解呼吸活动，进而协助鉴别诊断中枢性和阻塞性睡眠呼吸停顿。但在常规PSG中，很少记录辅助呼吸肌EMG。

四、特殊的睡眠相关监测

1．MSLT试验　与PSG检查类似，MSLT试验应有1～2周的准备时间，最好记录睡眠日记，避免应用对睡眠有影响的药物，如果有药物依赖性，要注意停药后的戒断症状或药物的蓄积影响。MSLT试验一般是接着前一晚PSG监测后进行，这样做的好处是既可了解前一晚睡眠的情况，又省去了再接电极的麻烦。前一晚PSG监测时应避免打扰受试者，让其睡眠尽量接近其固有的睡眠形式。

MSLT试验需要连接的导联与PSG大致相同，但胸腹呼吸努力感应器和下肢EMG可免去。O1和O2脑电极应连接，因O1／O2EEG对鉴别清醒和S1睡眠很有帮助。打鼾的受试者最好接上流速计和微型麦克风，以鉴别是否有SDB妨碍入睡的情况。

常规MSLT试验在夜间PSG结束后1．5～3h后开始。试验通常间隔2h让受试者小睡一次，一般安排在10：00、12：00、14：00、16：00和18：00时各小睡一次。睡眠实验室应拉上窗帘，避光，周边环境保持安静，房间温度应适宜，尽量让受试者感到舒适，易于入睡。如果条件有限，无法避免环境中噪声等妨碍睡眠的因素，则应记录在案以供分析时参考。每次小睡前都应该检查EEG和EOG电极阻抗，至少要＜10KΩ才能开始试验，否则应重新连接电极。建议受试者穿上休闲服装后再接电极，以便于在小睡间隔期离床活动。每次小睡间隔期，受试者都应离床，不许睡觉，最好专人监视，以确保受试者不睡觉，也应避免活动过多。吸烟者在小睡前30min禁烟。

每次开始小睡前受试者应脱鞋、宽衣解带，待电极连接妥当后，嘱受试者静卧5min，睁眼、闭眼各1min，然后睁眼，向左、右、上、下、前转动眼睛，眨眼5次，最后磨牙（或打哈欠）。检查者利用此期间检查电极连接是否正确，信号的质量和阻抗。当上述步骤准备妥当，开始PSG记录，嘱受试者调整最适宜的睡觉姿势，闭眼，开始睡觉。检查者此时应随手关灯，准确记下关灯时间。

满足以下条件之一，即可结束一次小睡试验：①关灯后20min，无论受试者有无睡着；②S1期睡眠连续出现于3个睡眠分期时间单元后（即90s连续的S1期睡眠后）；③S2，S3，S4或REM中任一睡眠期持续1个睡眠分期时间单元后（即30s后）。满足上第2项或第3项条件，才算是确切的睡眠开始。关灯时间到进入睡眠这段时间即为睡眠潜伏期。REM睡眠潜伏期为任一NREM睡眠期起始到第一次REM（持续30s或以上）起始的时间。若需测定REM睡眠潜伏期，在任何一期NREM睡眠出现后还需再持续15min。

正常成人平均睡眠潜伏期为10～20min，平均睡眠潜伏期＜5min应视为异常，潜伏期为5～10min被视为“灰色”诊断区域。

过去建议在MLST试验6次小睡中有2次REM睡眠起始，即可诊断为发作性睡病。近年认识到REM睡眠起始并非是发作性睡病所独有的表现，睡眠呼吸障碍暂停综合征患者有时也可在睡眠开始时记录到REM。REM睡眠起始的原因可能与慢性睡眠紊乱和睡眠破碎有关，在分析结果时，应充分考虑这些因素。如以CPAP纠正睡眠呼吸紊乱后，仍存在REM睡眠起始，可考虑是睡眠呼吸暂停综合征合并发作性睡病，有10%～15%的发作性睡病患者合并有睡眠呼吸暂停综合征。

2．维持清醒试验 困倦越重，就越难在安静、条件允许的情况下保持醒觉。醒觉维持试验（Maintenance of wakefulness Test，MWT）和重复保持醒觉试验（Repeated Test of sustained wakefulness，RTSW）就是根据此原理而设计的，可认为是MSLT的两种变通形式。试验方法与MSLT类似，但要求受试者尽量保持醒觉，不睡觉。真有白天过度嗜睡症（EDS）的患者，很难长时间抗拒不入睡，如同MSLT入睡潜伏期明显缩短。

3．午睡试验Afternoon nap test，ANT 是一种简单的评估EDS的睡眠试验，仅在午后记录2h的睡眠情况，大大地缩短了试验时间。ANT试验以“困倦指数”衡量受试者的睡眠习惯，除参考睡眠潜伏期，还权衡睡眠潜伏期与2h记录到的所有睡眠期的关系，有助于区分发作性睡病、特发性睡眠过度和OSAHS。