睡眠仪研究背景-吕鹏

基于平稳粉红噪声深度睡眠仪的开发综述1.睡眠仪的开发背景及意义1.1背景在当今社会，生活节奏逐渐加快，职场竞争日趋激烈，房价不断飙升……，面对这些现状，人们虽然无奈，但是又不得不去适应新的社会环境，谋求自己的生存空间。在这些人群当中，有公司白领，为了自己的工作和晋升，不得不连续加班，通过挤占自己的睡眠时间来换取自己的业绩；有商海精英，为了能获得自己人生的第一桶金，废寝忘食地忙碌于自己的事业；也有那些备战大型考试的学生，为了自己的前途，挑灯夜战。充足的睡眠对于他们来说已经成为了一种奢望。久而久之，睡眠不足成为这些人的通病，严重影响这些人群的健康状况。如果任其发展下去，就会出现这些症状：入睡困难；不能熟睡,睡眠时间逐渐减少；早醒、醒后无法再入睡；频频从噩梦中惊醒，自感整夜都在做噩梦；睡过之后精力没有恢复；发病时间可长可短，短者数天可好转，长者持续数日难以恢复；容易被惊醒，对任何声音或光源敏感；躺在床上睡不着，喜欢胡思乱想，进而更加睡不着。他们对于出现的这些怪现象，充满了疑虑和恐惧，形成害怕失眠——致力于睡眠——失眠——更害怕失眠的恶性循环。如果继续任由其发展下去，就会成为失眠症患者。失眠会引起人的疲劳感、不安、全身不适、无精打采、反应迟缓、头痛、注意力不能集中，严重一点会导致精神分裂和抑郁症、焦虑症、植物神经功能紊乱等功能性疾病，以及各个系统疾病，如心血管系统、消化系统等等。由于长期的睡眠不足，将导致自己的身体出现一系列不正常的现象和精神健康疾病，并且伴随着社会压力日益增大，失眠症患者的数量呈现逐年递增的趋势。因此，开发一款高质量的睡眠仪，正是顺应社会发展趋势的必然选择。1.2意义根据失眠症的危害可以看出，失眠、抑郁、焦虑三者之间存在着大量相互依存的关系，因长期失眠而引起抑郁症的病例比比皆是，而焦虑症和抑郁症往往都伴有失眠症状，焦虑症和抑郁症往往是共存的。换而言之，患上其中任何一种疾病，都会伴有其他两种病症。患者往往是三病并存，痛苦不堪！抑郁症发病率很高，几乎每10个成年人中就有2个抑郁症患者，因此它被称为精神病学中的感冒。然而，如果抑郁症得不到很好的治疗，患者的最终结局只有四条路：自杀、自残、杀人和精神分裂症。这样的悲剧不胜枚举：2006年6月，53岁的北京师范大学管理学院博士生导师文力从校内的行政办公楼楼顶跳下，不幸当场身亡。其学生称，文力出事前，抑郁寡欢，患有抑郁症；2007年1月20日凌晨，被同事们称为“美女教授”的广东省中山大学管理学院教师欧阳洁从高校教师村5楼阳台一跃而下，结束了自己年仅45岁的生命。她自杀前饱受抑郁症折磨；2007年12月5日，50岁的中国人民大学文学院教授、博士生导师余虹在“五十知天命”时突然从自己家所在的世纪城小区10层跳下自亡。余虹自杀前曾经长期失眠抑郁……据统计，在每年因自杀死亡的30万人中，89%以上曾有过失眠、焦虑和抑郁症状，失眠、焦虑、抑郁是导致人自杀最主要的精神性因素。抑郁症对患者及其家属造成的痛苦，对社会造成的损失是其他疾病所无法比拟的。从以上血淋淋的事实中，我们可以看出，由于小小的睡眠问题没有能得到及时的解决，任期发展成为失眠症、焦虑症、抑郁症，将会对患者及其家属造成多么大的痛苦和心灵上的伤害，也将会给社会带来多么严重的问题和巨大的损失。如果能有一款简捷、高效且无副作用的睡眠仪，那么将不知道会给多少的失眠症患者带来福音。如果失眠症患者可以得到有效的治疗，那么不仅缓解了患者的痛苦，保障其家庭的幸福生活，也是对社会的和谐发展做出的巨大贡献。2．睡眠分期研究及睡眠原理的分析2.1脑电图脑电图是通过脑电图描记仪将脑自身微弱的生物电放大记录成为一种曲线图，以帮助诊断疾病的一种现代辅助检查方法。临床应用中一般使用耳垂、鼻尖或乳突部位作为身体上的零电位点，放在这个点上的电极与头皮上其他部位的电极之间的电位差就是记录的脑电信号。在大脑处在不同的条件下（如激动、困倦、睡眠等），脑电图波形具有极大的差别。脑电图波形主要根据其频率不同可划分为四种基本类型。如图1所示。图1.脑电图的四种基本波形A-δ：0.5-3.5周每秒B-θ：4-7周每秒C-α：8-13周每秒D-β：14-30周每秒δ波：频率为每秒O．5～3.5次，幅度为20～200μv。正常成人在清醒状态下，几乎是没有δ波的，但在睡眠期间可出现δ波。一般认为，高幅度的慢波(δ波或θ波)可能是大脑皮层处于抑制状态时电活动的主要表现。θ波：频率为每秒4～7次，幅度为20～150μv。θ波在成人困倦时可以出现。在幼儿时期，一般常见到θ波，到十岁后才出现明确的α波。α波：频率为每秒8～13次，幅度为20～100μv。正常人在清醒、安静、闭目时，α波即可出现，其幅值呈现由小变大，然后由大变小，如此反复进行的周期性改变，形成α波的“梭形”。每一α波梭形持续约1～2秒。当被试者睁眼或接受其它激动性刺激时(如进行心算)，则α波立即消失并转为快波，称为“α波阻断”。因此认为，α波是大脑皮层处于清醒安静状态时电活动的主要表现。α波的频率、振幅和空域分布等因素是反映大脑机能状态的重要指标。β波：频率为每秒14～30次，幅度为5～20μv。当被试者睁眼视物、进行思考活动时，β波即可出现。一般认为，β波使大脑皮层处在紧张激动状态时电活动的主要表现。2.2睡眠分期在睡眠过程中，脑电图发生各种不同变化，这些变化随着睡眠的深度而不同。根据脑电图的不同特征，可以将睡眠分为两种状态：非眼球快速运动睡眠(non-rapideyemovement即NREM睡眠)和眼球快速运动睡眠(rapideyemovement即REM睡眠)两大类。非眼球快速运动睡眠阶段，全身肌肉松弛，没有眼球运动，内脏副交感神经活动占优势。心率、呼吸均减慢，血压降低，胃肠蠕动增加，基础代谢率低，脑部温度较醒觉时稍降低，大脑总的血流量较醒觉时减少。非眼球快速运动睡眠以其脑电图特征分为四期，分别为入睡期、浅睡期、中度睡眠期、深度睡眠期。第一期，脑电波以θ波为主，不出现纺锤波或K综合波，实际上是由完全清醒到睡眠之间的过渡阶段，对外界刺激的反应减弱，精神活动进入飘浮境界，思维和现实脱节；第二期，脑电波为纺锤波与K综合波，δ波少于20%，实际上人已经进入了真正的睡眠；第三期，脑电波中δ波占据20%～50%，为中等深度睡眠；第四期，脑电波中δ波占据50%以上，进入深睡状态，这个时期人们不易被唤醒。3～4期睡眠为一般意义上的深睡眠，此时觉醒阈值最高。眼球快速运动睡眠阶段，出现混合频率的去同步化的低波幅脑电波。眼球快速运动，面部及四肢肌肉有很多次发作性的小抽动，有时或出现嘴唇的吸吮动作，喉部发出短促声音，手足徐动，内脏活动高度不稳定，呼吸不规则，心率经常变动，胃酸分泌增加，，脑血流及代谢增加、大部分区域脑神经元放电活动增加、脑组织温度升高，脑耗氧量也比醒觉时明显增加。眼球快速运动睡眠时的觉醒阈值较NREM1期睡眠高，介于NREM2～3期睡眠之间。2.3睡眠原理分析整夜睡眠中，REM睡眠与NREM睡眠大约90～100分钟的间歇交替出现，该变化周期称为睡眠周期。正常人睡眠首先进入NREM睡眠期，并迅速由1期依次进入2期，3期，4期并持续下去。在NREM睡眠期持续80-120分钟后出现第一次REM睡眠，持续几分钟后进入下一次NREM睡眠，形成NREM睡眠与REM睡眠循环周期，平均每90分钟出现一次REM睡眠，越接近睡眠后期REM睡眠持续时间逐渐延长。每次可持续10-30分钟。整个睡眠期间这种NREM-REM睡眠周期反复循环3-5次，每个周期的各期不一定齐全，但都是从1期开始，凌晨时每个周期中的睡眠深度变浅不再达到4期，从NREM睡眠与REM睡眠的循环转换可以看出，睡眠过程并非一入睡就由浅入深并持续到天明，而是深一阵，浅一阵，深浅睡眠不断交替。除了对睡眠规律的研究之外，对大脑内部的一些神经递质和化学物质研究发现：大脑内部的神经递质，如：内源性吗啡肽（或内啡肽），5-HT（5羟色胺），γ-氨基丁酸（GABA）等具有镇定、放松的作用，可以恢复大脑内部轻松愉悦的健康环境；神经元释放的兴奋质，如：脑内多巴胺、乙酰胆碱、血清素等，可以改善失眠引起的白天精神萎靡、注意力下降、思维减退等症状；大脑内部的应激激素，包括肾上腺素（ADR）、去甲肾上腺素（NE）、糖皮质激素（皮质醇、皮质酮）、血管紧张素I（Aug正）等，可以促使大脑处于紧张兴奋的状态，心跳加快，血管收缩等现象。根据以上规律我们可以发现，一个人在处于深度睡眠的情况下，NREM3期和4期的持续时间较长，而REM期的持续时间较短。另外，当脑内促进人镇静、愉悦的成分增加，而让人感觉紧张、兴奋的成分受到抑制时，大脑可以得到很好的休息，更加有助于深度睡眠。对于失眠症的治疗，基本上都是基于这个睡眠原理而进行的。3.国内外治疗失眠症的方法及其发展趋势3.1国内外治疗失眠症的方法（1）药物治疗①西药治疗咪哒唑仑（速眠安）、舒乐安定、阿普唑仑（佳静安定）、氯氮卓（利眠宁）、安定、硝基安定等是使用最广泛的催眠药。这类药物进入人体大脑后可以促使大脑内部分泌一些促进睡眠的活性物质，从而可以治疗失眠症。②中药治疗天麻素具有镇静、降压、增加冠状动脉血流量、促进脑血流、降低脑血管阻力，增加耐缺氧力和对心肌缺血有保护作用。将天麻素鲜品直接进行萃取、分离、浓缩、纯化，最大限度地保留药物中的有效成分，进而制成纯中药，从而提高患者的睡眠质量，达到治疗失眠症的目的。（2）心理治疗①认知——行为治疗认知——行为治疗的具体内容包括：a、睡眠卫生指导。失眠患者多有不良睡眠习惯．给失眠患者提供关于睡眠卫生知识是各种非药物治疗的基础。b、睡眠限制疗法。该方法是通过缩短病人在床上的时间，随着睡眠限制，造成一个轻度的睡眠剥夺，以提高睡眠效率。如果在床上强迫自己入睡，将会因为睡不着而越来越烦躁，往往事与愿违。c、刺激限制治疗。通过训练病人缩短与睡眠无关的活动和强制执行一个睡眠-觉醒时间表来进行对失眠的治疗。用于与睡眠环境发生了失眠性条件联系的情况，通过训练让患者把睡眠与床、卧室等重新建立联系。d、认知治疗。其基本目标是通过认知重建技术改变患者对睡眠的不合理认知，使患者建立起“自己能够有效应付睡眠问题”的信心，从而克服自己对失眠的恐惧心理。e、矛盾意向法。其理论假设是：患者在有意进行某种活动中改变了自己对该行为的态度，态度的变化使得原来伴随该行为出现的不适应的情绪状态与该行为脱离开。f、放松训练。该治疗方法是通过自身有意识、有步骤地对肌肉反复紧张-松弛的循环练习．促进肌肉放松和大脑皮层唤醒水平下降．调节因紧张刺激而紊乱的功能。②森田疗法森田疗法是日本精神病学专家森田正马20世纪初开创的，其基本目标是：改变患者的疑病基调；打破精神交互作用；发挥生的欲望，适应社会，适应环境，恢复社会功能。它要求患者不仅要明白对不可控事物顺应自然的道理，还要注意对那些可控事物“为所当为”，即以行为去做应该做的事。应用森田疗法“顺其自然、为所当为”的原理对症状和随之而来的各种情绪给予接受，不回避、不抵抗．发挥“生的欲望”的作用，积极行动，带着症状、烦恼去做自己该做的事情．不强迫自己入睡．反而可在不知不觉中较快入眠。③精神分析精神分析理论认为每个人都不可避免地产生心理冲突和焦虑．每个人也都在不知不觉地使用防御机制，那些能设法通过发展有效的应对策略或防御机制来把内心心理冲突减少到最小限度的人心理保持健康；神经症及有神经质的人具有强烈的焦虑体验，将不当或过分地使用某种或某些防御机制以减轻内心痛苦及不安，这种带有防御倾向的行为严重干扰了他们应付和解决问题的能力，影响了对周围社会的适应。部分失眠患者有明显的心理冲突和神经质倾向，若不挖掘其内心冲突或症结，促进其人格成长，失眠症状难以减轻。（3）物理治疗①经颅微电流刺激疗法（CES）经颅微电流刺激疗法（CES或CranialElectrotherapyStimulation）,该治疗方法最初源于法国博士Leduc和Rouxeau所进行的一项应用低强度电刺激脑部的实验。它产生的一种改良方波，拥有双向的波形，每秒发出0.5个