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.首都醫科大學附屬北京安定醫院，北京 100088；2.北京華佑醫院，北京 102299）

隨著生活節奏加快和社會壓力增加，失眠障礙的發病率日益增高。失眠障礙是以頻繁而持續的入睡困難或睡眠持續困難并導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、重復經顱磁刺激和生物反饋等治療方法，但是大多均需要到醫院救治，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生物遞質濃度，從而影響情緒變化、睡眠節律；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，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

經首都醫科大學附屬北京安定醫院倫理委員會審查，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院睡眠病房開展研究，所有受試者自愿參加并簽署知情協議書。納入標準：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。排除標準：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、有物質或非物質使用障礙者（不含煙草使用障礙）、正在使用鎮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，在非常規睡眠時間（上午9 點～11 點；下午2 點～4 點）臥于安靜、沒有強光刺激的房間[4]，工作人員協助連接睡眠腦電、血氧飽和度、心電監護設備，然后使用晴雪藍山智能睡眠誘發系統的耳機接受晴雪藍山智能睡眠誘發系統發出的頻率為50～150Hz 的正弦波（應用protools 音頻工作站AVID 公司）刺激30 分鐘，刺激結束后如受試者未進入睡眠狀態，則可示意工作人員試驗結束；如受試者進入睡眠狀態，睡眠不足30 分鐘者，自然醒后試驗結束，睡眠時間大于30 分鐘者，則以聲頻刺激結束后30 分鐘為試驗結束點。根據匹茲堡睡眠質量指數量表將導睡時間大于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

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特征及焦慮、抑郁情況，以及聲頻刺激干預效果，即正弦波聲頻刺激是否可以誘發睡眠出現。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，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。采用匹茲堡睡眠質量指數量表（Pittsburgh sleep quality index，PSQI）[7]評價受試既往的睡眠狀況。聲頻刺激干預效果：使用Grael 睡眠腦電監護儀（Compumedics，澳大利亞）采集受試者接受聲頻刺激過程中和刺激結束后30分鐘內腦電圖（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護觀察指標[8]。實驗結束后受試者對于自己的睡眠效果進行睡眠自我評價：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睡眠過程中是否出現身體不適。

1.4 統計分析

采用SPSS 23.0 統計學軟件進行數據分析。正態分布計量資料以均數±標準差（±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 為差異有統計學意義。

2 結果

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準未納入，符合納入標準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，根據匹茲堡睡眠質量指數量表將導睡時間大于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 名受試者導睡時間5～180 分鐘，其中導睡時間大于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，差異無統計學意義（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，差異有統計學意義（P＜0.05），但是兩組分值均不符合臨床抑郁診斷的標準，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 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 聲頻刺激干預效果

2.3.1 總體睡眠情況

使用Grael 睡眠腦電監護儀（Compumedics，澳大利亞）采集受試者接受聲頻刺激過程中和刺激結束后30 分鐘內腦電圖（electroencephalogram，EEG）的變化，20 名受試者通過聲頻刺激均可誘發睡眠腦電的出現，睡眠時間3.5～55 分鐘；19 人在聲頻刺激過程中出現睡眠腦電波，平均導睡時間16.73 分鐘，其中1 人在聲頻刺激停止后即可清醒，18 人均可繼續維持睡眠狀態，8 人在聲頻刺激停止30 分鐘后叫醒；1 人在聲頻刺激結束后25分鐘后出現3.5 分鐘的睡眠波，經研究者評判為無效，總有效率95%，經追問該受試者平時導睡時間為80 分鐘。10 人對于自己睡眠效果的評價認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（腦電監護采集的出現睡眠腦電波的時間）、睡眠效率比較，差異無統計學意義（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 睡眠結構

睡眠障礙組和非睡眠障礙組睡眠結構和睡眠時間各期睡眠占比比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表3；依據腦電圖結果，非睡眠障礙組所有人均出現N1 期睡眠及N2 期睡眠，8 人出現N3 睡眠。睡眠障礙組有7 人出現N1 睡眠，6 人出現N2 睡眠，2 人出現N3 睡眠。睡眠障礙組和非睡眠障礙組各期睡眠出現率比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表4。

表3 兩組睡眠時間和睡眠結構比較（±s）

表3 兩組睡眠時間和睡眠結構比較（±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 兩組出現不同睡眠時相比較[n（%）]

2.4 安全指標分析

在研究中對受試者睡眠后平均血氧濃度和平均心率進行安全性監護，20 名受試者中2 人在睡眠后血氧監護指夾脫落，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，研究中未出現不適主訴。

3 討論

3.1 單調聲頻刺激對睡眠的影響

研究結果顯示，睡眠障礙組抑郁自評量表的分值高于非睡眠障礙組，差異有統計學意義（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，增強認知能力，單調聲頻刺激可誘發睡意，通過掩蓋環境噪聲來誘導和維持睡眠，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，并進行睡眠腦電監測，發現95%的受試者在聲頻刺激30 分鐘過程內可出現睡眠腦電，8 名受試者在聲頻刺激結束30 分鐘后仍維持睡眠狀態，提示刺激可以誘發睡眠出現。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指標數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睡眠均有效，對非睡眠障礙患者效果更明顯。

從睡眠結構看，睡眠障礙組有1 例受試者在刺激過程中未誘發睡眠腦電，出現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入N1 期睡眠的有7 人（87.5%），進入N2 期睡眠的人數有6 人（75%），但僅有2 人（25%）進入N3 期睡眠。該結果無統計學差異，可能與受試者的例數較少有關。以上結果提示，聲頻刺激可以在非自然睡眠時間誘發兩組受試者出現睡眠腦電，但是對非睡眠障礙組受試者效果更佳。

3.2 單調聲頻刺激的效果和安全性分析

本研究發現有10 名受試者在受到聲頻刺激后可出現睡眠腦電，受試者主觀認為自己尚未完全入睡，但感覺比較放松，考慮本研究時間設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N3 期睡眠，部分受試者僅出現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，差異無統計學意義（P＞0.05）；同時研究也發現，有8 名（40%）受試者可在聲頻刺激結束后持續睡眠時間大于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睡眠腦電，誘導入睡時間小于30 分鐘。而受試者在匹茲堡睡眠指數量表中提供的自然導睡時間，具有較強的主觀性，和睡眠監測中所獲得的導睡時間不具備可比性。根據安全指標結果顯示除2 人在睡眠后血氧監護指夾脫落外，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睡眠出現，部分受試者可出現深睡眠（N3 期睡眠），并可在聲頻刺激結束后維持睡眠狀態。由于本研究受試者較少，部分結果雖有數值差異，但沒有統計學差異，今后將進一步完善，繼續開展聲頻刺激在自然睡眠時間全周期應用的研究。