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        運動員睡眠評價方法的應(yīng)用研究進展

        2020-09-28 03:34:40陸姣姣
        體育科研 2020年5期
        關(guān)鍵詞:日記障礙量表

        陸姣姣,邱 俊

        睡眠、 晝夜節(jié)律因素與認知及代謝功能之間存在著重要聯(lián)系[1-3]。 在運動科學(xué)研究中,睡眠時間和睡眠質(zhì)量被認為是影響運動能力、 運動后恢復(fù)和運動表現(xiàn)的關(guān)鍵因素[4],近年來受到越來越多的關(guān)注。睡眠在運動表現(xiàn)、能量恢復(fù)、疾病損傷、新陳代謝、認知記憶和情緒方面發(fā)揮作用, 它能夠為身體提供恢復(fù)的能力[5]。 運動員作為一個特殊的群體,睡眠質(zhì)量并不優(yōu)于普通人, 訓(xùn)練和比賽周期又使得運動員的生活節(jié)奏異于普通大眾[6],如何評價運動員的睡眠是難點, 也是運動員睡眠研究中首先需要解決的問題。 目前還沒有一套標準的方法或流程能夠?qū)\動員的睡眠障礙和睡眠相關(guān)行為進行準確可靠的評價。 筆者將結(jié)合臨床上關(guān)于睡眠障礙的診療指南和運動科學(xué)研究中涉及運動員睡眠評價的實踐案例進行綜述, 對運動員睡眠評價常用的工具和手段進行探討,了解各種方法的適用性和局限性,以期為科研人員開展運動員睡眠研究和實踐工作提供參考。

        1 睡眠研究的評價體系和推薦指南

        1.1 睡眠研究的評價體系

        睡眠的評價主要包括睡眠分期和睡眠質(zhì)量評價兩個部分。 睡眠分期的準則包括較早的由 Rechtschaffen 與 Kale 提出的 R&K 準則和 2007 年由美國睡眠醫(yī)學(xué)會(AASM)確定的 AASM 準則[7]。 AASM準則主要根據(jù)腦電、眼動、肌電3 類信號特征,將睡眠過程分為 5 個間期,分別是 W 期即覺醒期(wakefulness)、N1 期 即非快 速 眼動睡 眠 1 期(NREM1)、N2 期即非快速眼動睡眠 2 期(NREM2)、N3 期即非快速眼動睡眠3 期(NREM3)和R 期即快速眼動睡眠期(REM)[8],這種分期準受到學(xué)界的普遍認可。 睡眠質(zhì)量的評價主要分為主觀評價和客觀評價。 主觀評價工具包括睡眠日記和各類問卷量表,客觀評價工具主要是多導(dǎo)睡眠圖(polysomnography,PSG)和體動記錄儀。

        1.2 睡眠障礙診療指南

        目前關(guān)于睡眠障礙的診療指南, 最具代表性的是2008 年由AASM 制定的 《成人慢性失眠評價和管理臨床指南》[9]。 該指南的特點是內(nèi)容嚴謹、透明度較高、臨床實用性較強,但該指南涉及人群不包括兒童、老年人,甚至是運動員這類特殊人群。 國內(nèi)較為權(quán)威的指南是2012 年由中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)病學(xué)分會睡眠障礙學(xué)組制定的 《中國成人失眠診斷與治療指南》[10],該指南與 AASM 指南(2008)的吻合度較高,考慮到AASM 指南的權(quán)威性,我國睡眠醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的專家于2016 年以這兩部指南為范本,進行了修訂、更新和補充,完成了《中國失眠障礙診斷和治療指南》[11]的撰寫,該指南旨在為臨床醫(yī)護人員和睡眠醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究人員提供規(guī)范化睡眠障礙診斷與治療框架, 主要特點是基于最新的睡眠障礙國際分類標準,嚴格依據(jù)循證醫(yī)學(xué)證據(jù),貼近臨床實際,增加了兒童、 妊娠期女性和老年人等特殊人群的睡眠障礙診斷與治療, 并且強調(diào)認知行為療法在失眠障礙治療中的地位,還增加了物理治療和中醫(yī)藥治療[12]。全文中對于睡眠質(zhì)量評價的工具采用了睡眠日記、睡眠問卷、PSG 和體動記錄儀等多種手段,在不同的人群和疾病鑒別診斷中側(cè)重不同, 但均未提及運動員這一特殊的群體。事實上關(guān)于特殊人群的睡眠評價,早在20 世紀50 年代,美國軍方就開展了相關(guān)研究,如士兵睡眠障礙對作戰(zhàn)能力的影響研究, 近年來仍呈上升態(tài)勢[13-15]。我國的軍事睡眠醫(yī)學(xué)專家認為睡眠與覺醒功能的維護和調(diào)控是特殊軍事作業(yè)環(huán)境中腦功能防護措施有效性的檢驗指標。 睡眠研究在航空航天領(lǐng)域也一直備受關(guān)注[16-17]。

        隨著運動訓(xùn)練的科學(xué)性增加, 體育科學(xué)研究者借鑒了臨床的應(yīng)用經(jīng)驗, 一定程度上為研究運動員的睡眠提供了指導(dǎo)性意見。 但在解決某一訓(xùn)練或比賽階段的具體睡眠問題時, 仍需要選擇更有針對性的方法。

        2 睡眠質(zhì)量的主觀評價方法

        2.1 睡眠日記

        睡眠日記是不可缺少的主觀評價手段, 是應(yīng)用范圍最廣,也最為經(jīng)濟實用的評價方法。通過記錄日記可以獲得每日的就寢時間、 入睡潛伏期、 夜醒次數(shù)、夜醒時間、晨醒時間、睡眠總時間、睡眠效率以及白天小睡時間等睡眠數(shù)據(jù), 可了解受試者1 周或者更長時間的睡眠總體情況以及睡眠障礙可能存在的原因(如白天有無午睡或服用藥物情況),為后續(xù)的研究提供可行性依據(jù)。

        Erlacher 等人對840 名不同項目的德國運動員進行問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn): 約15%的運動員表示, 在過去12 個月內(nèi),他們在重要比賽日或比賽前至少做過一次令人痛苦的夢, 這使得研究者認為重大比賽前和比賽中有必要通過睡眠日記來尋找睡眠和運動表現(xiàn)之間的密切關(guān)系[18]。 一項涵蓋不同國家的1 766 名受試者的睡眠日記可靠性研究顯示: 至少需要5 個夜晚的睡眠日記記錄才能可靠地估計出5 個睡眠核心數(shù)據(jù),即就寢時間、晨醒時間、入睡潛伏期、睡眠總時間和夜醒時間, 前提是受試者的睡眠模式在連續(xù)12 周中較為穩(wěn)定[19]。 事實上,睡眠日記作為傳統(tǒng)的睡眠評價手段, 常用于運動員睡眠障礙的行為治療中。 Sargent 等人在一項針對70 名國家級運動員的運動疲勞研究中指出: 睡眠日記和訓(xùn)練日記結(jié)合作為體動圖的補充,解釋了“優(yōu)秀運動員的睡眠時間是由他們的訓(xùn)練計劃決定的”這一行為特點,特別是減少早晨的睡眠時間會明顯增加訓(xùn)練前的疲勞程度,提示了在制定訓(xùn)練時間表時,教練應(yīng)該意識到訓(xùn)練安排對睡眠和疲勞感的影響,在不可避免地要早起的情況下,應(yīng)考慮減少睡眠損失的對策[20]。 隨著睡眠評價手段的更新,現(xiàn)在睡眠日記通常和其他評價手段聯(lián)合使用。 在一項為期6 周的睡眠優(yōu)化研究中,為了提高澳大利亞足球聯(lián)賽(Australia Football League,AFL)球員的運動表現(xiàn), 睡眠日記作為全天身體活動記錄、Epworth 嗜睡量表 (The Epworth Sleeping Scale,ESS)、匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)量表(Pittsburgh sleep quality index,PSQI)、情緒狀態(tài)、訓(xùn)練壓力量表、感知壓力量表和精神運動警覺任務(wù)等眾多量表的補充, 綜合分析得出總睡眠時間增加20 min 或睡眠效率提高2%,能夠提升運動能力,疲勞感減少[21]。

        2018 年《中國睡眠研究會第十屆全國學(xué)術(shù)年會匯編》摘錄了共識睡眠日記的誕生,有效地標準化了我國臨床及實驗研究中睡眠的主觀評價方法, 便于不同研究成果之間的比較。 共識睡眠日記共有3 個版本,分別是共識睡眠日記核心版(Consensus Sleep Diary-Core)、共識睡眠日記—清晨擴展版(Expanded Consensus Sleep Diary for Morning),以及共識睡眠日記—夜間擴展版(Expanded Consensus Sleep Diary for Evening)[22], 如能推廣將有助國內(nèi)睡眠研究領(lǐng)域的發(fā)展。

        2.2 PSQI 量表

        PSQI 由美國匹茲堡大學(xué)精神科醫(yī)生Buysse D.J.博士等于1989 年編制,屬于自評量表,由19 個單獨的項目組成,共產(chǎn)生7 個“成分”評分:主觀睡眠質(zhì)量、睡眠潛伏期、睡眠持續(xù)性、習慣性睡眠效率、睡眠紊亂、使用睡眠藥物和白天功能紊亂[23]。這7 個部分的分數(shù)之和產(chǎn)生1 個總評分, 能夠評價受試者最近1 個月的睡眠質(zhì)量。 得分為5 分或更高被認為是睡眠質(zhì)量不佳的標志。量表填寫需要5 min 左右。我國學(xué)者對目前研究成年人睡眠障礙的量表進行匯總分析認為,PSQI 量表是成年人睡眠評價研究領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的自評量表[24],重測信度可達 0.994,與睡眠評價“金標準”——PSG 的相關(guān)性較高,最適合無特殊器質(zhì)性疾病的成年人的睡眠質(zhì)量評價[25]。

        PSQI 量表因其成本低廉、 使用不受地域限制,被廣泛應(yīng)用于運動員的睡眠評價。 在一項涵蓋2014年仁川亞運會全部891 名日本參賽選手的睡眠調(diào)查中, 運動員完成了包括PSQI 量表、ESS 和睡眠衛(wèi)生指數(shù) (Sleep Hygiene Index,SHI) 在內(nèi)的數(shù)份問卷。PSQI 量表作為最主要的主觀睡眠評估工具,以5.5 分的臨床臨界值作為判斷睡眠質(zhì)量的標準被采用[26]。莫軼采用PSQI 量表對782 名專業(yè)運動員進行的睡眠調(diào)查顯示: 專業(yè)隊運動員日常訓(xùn)練期間睡眠障礙的發(fā)生率為 15.5%[27]。Abeln 等在通過腦波聲音干預(yù)改善頂尖運動員睡眠質(zhì)量的研究中發(fā)現(xiàn): 通過睡眠日記和PSQI 量表評估8 周的雙耳節(jié)拍聽覺刺激對睡眠質(zhì)量的影響,得到了肯定的結(jié)果[28]。 Khalladi 等在評估卡塔爾球星聯(lián)盟足球運動員睡眠特征的橫斷面研究中,采用PSQI 量表和失眠嚴重程度指數(shù)(Insomnia Severity Index,ISI)以及 ESS 對運動員睡眠進行定性和定量監(jiān)測,為后續(xù)干預(yù)措施提供證據(jù)支持,從而改善那些表現(xiàn)出不良睡眠特征的運動員的睡眠[29]。 但Samuels 等人在一項采用PSQI 量表針對加拿大成年運動員睡眠功能障礙評價的研究中指出:標準的PSQI 量表是為普通人群設(shè)計的,沒有考慮到運動員頻繁的外出訓(xùn)練和比賽等旅行對睡眠的影響, 也沒有考慮環(huán)境等外部因素如沉重的訓(xùn)練負荷和比賽競爭壓力等, 因此這對運動員的睡眠評價的準確性有待商榷[30]。

        2.3 ESS

        ESS 是 1991 年由澳大利亞 Epworth 睡眠研究中心設(shè)計的用于評價白天過度嗜睡的量表, 是針8種不同的狀態(tài)下進入睡眠的可能性進行評價的自評量表,得分從0 到24,總分大于10 提示明顯的日間功能紊亂[31],在睡眠研究中較少單獨使用,常和PSQI 量表聯(lián)合使用進行樣本量較大的睡眠研究[26,29]。一項來自斯坦福大學(xué)628 名運動員的睡眠質(zhì)量調(diào)查顯示: 通過 PSQI 量表和ESS 評分能夠反映普遍存在的睡眠質(zhì)量差、睡眠不足、白天嗜睡等問題[32]。但ESS 和PSQI 量表均為普通成年人設(shè)計, 用于評價運動員的睡眠具有局限性, 如對當日的訓(xùn)練強度、 訓(xùn)練時長以及訓(xùn)練或比賽的階段無記錄體現(xiàn),因此,在運動員群體中可能需要一種更有針對性的睡眠評估工具來準確識別顯著的睡眠障礙和睡眠相關(guān)行為的發(fā)生。

        2.4 運動員睡眠篩查問卷

        Samuels 等人在2016 年研究設(shè)計了一種專門針對運動員的睡眠篩查問卷 (Athlete Sleep Screening Questionnaire,ASSQ)。 運動員可以在線答卷,并獲得相關(guān)分值, 以指導(dǎo)對睡眠障礙的管理和干預(yù)[33]。2018 年, 研究者們通過199 名加拿大國家隊運動員對ASSQ 問卷進行了臨床有效性的驗證, 將睡眠醫(yī)學(xué)醫(yī)師的判斷與ASSQ 進行比較, 結(jié)果顯示,ASSQ的內(nèi)部一致性 (Cronbach's alpha=0.74) 和重測信度(r=0.86) 均可接受,ASSQ 與 SMP 的判斷結(jié)果一致(Cohen’s kappa=0.84),診斷敏感性達 81%,特異性為93%,陽性預(yù)測值87%,陰性預(yù)測值90%。 因此認為ASSQ 提供了一種準確有效的方法用職業(yè)運動員的睡眠評價[34]。

        目前ASSQ 的應(yīng)用還不是非常普遍, 最新的應(yīng)用報道是關(guān)于愛爾蘭精英運動員的睡眠調(diào)查, 顯示運動員的睡眠問題與較差的睡眠衛(wèi)生習慣、 對健康的抱怨和情緒紊亂顯著相關(guān)[35]。

        ASSQ 或許是一個較為適合職業(yè)運動員睡眠評價的主觀評估工具, 但仍需要通過更多的運動員應(yīng)用研究進行驗證。

        2.5 運動員睡眠行為問卷

        職業(yè)運動員的睡眠障礙與睡眠習慣密切相關(guān)[36],因此,Driller 等人設(shè)計開發(fā)了運動員睡眠行為問卷(Athlete Sleep Behavior Questionnaire,ASBQ), 包括18 項與睡眠行為和習慣相關(guān)的調(diào)查, 通過與SHI、ESS 和PSQI 以及體動圖進行睡眠監(jiān)測數(shù)據(jù)的比較,已完成測試復(fù)測的可靠性驗證, 可以區(qū)分運動員和非運動員之間的睡眠實際情況, 當研究人員想要評估運動員的睡眠行為時,ASBQ 能夠提供改善運動員個人睡眠習慣方面的信息[37]。 一項針對板球運動員進行的為期3 周的睡眠監(jiān)測和個性化的睡眠衛(wèi)生教育干預(yù)研究采用了包括ASBQ、ESS 和 PSQI 量表在內(nèi)的3 份主觀睡眠問卷并通過體動圖提供客觀睡眠指標,結(jié)果顯示:使用ASBQ 針對不良睡眠行為進行個性化的睡眠衛(wèi)生教育, 有效地大幅改善了優(yōu)秀男性運動員的睡眠質(zhì)量[38]。 有關(guān)使用ASBQ 的應(yīng)用研究仍較少, 其可靠性和準確性有待進一步實踐應(yīng)用驗證。

        2.6 SHI

        SHI 是為了評價睡眠相關(guān)行為而制定的,包含12 個與睡眠習慣相關(guān)的問題。 睡眠衛(wèi)生教育(Sleep Hygiene Education,SHE)是臨床常用的治療失眠的方法[39]。 許多研究證實:運動員睡眠障礙可能是睡眠習慣不良導(dǎo)致。 一項針對優(yōu)秀運動員睡眠障礙的發(fā)生率及其相關(guān)因素的研究顯示, 有顯著臨床睡眠問題的運動員占到總數(shù)的16%, 而這部分運動員通常有著較差的睡眠衛(wèi)生習慣、 普遍的健康問題和情緒紊亂問題[40]。另一項涵蓋632 名受試者的研究顯示,隨著時間的推移,無睡眠障礙的受試者的睡眠衛(wèi)生行為明顯更為穩(wěn)定, 這說明睡眠衛(wèi)生習慣和睡眠質(zhì)量有著密切的關(guān)系。 優(yōu)秀運動員的睡眠有足夠的優(yōu)化空間, 一般的睡眠衛(wèi)生與睡眠質(zhì)量顯著相關(guān)。 SHI 的優(yōu)點是,除了測量簡單,它還顯示出了一定的心理特性,并且可以推廣到所有人群[41]。因此SHI 成為了運動員主觀睡眠評價中的一種重要工具, 也是失眠一線治療方案認知行為療法(Cognitive-Behavior Therapy,CBT)的重要組成部分[42]。

        以上提及的是運動員睡眠研究中經(jīng)常采用的問卷,當睡眠障礙較為嚴重時,研究者也采用臨床上用于睡眠障礙鑒別診斷的相關(guān)問卷量表, 如用于測定一天中不同時間段的警醒/ 嗜睡程度, 以及作為白天多次小睡潛伏期實驗 (Multiple Sleep Latency Test,MSLT)的睡前輔助問卷的斯坦福嗜睡程度問卷(Stanford Sleepiness Scale,SSS)[43]。 針對失眠程度進行測評的阿森斯失眠量表 (Athens Insomnia Scale,AIS)[44];我國學(xué)者肖衛(wèi)東等根據(jù)中國精神障礙分類與診斷標準, 借鑒其他睡眠障礙評定量表制訂的睡眠障礙評定量表(Sleep Dysfunction Rating Scale,SDRS),既能夠涵蓋失眠癥的癥狀, 又著重對失眠的嚴重度進行總體評價, 也可以對失眠的不同臨床表現(xiàn)形式進行概括描述[45]。

        3 睡眠質(zhì)量的客觀評價方法

        睡眠的客觀評價主要利用多導(dǎo)睡眠圖和體動圖兩大工具。但隨著商業(yè)睡眠技術(shù)的發(fā)展,越來越多的可穿戴設(shè)備因其時尚的外形和及時的反饋體驗,也在運動員群體中廣泛流行, 成為實踐研究者們主動深入了解的一部分。

        3.1 PSG

        PSG 被公認為是最有效的睡眠描記技術(shù), 是測量睡眠的“金標準”,通常包括腦電、眼動、肌電、心率、呼吸、氧飽和度和身體運動這幾個方面[46]。 PSG最大的優(yōu)勢是能夠進行睡眠分期, 但因為它是一種昂貴且復(fù)雜的技術(shù), 需要專業(yè)人員來監(jiān)控受試者并記錄睡眠數(shù)據(jù)。 PSG 通常需要在實驗室或睡眠中心完成,因此縱向監(jiān)測是不切實際的。

        Netzer 等采用PSG 記錄13 名訓(xùn)練有素的男性自行車運動員的睡眠周期變化,并同步測試尿兒茶酚胺水平,結(jié)果顯示,尿兒茶酚胺是與快速眼動變化相關(guān)的標志物, 均受到比賽強度刺激的影響[47]。Davies 等使用PSG 監(jiān)測運動員的午睡結(jié)果顯示,較晚開始的小睡比較早開始的小睡在慢波睡眠的持續(xù)時間明顯更長。考慮到慢波睡眠對于恢復(fù)非常重要,PSG 對睡眠的分期能夠較為準確地為不同午睡時間對訓(xùn)練后恢復(fù)提供準確的指導(dǎo)[48]。 Dunican 等采用PSG 對精英橄欖球聯(lián)盟球員進行睡眠評估,以調(diào)查阻塞性睡眠呼吸暫停在橄欖球運動員中的患病率[49],并確定PSG 技術(shù)在睡眠疾病鑒別診斷中是不可被替代的。 我國學(xué)者齊華等通過同步測量PSG的腦電、眼動和頜肌電等指標以及心率變異,找出睡眠質(zhì)量指標和心率變異指標之間的關(guān)聯(lián)性,從而利用心率變異指標來反映睡眠質(zhì)量[50]。 在運動員群體中也有采用PSG 相關(guān)指標和心率變異性對吸氧干預(yù)后女子拳擊運動員睡眠質(zhì)量的影響等研究[51]。但多數(shù)針對運動員的研究樣本量較小,時間較短,主要還是由PSG 在精英運動員中的可操作性決定的,PSG 的測試復(fù)雜, 需要佩戴多根導(dǎo)線, 不可避免地對受試者睡眠本身產(chǎn)生影響, 具有 “首夜效應(yīng)”,對于精英運動員高強度的訓(xùn)練后恢復(fù),本身是一種負擔。 事實上,AASM 指南(2008)、《中國失眠障礙診斷和治療指南》(2017)以及澳大利亞睡眠協(xié)會均未將其作為睡眠障礙評價的首要方法,但由于PSG 能夠?qū)λ哌M行準確的分期, 因此推薦其應(yīng)用于阻塞性睡眠呼吸暫?;蛑丿B性睡眠障礙的鑒別診斷中[12,52]。

        3.2 體動記錄儀

        體動圖由體動記錄儀描記繪制, 體動記錄儀是基于三軸加速度計原理及算法技術(shù)的小型可穿戴設(shè)備[53]。 可以提供包括入睡潛伏期(SOL)、睡后覺醒時間(WASO)、睡眠總時間(TST)和睡眠效率(SE)在內(nèi)的睡眠核心數(shù)據(jù)以及其他睡眠數(shù)據(jù),如覺醒次數(shù)、每次覺醒時間等。 目前在運動科學(xué)領(lǐng)域最常用的體動儀是Actigraph 的GT3X+和飛利浦的ActiWatch 2 ,這兩者與PSG 的相關(guān)性均已在運動員群體中得到驗證, 被證實能夠得出與PSG 高度一致的信息,并且應(yīng)用廣泛[54-56]。 而與PSG 相比,體動圖可以方便地連續(xù)記錄數(shù)天的睡眠數(shù)據(jù),從而進行縱向的比較。

        Leeder 等人使用體動儀對47 名奧運會運動員比賽期間每天的睡眠進行量化的描述性分析, 為研究頂尖運動員的睡眠特征提供了新的客觀數(shù)據(jù)[57]。運動員的睡眠特征通常與旅行和比賽關(guān)系最為密切,Richmond 等人針對洲際航空旅行對澳大利亞優(yōu)秀足球運動員睡眠質(zhì)量影響的研究中, 采用體動儀記錄整個賽季每場比賽的前、中、后運動員的睡眠數(shù)據(jù)來評估運動員睡眠模式, 從而得出優(yōu)秀球員跨洲旅行對比賽期間睡眠模式的影響[58]。 Montaruli 等人研究了馬拉松運動員在跨越時區(qū)的飛行后的睡眠,由體動儀記錄的睡眠變化顯示, 運動可以改善睡眠質(zhì)量,也可以促進飛行后的睡眠再同步,從而對變化的晝夜節(jié)律產(chǎn)生積極影響[59]。

        體動圖的獲取不需要在實驗室進行,此外,體動儀可以提供詳細的量化數(shù)據(jù)分析和反饋報告, 尤其適合運動員的睡眠模式和睡眠行為研究。 Caia 等調(diào)查了45 名橄欖球運動員在比賽季一周內(nèi)的睡眠個體內(nèi)變化。 結(jié)果顯示,不同級別橄欖球運動員的習慣性睡眠模式存在明顯的差異, 不同級別的運動員睡眠個體內(nèi)的差異較大, 體動圖可以為制定個性化的睡眠干預(yù)措施提供依據(jù)[60]。運用體動圖來研究睡眠模式還能夠為研究與睡眠密切相關(guān)的其他因素(如飲食、訓(xùn)練、行為等)提供更多的可能性。 Daniel 等人通過體動圖觀察到睡眠模式和飲食模式之間具有相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)了比賽前白天的食物攝入總量對運動員睡眠的影響要大于正餐的升糖指數(shù)(GI)值的高低[61]。 在有關(guān)于運動員睡眠行為習慣的研究中, 體動圖通常配合睡眠日記來研究運動員的睡前行為(包括白天打盹,咖啡因、茶、煙酒的攝入,電子設(shè)備使用)對睡眠質(zhì)量的影響[62]。由于運動員的生物節(jié)律與訓(xùn)練有密切的關(guān)系,休息—活動晝夜節(jié)律(RARs)參與控制睡眠—覺醒周期。 Vitale 等在一項針對不同運動項目之間RARs 特征的研究中通過 Actiwatch 2 和 ActigraphGT3X+對 3 個不同項目的 43 名運動員進行RARs 的研究,結(jié)果顯示不同的訓(xùn)練計劃、訓(xùn)練負荷和強度會轉(zhuǎn)化為不同的RARs,體能教練和醫(yī)務(wù)人員應(yīng)考慮將體動圖作為一種常規(guī)工具來監(jiān)測運動員的睡眠行為和活動水平,通過體動圖糾正潛在的RARs紊亂可能有助于預(yù)防肌肉骨骼損傷[63]。他在另一項研究中, 通過體動圖記錄分析了高水平排球運動員在比賽前后的所有睡眠變量和知覺變化的顯著差異,結(jié)果提示,教練和醫(yī)務(wù)人員應(yīng)該利用這些發(fā)現(xiàn),在比賽不同階段對運動員實施睡眠干預(yù)[64]。 Costa 等利用體動圖分析了女足運動員睡眠模式后發(fā)現(xiàn), 訓(xùn)練時間及比賽地點會導(dǎo)致運動員睡眠模式的改變[65]。

        在一項基于深度學(xué)習方法預(yù)測睡眠質(zhì)量的研究中,Actigraph 作為可穿戴醫(yī)療設(shè)備用于采集身體活動數(shù)據(jù)[66]。事實上,體動儀在運動員群體中非常受歡迎, 簡單方便的佩戴方式和連續(xù)記錄睡眠變化使得研究者的研究內(nèi)容有了更多的可能性。 AASM 指南(2008)于2018 年更新,推薦采用體動圖進行成年人的睡眠障礙評估[54]。 體動圖能夠在不借助量表的情況下,獨立評價睡眠模式和睡眠差異。但必須要結(jié)合睡眠日記,記錄詳細的入睡時間,對入睡潛伏期進行校正,否則容易造成數(shù)據(jù)偏差。尤其是混雜的影響因素也需要靠日記來記錄,如飲食、藥物、咖啡因等補劑,比賽地點,訓(xùn)練負荷變化等[67]。

        另外需要指出的是, 雖然在運動員睡眠研究中推薦使用體動圖, 但目前還沒有確切的關(guān)于體動儀佩戴在身體不同部位的優(yōu)越性比較, 大部分的研究均佩戴在非優(yōu)勢手腕[68]。另外,體動儀得到的入睡潛伏期(SOL)必須要和睡眠日記進行校正后,才能夠得到較為準確的睡眠數(shù)據(jù)[69]。除此之外,在不同軟件的使用上需要注意哪些事項(包括采樣頻率、數(shù)據(jù)處理準則) 以獲得更有效和更具有可比性的數(shù)據(jù)都是研究者需要關(guān)注的問題。

        3.3 商業(yè)睡眠技術(shù)

        睡眠評價方法和工具大多需要一定程度的專業(yè)知識和/ 或購置成本, 都是經(jīng)過大量的科學(xué)研究去證實其信度和效度才能夠被廣泛使用的。近幾年,很多商業(yè)公司致力于制造一些設(shè)計時尚、 成本相對較低且用戶體驗友好的大眾化睡眠監(jiān)測設(shè)備。

        一類是和體動儀類似, 也是利用內(nèi)置陀螺儀和磁力計產(chǎn)生的體動數(shù)據(jù)結(jié)合算法來獲得睡眠參數(shù)的可穿戴設(shè)備 (手環(huán)), 有些還能夠同時獲得心電、血氧、溫度、光、噪聲、電流,甚至皮溫等指標[70],可以多維度地評價用戶的睡眠質(zhì)量。 有研究者將Fitbit、Jawbone、Whoop 等一些流行設(shè)備與 PSG 和/ 或體動儀進行比較,結(jié)果顯示它們往往低估了睡眠中斷,高估了正常受試者的總睡眠時間和睡眠效率[71]。 在一項采用Fitbit HR Charge 智能手環(huán)和 PSG 測量年輕運動員夜間睡眠和白天小睡期間總睡眠時間的有效性的研究指出,F(xiàn)itbit 計算的所謂淺睡眠和深睡眠與PSG 測量的睡眠分期并無關(guān)系[72]。 另一項測試Fitbit Charge 2 準確性的研究指出, 當 PSQI<5 分以及WASO<30 min 時推算的睡眠指標錯誤會顯著增加[73]。一項關(guān)于Fitbit 模型用于睡眠評估的薈萃分析指出: 新一代Fitbit 模型綜合利用心率變異性和身體運動來評估睡眠階段,比早期一代僅利用身體運動來評估睡眠階段的模型表現(xiàn)更好,但仍傾向于高估總睡眠時間,低估睡眠潛伏期,相較常規(guī)腕部運動描記器具有更高的靈敏度和特異性[74]。另一項采用Polar PFT 對青少年進行睡眠評估有效性的研究指出, 該設(shè)備在定義睡眠開始時是準確的, 但與PSG相比它還是低估了睡眠總時間[75]。目前來看,研究更傾向于采用身體活動記錄儀或者PSG 進行特殊人群的睡眠科學(xué)研究[76]。

        另外一類設(shè)備是基于多普勒生物雷達技術(shù)或投影心搏儀技術(shù)以及其他一些非接觸式傳感技術(shù)獲取如呼吸、心率、體動等相關(guān)生命參數(shù),再通過算法來進行睡眠評價。 一般將設(shè)備放在床上或床附近進行監(jiān)測,對應(yīng)之前的“可穿戴”(Wearable)設(shè)備,也翻譯為“非接觸式”(Nearable)設(shè)備。其特點是監(jiān)測過程舒適度更高,不需要佩戴任何設(shè)備,完全不影響原有的睡眠習慣。如Beddit 是一條很薄的傳感帶,只要把它放在被單之下, 就可以獲取睡眠時間、心率、呼吸及打鼾等數(shù)據(jù), 它甚至能監(jiān)控到床上的濕度和溫度,用戶還可以從手表上得到睡眠報告和睡覺時間等提醒。

        廖鵬等采用基于多普勒雷達技術(shù)的赫斯(HES)運動員睡眠與靜態(tài)體征測試系統(tǒng)對18 名優(yōu)秀女子水球運動員的午睡和夜間睡眠進行監(jiān)測[77]。基于中樞與心臟活動之間存在密切的神經(jīng)耦聯(lián), 因此不同睡眠階段的心率會出現(xiàn)對應(yīng)變化[78]。結(jié)果顯示不同時長午睡對運動員夜間睡眠效率無影響, 但與120 min 午睡相比,60 min 午睡有利于縮短夜間睡眠潛伏期,延長深睡時長,降低睡眠心率變異性。 該研究采用的多普勒生物雷達技術(shù)所使用的傳感器能夠精確地重建由心肺活動引起的胸壁運動,算法能夠估計呼吸、心率和心率變異性(Heart Rate Variablity,HRV)的一些指標[79],但由于對內(nèi)外界環(huán)境敏感,睡眠監(jiān)測需持續(xù)一定的長度。 好處是設(shè)備為非接觸式,減少了運動員睡眠過程中因佩帶設(shè)備不習慣而可能影響睡眠質(zhì)量的因素。 但一般對于此類設(shè)備使用的算法知之甚少,針對與PSG 的驗證也不全面。此外,這類設(shè)備由于不需要和人體特定部位接觸, 設(shè)備的定位以及其他外部物理因素可能影響數(shù)據(jù)質(zhì)量[70]。 而一款名為Sleep Cycle 的睡眠周期應(yīng)用程序更是能夠通過加速度計和聽覺輸入從智能手機設(shè)備檢測睡眠時間和睡眠階段, 能夠在長達幾年的時間內(nèi)對人群的睡眠狀況進行調(diào)查[80]。 商業(yè)睡眠設(shè)備種類繁多,但最新的研究一致認為基于移動健康的可穿戴設(shè)備用于睡眠監(jiān)測是可行的且具有良好的前景,但目前來看可靠性較差[81]。事實上, 針對商業(yè)睡眠設(shè)備在運動員中的有效性研究還非常少。 但這類設(shè)備用戶體驗較好,在運動員群體中有越來越高的使用度。 以往的調(diào)查發(fā)現(xiàn),運動員對自己的睡眠時間和質(zhì)量缺乏自我評估[82]。但現(xiàn)在看來, 運動員采用各種商業(yè)設(shè)備進行自我評估也較為常見,因此有必要對此類設(shè)備的局限性進行論述。

        雖然商業(yè)睡眠技術(shù)在成本和用戶體驗方面有一些優(yōu)勢,但是他們的確切機制和算法是保密的,并且后臺數(shù)據(jù)無法向用戶開放, 因此其準確性和可靠性有限,且難以得到驗證。表1 就上述運動員常用的睡眠評價的主觀及客觀方法進行簡單比較, 以便研究者根據(jù)研究的實際情況進行選擇。

        表1 運動員常用睡眠評價方法的比較Table 1 Advantages and Disadvantages of Sleep Monitoring Tools

        方法 特點和優(yōu)勢 局限性 應(yīng)用 工具舉例 出處/ 來源體動圖 客觀評價無地域限制入睡潛伏期(SOL)需要校正需配合睡眠日記不能對睡眠分期連續(xù)多天的睡眠質(zhì)量評估運動員睡眠模式研究Actigraph GT3X+ 、PhilipsActiWatch 2 Smith M.T., 等[54]Vitale J.A., 等[63]Lastella M., 等[67]Bonnar D.,等[69]PSG 客觀評估金標準可對睡眠分期只能在醫(yī)療睡眠中心/實驗室費用高首夜效應(yīng)睡眠基礎(chǔ)研究睡眠障礙鑒別診斷及治療評估實驗室/ 便攜式多導(dǎo)睡眠記錄儀Roomkham S.,等[46]Douglas J.A.,等[52]商業(yè)睡眠技術(shù) 客觀評價無地域限制用戶體驗良好可快速反饋信效度不確定受位置、環(huán)境因素影響大運動員睡眠質(zhì)量自我評估多參數(shù)綜合評價睡眠FitBit、Polar、HES Haghayegh S.,等[74]廖鵬,等[77]

        4 小結(jié)

        對運動員睡眠的深入研究能夠使科研人員、教練員和運動員有意識地、更積極地關(guān)注睡眠,最終的目的是幫助運動員提升運動表現(xiàn)和整體健康水平。而目前的研究由于方法手段的不統(tǒng)一, 結(jié)果總是模棱兩可,容易被質(zhì)疑,不同睡眠評價方法會對睡眠評價的結(jié)果造成影響。 廣泛用于睡眠基礎(chǔ)研究和臨床鑒別診斷的PSG 由于測試環(huán)境非自然化、 操作復(fù)雜、具有“首夜效應(yīng)”等,用于運動員的日常睡眠評價和縱向研究幾乎不可能實現(xiàn)。 但PSG 作為睡眠測量的“金標準”可以作為運動人體睡眠基礎(chǔ)研究的必要手段, 用于運動員睡眠研究時需同時采用睡眠日記和/ 或睡眠問卷量表的方式進行綜合評價; 睡眠日記目前通常作為其他主觀或客觀評價手段的必要補充, 尤其是在于睡眠數(shù)據(jù)缺陷的查缺和睡眠相關(guān)行為的補充調(diào)查中顯得十分必要, 也常被應(yīng)用于運動員睡眠障礙的行為治療中。 睡眠問卷量表大多經(jīng)過信度和效度檢驗, 與客觀評估方法之間也存在顯著的相關(guān)性[83],PSQI 量表主要用于一個月或一段時間的睡眠評價,ESS 是日間功能評價的必要手段,SHI對于研究運動員睡眠行為有很大幫助, 專門針對運動員的ASSQ 和ASBQ 更符合精英運動員的訓(xùn)練生活實際,但無論是哪種問卷量表,實際的操作中還是依賴研究對象的主觀判斷, 多存在寬容性誤差和傾向以及成見效應(yīng)。 顯然,采用主、客觀睡眠評價方法綜合評價睡眠更能增加研究的深度和可靠性。 體動圖是目前采用較多的PSG 替代技術(shù),雖然精度相對PSG 較差且不能對睡眠分期,但體動儀價格便宜,攜帶方便,分析報告直觀易懂,測試環(huán)境為自然睡眠,可以長期縱向研究運動員的睡眠模式和行為, 尤其適合精英運動員群體,根據(jù)研究目的,選擇1~2 種睡眠問卷進行補充,配合睡眠日記對入睡潛伏期進行校正即可。當然如果希望什么都不用寫也不佩戴任何設(shè)備, 或者同時獲得除了睡眠核心指標之外的心率、呼吸及打鼾,甚至環(huán)境的濕度和溫度等來為優(yōu)化睡眠獲得更多的數(shù)據(jù)信息,也可以嘗試商業(yè)睡眠設(shè)備。

        但無論使用哪種方法, 在進行運動員睡眠評價時,均需要對訓(xùn)練負荷、訓(xùn)練內(nèi)容、重大比賽和長途旅行等主要影響因素進行記錄和控制, 并且在監(jiān)測期間,運動員作息需要較為固定(除非研究內(nèi)容為睡眠行為),有時候需要同時測試運動員的常規(guī)身體機能指標,為研究結(jié)果的可靠性奠定基礎(chǔ)。運動員睡眠評價的研究體系還遠未成熟, 較多的研究報告均來自于國外運動員, 問卷的制訂者和對象也是來自于國外,而中國運動員大多是封閉訓(xùn)練,不同項目訓(xùn)練周期的安排也大相徑庭, 需要根據(jù)訓(xùn)練和比賽實際需求有針對性地選擇合適的評價方法才能真正為提高訓(xùn)練效果和提升競技狀態(tài)服務(wù)。

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