[发明专利]睡眠阶段注释设备

说明书

技术领域

本发明涉及睡眠阶段注释领域。

背景技术

在临床实践中，通常由具有资质的专家根据对于电生理信号的视觉检察来施行睡眠阶段注释（SSA）。在传统上，使用三项主要措施来定义生理睡眠和不同的生理睡眠阶段。这些措施是：脑电图（“EEG”），其是主要从神经细胞隔膜电压的改变发出的和信号；眼电图（“EOG”），其记录由于眼睛移动而导致的电生理现象，其中眼球充当小的电池，视网膜相对于眼角膜为负，从而使得放置在眼睛附近的皮肤上的电极将记录随着眼睛转动的电压改变；以及肌电图（“EMG”），其是对于从活跃肌肉发出的电活动的记录，并且可以从覆盖某块肌肉的皮肤表面上的电极记录（通常从颚下的某一区段记录）。

在实践中，EEG、EOG和EMG被同时记录，从而可以立即看出三者之间的关系。在清醒状态下，EEG在两种主要模式之间交替。其中一种是低电压（大约10-30微伏）快速（16-25Hz或cps；即每秒周期数）活动，其常常被称作“激活”或去同步模式。另一种是大约20-40微伏的正弦8-12Hz模式（最为常见的是8或12Hz），其被称作“α”活动。通常来说，当对象放松并且眼睛闭合时，α活动最为丰富。当对象警觉眼睛睁开并且正在扫描视觉环境时，激活模式最为显著。

在快速眼睛移动（“REM”）睡眠中，EEG回复到低电压、混合频率模式。会出现显著快速眼睛移动的突发。背景EMG几乎不存在，但是在这一低背景中可能发生许多小的肌肉颤搐。

REM睡眠被分类成两个类别：紧张性（tonic）和位相性（phasic）。成人的REM睡眠通常占据总睡眠的20-25%，即一夜睡眠当中的90-120分钟。在正常的一夜睡眠期间，人类通常经历大约四个或五个REM睡眠时段；这些时段在夜晚开始时相当短，并且朝向夜晚的结束变得更长。在REM睡眠期间，大脑神经元的活动与清醒时的活动相当类似；为此，REM睡眠阶段可以被称作异相睡眠。REM睡眠在生理上不同于另外两个睡眠阶段，这两个阶段被统称为非REM睡眠（“NREM睡眠”）。能够逼真地回想起的梦境大多发生在REM睡眠期间。

在阶段1睡眠（根据[4]的命名法）中，α活动减少，激活很少，并且EEG大多由低电压、混合频率活动（其大部分处于3-7Hz）构成。REM不存在，但是出现缓慢滚动眼睛移动。EMG信号与清醒时（其通常伴随有高度紧张性EMG）相比为中度到低度。

在阶段2睡眠中，在连续的低电压、混合频率活动背景中，在EEG中出现被称作“睡眠纺锤波”的明显不同的12-14Hz正弦波突发。眼睛移动较少，并且EMG信号与清醒时相比为低度到中度。

在阶段3睡眠中，在EEG中出现被称作“δ波”的高幅度（>75mV）、缓慢（0.5-2Hz）波；EOG和EMG与之前一样继续。

在阶段4睡眠中，δ波的数量增加，从而其开始主导EEG迹线。

在2007年的AASM（美国睡眠医学会）标准下，类似的命名法适用，其中阶段N1指的是大脑从频率为8-13Hz的α波（在清醒状态下常见）到频率为4-7Hz的θ波的过渡。这一阶段有时被称作多寐（somnolence）或嗜睡（drowsy）睡眠。突然的颤搐和入睡抽动（其也被称作正肌阵挛）可能与N1期间的睡眠的开始相关联。某些人在这一阶段期间还可能会经历入睡前幻觉，这可能会对他们造成困扰。在N1期间，对象失去一些肌肉紧张性以及对于外部环境的大部分意识觉察。

阶段N2由范围从11-16Hz（最为常见的是12-14Hz）的睡眠纺锤波和K复合波表征，也就是被认为（i）抑制响应于睡眠中的大脑所评估的刺激的皮层觉醒并且（ii）帮助基于睡眠的记忆巩固的显著EEG波形。在这一阶段期间，由EMG所测量的肌肉活动减少，并且对于外部环境的意识觉察消失。这一阶段占据成人总睡眠的45-55%。

阶段N3（深度或慢波睡眠）由至少20%的范围从0.5-2Hz并且具有>75μV的峰值到峰值幅度的δ波的存在表征。（EEG标准把δ波定义为从0-4Hz，但是原始R&K以及新的2007 AASM指南中的睡眠标准都具有0.5-2Hz的范围。）这是其中会发生深眠状态的阶段，比如夜惊、夜间遗尿、梦游和梦呓。下表给出了根据不同命名法的不同睡眠阶段及其分类的总览：

表1