作者：王玮,张晓雷
出版社：人民卫生出版社
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基层呼吸系统疾病防治系列教程——睡眠呼吸障碍性疾病试读：
前言
呼吸系统疾病属我国最常见疾病，其城乡居民两周患病率、两周就诊率、住院人数构成长期居第一位，导致巨大的疾病负担，已成为我国最为突出的公共卫生与医疗保健问题之一。由于吸烟、空气污染、病原体变化、人口老龄化等严重问题，未来我国呼吸系统疾病防治形势将更加严峻。在我国，与心脑血管疾病、恶性肿瘤和糖尿病相比，呼吸系统疾病远未受到重视，其防治体系与能力建设严重滞后，成为我国重大疾病综合防控体系中亟须加强的“短板”。导致我国呼吸系统疾病防治能力严重落后的重要原因之一，是呼吸学界长期以来未能重视基层呼吸系统疾病防治工作，缺乏与包括社区卫生机构和县医院在内的基层卫生机构之间的积极合作，导致基层卫生机构与医务人员对于呼吸系统疾病的巨大危害及严峻的防治形势认识不足，与心脑血管疾病、糖尿病相比基层呼吸系统疾病的防治体系与能力建设明显落后，严重影响了我国对呼吸系统疾病的有效防治。
为了切实提升基层呼吸系统疾病的防治水平，推动基层呼吸系统疾病防治体系与能力建设，中华医学会呼吸病学分会、中国医师协会呼吸医师分会发起倡议，应运成立中国基层呼吸疾病防治联盟（以下简称基层联盟）。基层联盟的核心工作就是积极推动呼吸学界与全科医学界、基层卫生机构开展合作，通过人才培养、技术培训、双向转诊、远程会诊、设施和药品配备等综合性措施，整体提升基层卫生机构及医务人员的呼吸系统疾病防治能力。
我国基层医生在呼吸系统疾病的防治中发挥着巨大作用，他们面对最广大的患者群体，承担大多数呼吸系统疾病的首诊、首治任务，负责呼吸系统慢性病的长期管理工作，在分级诊疗中肩负着重要责任。在我国医疗资源相对匮乏的地区，基层医生的作用尤为重要。
为此，基层联盟从培训教材入手，计划出版适用于基层医生的呼吸系统常见病的系列教程，第一批将出版慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘、社区获得性肺炎、睡眠呼吸障碍性疾病四种疾病。该教程以病例的形式引出疾病相关定义、诊断、治疗、管理等知识，并给予详细讲解，便于基层医生学习和掌握；同时根据我国基层特色，适当增加了中医药的内容。相信本系列教程能够为基层医生所喜爱，成为基层医生临床工作的好帮手。
基层兴，则呼吸系统疾病防治事业兴！中国医师协会呼吸医师分会会长中国基层呼吸疾病防治联盟主席中国工程院院士王辰2017年6月前言
20世纪80年代以来，睡眠医学作为一门新兴的边缘横断学科，逐步发展和成熟起来，睡眠呼吸障碍性疾病是其中的典型代表疾病。自从1965年法国和德国学者各自独立地发现了睡眠呼吸暂停，关于睡眠呼吸障碍性疾病的研究越来越深入。目前研究表明，睡眠呼吸障碍性疾病的发生率在成人为2%～4%，老年人可高达16%。由于它主要发生于睡眠时，常常被忽视，又被称为“健康的隐形杀手”。事实上，它不仅引起睡眠时血氧反复下降和睡眠片段化，也会导致工作效率下降、交通事故高发，还与高血压、冠心病、脑卒中、糖尿病、抑郁症、流产、早产、猝死、肿瘤的高发等密切相关，所以它也被认为是一种全身性疾病。如果未接受合理的治疗，中、重度睡眠呼吸障碍性疾病患者的死亡率高达13%，死亡原因多与心、脑血管并发症相关；如果及时进行合理治疗，可以减少甚至逆转并发症的发生和进展。因此，加强医务人员尤其是基层医生对睡眠呼吸障碍性疾病的认识非常必要，对疾病进行早期诊断和合理治疗十分关键。
近年来，睡眠呼吸障碍性疾病在我国的进展喜忧参半。一方面，越来越多的人开始关注、了解这一疾病；另一方面，基层医院对其诊治方法的未普及和不规范也令人烦忧。为了促进基层医务工作者对睡眠呼吸障碍性疾病的认识和掌握，推动其规范化诊治，中国基层呼吸疾病防治联盟组织国内同行编写该疾病系列口袋书《基层呼吸系统疾病防治系列教程——睡眠呼吸障碍性疾病》。该书由王玮教授、张晓雷教授主编，经过认真讨论和精心设计，以病例导入的方式，结合基层临床实践和国内外指南，多角度阐释、解读睡眠呼吸障碍性疾病，包括分类和表现、诊断与评估、规范诊治体系建设的基本要求，以及如何针对不同患者选择适合的个体化治疗方案等内容，具有简洁、适用、实用的特点，为基层医务工作者对该疾病的规范化管理提供基础，为将来该病的分级诊疗、一体化管理模式奠定基础。
在本书的撰写过程中，得到了中国基层呼吸疾病防治联盟、中华医学会呼吸病学分会睡眠呼吸障碍学组的大力支持，各位参编者也一呼即应、不辞辛苦，为我国睡眠呼吸障碍性疾病诊治的发展全力以赴，在此表示深深的感谢！因为睡眠呼吸障碍性疾病领域的研究还在不断进展中，书中的阐述难免有不足之处，请各位老师不吝赐教、批评指正。王玮 张晓雷2018年1月第一章 睡眠监测基础第一节 成人睡眠监测技术
知识点
1.睡眠监测与记录技术及其判读标准的发展。
2.睡眠监测的仪器设备及其技术标准。
3.睡眠监测脑电导联与电极安放位置。
4.生物定标。
5.脑电监测、眼动监测、下颌肌电监测。一、睡眠监测与记录技术以及判读标准的发展
1875年英国电生理学家Richard Caton首次在动物脑表面记录到电流变化，奠定了现代脑电学研究基础。1929年德国精神科专家Hans Berger首次在人类头颅表面记录到清醒状态下的脑电活动，被公认为人类脑电监测的创始人。此后的研究对持续脑电波形，如α波和δ波的周期性活动以及K复合波、梭形波、顶尖波等波形的认识逐渐加深。1953年美国芝加哥大学生理学教授Nathaniel Kleitman和其学生Eugene Aserinsky以及William Dement共同发现了快速眼球运动睡眠，证实了快速眼球运动的周期形式以及与做梦、呼吸和心脏活动之间的关系。现今我们知道睡眠是由非快速眼球运动（non-rapid eyemovement，NREM）睡眠和快速眼球运动（rapid eyemovement，REM）睡眠组成，根据脑电图（electroencephalogram，EEG）、眼动电图（electrooculogram，EOG）和下颌肌电图（chin electromyogram，chin EMG）进行睡眠分期，EOG和下颌EMG主要用于识别以快速眼球运动和肌张力减低为特征的REM睡眠。
传统脑电图是通过直流模拟信号设备，用墨笔走纸记录。这种记录方式的缺点是信号通道有限，最多只能同时采集12导联的信号，因此导联组合（蒙太奇）设置必须根据监测目的认真考量，才能在有限导联的信息采集中获得有用的信息，做出正确的诊断；睡眠监测通过记录笔以10mm/s的速度描记，每一次睡眠监测需要耗费大量的纸张；同时，阅读记录资料是一项十分繁重的工作，必须逐页判读、人工标记和统计数据资料，甚至统计比判读所花费的时间更长；记录设备庞大，每一个重达几百磅；记录资料存储困难，经济消费和占用空间巨大。20世纪80年代后，随着电子计算机技术和生物传感器技术的发展，出现了数字多导睡眠图。就像许多其他新技术一样，数字记录技术在当时也存在一些问题，比如硬件存储源数据的能力，只有30～50MB，数据只能不断地转存到价格较高的光盘中；数据处理速度缓慢（＜100MHz/s），由于资料负荷过大导致计算机故障的现象非常常见；计算机显示器上的波形定义质量较差，自动睡眠分期和判读算法也非常不准确。进入1990年后期，计算机技术的飞速发展已经解决了人们在数字多导睡眠图记录与存储中的疑难问题。目前，有大量的服务性硬件设备可供选用，运行速度也提高到每秒数GHz级，存储设备也非常便宜；储存原来走纸记录1～2个晚上数据占用的空间，现在可储存几年数字记录的资料；显示器可以像走纸一样，一段一段地显示；计算机识别异常事件的能力已经极大改善，但睡眠分期的自动判读仍不准确，需要经过专门训练的技术人员人工复核与编辑。近年来，基于云平台的脑电信息监测与存贮技术正在逐渐走向临床应用，远程睡眠医学和大数据时代已经到来，柔性电极和可穿戴设备日趋成熟，值得予以关注和期待。
直到20世纪60年代，睡眠监测技术的早期研究并没有对睡眠分期的判读规则给出公认的标准。1967年在Alan Rechtschaffen和Anthony Kales两位专家的指导下，第一部睡眠分期判读标准手册Rechtschaffen and Kales′manual of Standardized Terminology，Techniques and Scoring System for Sleep Stages ofHuman Subjects（简称《R&K判读手册》）于1968年公诸于世。在《R&K判读手册》中，NREM睡眠分为1期、2期、3期和4期，REM睡眠以REM期（stage REM）表示。2007年《美国睡眠医学会睡眠及其相关事件判读手册》[American Academy of Sleep Medicine（AASM）Manual for the Scoring of Sleep and Associated Events，简称《AASM判读手册》]颁布后，睡眠分期的术语也随之改变。新标准介绍了用于判定睡眠分期的新术语，将3期和4期合并为N3期，睡眠分期的判读规则也进行了部分修整。除此之外，第一次对睡眠相关事件包括呼吸事件、心电事件、运动事件、睡眠行为信息的采集技术规范及术语和判读规则进行了规定，可以说是多导睡眠监测的里程碑事件。2012年，在2007年《AASM判读手册》（第1版）的基础上更新为2.0版，2.0版重点是睡眠呼吸事件采集与判读规则的补充，并且首次以电子版形式在线发布。这样不仅方便读者在移动通信设备端阅读，也便于随时在线修订和补充。目前已经更新到2.4版，除了对睡眠判读规则的补充和完善，单独列出和补充了婴儿睡眠分期的判读规则，对运动规则的技术规范和判读规则作了较大幅度的充实，增加了成人家庭睡眠呼吸监测相关的技术规范与判读规则。二、睡眠监测仪器设备及其技术标准
现代监测睡眠及其相关事件的标准设备为多导睡眠监测仪（polysomnography，PSG），PSG是同步记录脑电图（EEG），眼动电图（EOG），肌电图（EMG），心电图（ECG），口、鼻温度气流，鼻腔内压力，鼾声，胸、腹运动，血氧饱和度（SaO），下肢运2动以及同步视频观察睡眠行为的多参数生理监测系统。其中，EEG、EMG和EOG这三个参数用于判读睡眠时间、睡眠结构、睡眠期间的觉醒、睡眠及其相关事件间的相互关系，是研究睡眠及其相关科学的重要技术。（一）睡眠监测设备的基本结构（图1-1）
现代睡眠监测与记录系统包括一个头盒（head box），头盒内的电极（electrodes）都连接到一个放大器上，放大器与模数（A/D）转换器相连，现今的A/D转换器通常安置在患者床旁或佩戴在头盒以外的放大器内。数字化信号通过以太网电缆（ethernet cables）或无线传输模式（wireless mode）传送到计算机，由计算机记录所采集的数据。通过A/D转换器将原始数字数据储存在计算机内，在原始数据被数字化并储存后，即可通过各种操作显示所需要的信号。在记录和回放期间，计算机程序根据设定的数字低频和高频滤波处理数据，并通过数字计算显示所需导联信号，也可以选择显示灵敏度（display sensitivity）以确定在特定通道宽度（数字增益）内显示数据的波幅上限或下限。另外，调整数据显示（特定导联、数字滤波、数字增益）并不改变计算机所采集的原始资料。图1-1 睡眠监测设备的基本结构（二）生物电信号记录
睡眠监测设备是采用交流差分放大器，放大两个输入信号通道的电压差，记录脑电图（EEG）、眼动电图（EOG）和肌电图（EMG）。每个差分放大器有两个输入端口和一个接地端口，每一个输入通道的记录电极都参考共同的接地，这使得输入1和输入2之间相同的信号彼此抵消，而信号间的差异被放大，并且输入通道1与输入通道2的信号是互为反向的。因此，如果输入信号相同，则信号不被放大（共模抑制）；如果输入信号通道1记录的信号相对于通道2较大，记录的信号呈负相波（波峰向上的波形）；如果输入信号通道1信号小于通道2信号，则记录到一个正向波（波峰向下的波形），见图1-2。图1-2 差分放大器2个输入之间的差值被放大（简单起见，放大系数=1）（三）技术规范
睡眠监测设备的技术规范很重要，是选择睡眠检测设备的技术标准。
1.最大电极阻抗
阻抗过高的情况下，使用差分放大器在记录头皮直流电（DC）电压变化的同时，也可能记录到附近交流电（AC）电源线路60Hz干扰。所以要求输入1和输入2的电极阻抗要相等，否则共模信号在两个输入的电压就不等。既往在安置好患者头部电极后，将各个电极插入一个电阻检测盒，然后通过与接地电极或所有电极组合比较来检测电极阻抗。现在绝大部分数字系统可通过来自放大器的信号在线检测阻抗，检测结果与其他数字数据一并储存在计算机内供回放时参阅。《AASM判读手册》推荐最大电极阻抗为5kΩ（可接受＜10kΩ）。影响阻抗的因素：一是监测电极与放大器之间导线的距离和连接，二是电极的取材与质量，三是电极与头皮间的导电介质，四是电极粘贴处皮肤的处理（包括去除角质层和脱去皮脂）是否到位。
2.最低数字分辨率
分辨率由A/D转换器和动态范围来确定。一个12字节（bit）的DC12转换器产生2=4096（bits）的动态范围；而一个16bit的DC转换器其转换范围可达65 536（bits）。典型的A/D转换器的动态范围可能需要放大后为5V（±2.5V）的输入电压。通常AC信号在输入A/D转换器之前，都经一套放大器进行放大（如1250倍增益）。假定放大倍数为1250，根据A/D转换器动态范围（峰-峰值）的放大电压为5V，可得出未放大的原始信号约为4000μV（4000μV×1250=5 000 000μV=5.0V）。 如果用一个12bit的A/D转换器，其分辨率为0.97μV/bit（3973.12μV/4096bits）。美国睡眠医学会推荐的最低数字分辨率为每一采样12bits。
3.采样频率
采样频率必须超过被采集样本频率的两倍，以避免记录信号失真。如果采样频率过低，采集的信号可能明显失真，显示为较采集信号频率低的信号。采样频率取决于所要记录的信号频率，变化较慢的信号需要的采样频率较低。美国睡眠医学会（American Academy of Sleep Medicine，AASM）判读手册推荐的采样频率见表1-1。表1-1 美国睡眠医学会推荐的睡眠监测采样频率
4.滤波
任何想获得的信号都可能被低频率或高频率信号或50/60Hz的伪迹（来自附近的AC电路）干扰，滤波可以减弱这些干扰成分。低频滤波（高通滤波）减弱低频率信号的波幅；高频滤波（低通滤波）减弱高频率信号的波幅；60Hz滤波或陷波滤波用于减弱与电源线信号干扰有关的某一窄频带信号（例如50Hz或60Hz）；在睡眠监测设备中使用35Hz的高频滤波，已经减弱了大部分60Hz的信号。因此，如果已经使用30～35Hz滤波，就无需再附加60Hz陷波滤波。滤波的频率设置，应考虑睡眠监测所需信号的频率特点。例如，探测慢波和眼球运动要避免头皮DC电压变化（频率非常低）的影响，就需要设定一个0.3Hz的滤波。EEG或EOG通道低频滤波设定过高会减弱慢波和眼球运动的波幅。EMG通道由于信号频率较高，采用10Hz的低频滤波。对于EEG和EOG通道，选用35Hz高频滤波清除不想要的较高频率信号；而对于特征性EEG，如睡眠梭形波（11～16Hz），减弱程度则较小。然而，对于频率较高的EMG，通常选用100Hz的高频滤波（表1-2）。表1-2 美国睡眠医学会推荐的常规记录滤波设定
5.显示器分辨率
显示器分辨率通常低于数据的采样频率，这样就限制了记录和显示信号的准确性。因为大部分数字系统使用的采样频率是每秒200次或更高，显示器分辨率是信号显示准确性的主要影响因素。《美国睡眠医学会睡眠及其相关事件判读手册》推荐的最小显示器分辨率是1600×1200。
6.显示视窗
数字睡眠监测设备在记录和回放时可以选择不同的视窗。判读睡眠分期和觉醒使用30s的视窗；10s的视窗回放能更好地识别非常短暂的事件（尖波和棘波）以及发作间期或发作期癫痫样脑电波，10s视窗也可用于计数波的频率。三、睡眠监测脑电的导联与电极安置（一）国际脑电电极放置10-20系统
1.定义
国际脑电电极放置10-20系统（以下简称“10-20”系统）是采用头颅特定的解剖标志作为参考点，经过测量技术确定经头皮监测脑电电极放置部位的一种方法。命名为“10-20”系统是因为电极放置的位置为特定一对头皮标志点间距的10%或20%，用百分比而不是绝对值是为了适应不同大小的头颅结构。从解剖上讲，每一个电极的对应放置点对应一个特定的大脑皮质结构区域。采用经皮钻孔技术证实，这种定位方法与解剖位置相差±1cm，因此不适用于精确的脑电电极定位。
2.意义
使用脑电电极“10-20”系统定位的意义在于：（1）国际公认的EEG电极定位法。（2）从解剖学上建立了脑电电极与特定大脑皮质脑电活动的联系。（3）统一电极放置便于不同脑区之间EEG比较，便于不同时间同一脑区EEG变化的比较，便于不同试验室EEG监测结果的比较。（4）没有国家、种族语言表达的差异。（5）便于建立在一定脑区增加电极的定位规则，以便更详细地监测脑电信息。
3.定位解剖标志点
经头皮测量脑电电极“10-20”系统的解剖定位参考标志点包括：（1）鼻根点：
为前额与鼻梁的连接点。（2）枕外隆凸点：
颈部与颅骨之间的隆起。（3）左耳前点：
左耳屏上缘。（4）右耳前点：
右耳屏上缘。
4.测量工具
需要厘米尺、两脚量规、无毒皮肤标记笔和剪刀（用以去除电极放置点毛发，便于标记和电极粘贴）。
5.电极点命名规则
电极对应的解剖位置用拉丁文的首字母代表，左侧对应电极点用奇数下标数字表示，右侧对应电极点用偶数下标数字表示，矢状面中线电极点用“z”下标表示。
6.测量程序
以厘米为单位，通过测量枕外隆凸至鼻根距离，确定F、F、Cpzz和O点；通过C测量左耳及右耳前点距离，确定C、T、C、C和zzz334T点；通过O、F、T和T测量头围周长，按“10-20”系统定位规4zp34则分成10等份，分别为F、F、F、F、F、T、T、T、T、O、pp1p2783456zO和O点；经过头颅左侧C测量F到O距离，从前向后确立F、123p113C和P点，同理定位右侧；经F测量F到F距离，确定F、F和F33z78z34点；通过P测量T至T距离，确定P、P和P点。z56z34
按照规定的解剖标志点测量并命名的脑电电极放置点及其规定缩写见图1-3，每个电极点对应的脑区见表1-3。（二）睡眠监测脑电电极与导联
美国睡眠医学会规定判读睡眠分期，至少需采集额部、中央部和枕部三组EEG活动。表1-3 脑电电极对应脑区与电极点缩写图1-3 国际脑电电极放置“10-20”系统示意图
1.推荐EEG导联和电极放置（1）F-M。41（2）C-M。41（3）O-M。21
如果在监测中推荐电极出现故障，备份电极应放置在F、C、33O和M，显示为F-M、C-M和O-M。12323212
2.可接受EEG导联（1）F-C。zz（2）C-O。zz（3）C-M。41
如果在监测期间可接受导联的替代电极出现故障，备份电极应放置在F、C、O和M，允许以F替代F，C替代C或C，O替代pz312pzz3z41O，M替代M（图1-4）。z21图1-4 多导睡眠监测期间EEG可接受导联电极放置模式图电极放置与命名遵从国际“10-20”系统规则
参考电极分别放置在左和右侧乳突（M和M）。M是记录EEG121的标准参考电极，记录期间如果M脱落，应使用备份电极并参考1M。F-C不适用于额部脑电活动慢波波幅的测量。当使用可接受导2zz联监测EEG和EOG时，应用E-F导联测量额部慢波波幅。这种情况1pz下，F是探测电极记录额部脑电活动，E是参考导联的参考电极。pz1当使用可接受EEG导联和推荐EOG导联时，确定EEG慢波活动波幅应采用C-M导联（如果C或M电极出现故障则使用C-M）。应用414132推荐的EEG导联和推荐的EOG导联时，使用F-M导联测量EEG波幅。41四、仪器校准与生物定标（一）仪器校准（机械定标）
校准就是给定一个校准信号，确保经过AC放大后的输出信号相同，从而有利于记录期间的共模抑制。也就是向两个放大器输入同一个信号，相应导联输出应为零。仪器校准包括极性（波形的正负方向）、增益（灵敏度，相同输入信号的偏转幅度）和滤波（信号频率范围）。
在走纸时代，校准通常通过发送一个方波电压脉冲来进行（一般是50μV），灵敏度调整至一个50μV的信号产生10mm的偏转（或者75μV的信号产生10mm的偏转）。
为证实系统的准确性，现在的数字系统通常向放大器发送一个标准频率（5Hz或10Hz）和标准峰-峰电压（100～500μV）的正弦波信号。然后通过观测显示器的各通道的信号波形特征，判定输出信号是否准确。现代多导睡眠监测设备中脑电图、眼电图和肌电图在出厂前已经预先设置极性、较宽的带宽（例如，可分别为0.03Hz和100Hz）和增益（灵敏度），在数据记录后回放时可更改为理想的增益和滤波来展示波形。除制造商以外，通常无法调整数字系统的增益。（二）生物定标
生物定标是PSG监测流程中重要的组成部分，一般包括两次，一次为睡前生物定标，一次为醒后生物定标。两次定标程序相同，但目的有差异。睡前生物定标的目的是保证各传感器、导联的连接、记录完好，信号采集良好，记录患者清醒期生理信号；醒后生物定标目的是保证整夜监测信号完好、可信。进行生物定标前需要向患者提前解读生物定标指令，一般建议在放置电极的过程中就向患者解释说明生物定标的目的、意义、如何配合指令做动作。这样有助于缓解患者紧张情绪，确保生物定标顺利进行。表1-4是生物定标的指令以及每个指令的意义（生物定标正常图形见图1-5）。表1-4 脑电采集前、后生物定标程序注：EEG=脑电图；EMG=肌电图；REM=快速眼球运动图1-5 生物定标正常图形A.闭眼；B.闭眼后睁眼；C.磨牙；D.上下看；E.眨眼；F.左右看五、脑电图基本波形的识别
脑电是人脑内部神经细胞群的电生理活动在大脑皮层的综合反应，脑电图利用头皮上安放的电极导出脑细胞群的自发性、节律性电活动。一般的脑电信号只有50μV左右，最大的100μV，需要经过放大后才能得到的具有一定波形和波幅等信息的曲线图形，我们将这种经过放大后的曲线图形称为脑电图（electroencephalogram，EEG）。脑电信号是一种重要的生物电信号，它是以频率特性为重要特征，波幅、位相、频率连续变化的非周期性输出信号，一般在0.5～30Hz范围内。EEG蕴含丰富的大脑活动信息，通过脑电图这个“窗口”，人们可以深入了解大脑的功能状态及其活动规律。（一）表述脑电图波形特征的术语
1.位相（极性）
脑电活动由交流差分放大器记录，其信号是两个输入信号之间的电压差。导联所描计的曲线波形是2个输入电极之间的差分信号。按照EEG波形定义规则，正向波（波峰向下）是指相对于参考电极，记录电极所记录到的电压为负值，两电极之间的电压差会导致记录导联描计曲线出现一个向下的偏转信号；负相波（波峰向上）是指相对于参考电极，记录电极所记录到的电压为正值，两电极之间的电压差会导致记录导联描计曲线出现一个向上的偏转信号；双向波是指相对于参考电极，记录电极所记录到的电压初始为负值，随后为正值，导致记录导联信号曲线出现一个先向下（上）、后向上（下）的双向偏转信号。
2.周期
与正弦波的周期定义不同，脑电图的周期是指由一个波谷到下一个波谷的距离，或由一个波峰到下一个波峰距离对基线的投影。
3.频率
脑电波频率（frequency）是指每秒的震动的周期数（hertz，Hz）。
4.波幅
波幅是指波峰与波谷之间的电位差，用微伏（microvolts，μV）表示。正弦波的波幅是指由基线到波峰或波谷的距离，但是脑电图有些基线不稳的现象，因此通常从波峰画一条垂直于基线，并与前后两个波谷连接直线相交，交点至波峰的距离称为脑电图的波幅。
5.优势导联
同一波形在某一导联最明显（波幅最大），称该导联为该波形的优势导联。（二）EEG信号波形（图1-6）
1.δ波
频率小于4Hz的脑电波形，额区导联为δ波的优势导联。频率0.5～2Hz（持续时间0.5～2s）并且峰-峰值（peak to peak）＞75μV的 δ波又称为慢波（slow wave activity，SWA），是判读N3期的特征波。N2期SWA＜20%（＜6s），N3期SWA≥20%（≥6s），SWA通常会传导到眼电导联。
2.θ波
低波幅混合频率波，频率范围4～7Hz，无优势导联，是成人N2睡眠期和R睡眠期的基本背景脑电。
3.α波
α波是指任何频率在8～13Hz的脑电活动，是人类清醒状态的基本脑电活动形式，也出现在睡眠期间短暂觉醒期间。α波在枕部导联最突出（又称为优势后节律），睁眼时抑制，闭眼时增加。在睡眠记录开始时，生物定标很重要的一部分是要求患者闭上眼睛然后睁开眼睛以证实患者是否可产生α波，成人约10%的人不产生α波。α波也可以在R期出现，频率通常比清醒时慢1～2Hz，此时一般称之为α活动，用以与术语α节律相区别。
4.β波
频率＞13Hz的脑电波，波幅为5～20μV。安静闭目时，主要在额叶出现。如果受试者睁眼视物、听到突然的声响或进行思考时，皮层的其他部位也出现β波。所以，β波的出现一般代表大脑皮层兴奋。
5.顶尖波
顶尖波（vertex sharp waves）波形尖锐，持续时间＜0.5s，中央区导联最明显（包含C、C、C），突出于背景活动中，常出现在34zN1期向N2期转换时。
6.锯齿波
一串三角形的波，通常呈锯齿状，频率为2～6Hz，优势导联在中央区。锯齿波是R期的特征波，但不是判读R期的必要条件。
7.K复合波
K复合波的波形特征为双相高波幅的偏转，由一个明晰可辨的陡峭负相波（向上）和随后的一个正相波（向下）组成，突出于低电压背景之上，持续时间≥0.5s，额区导联波幅最大（额区＞中央区＞枕区）。如果K复合波之前至少有10s的稳定睡眠，之后伴随觉醒，且K复合波终点与觉醒脑电波起点间隔时间小于1s，则称为觉醒相关K复合波。K复合波（非觉醒相关的K复合波）是N2睡眠期的特征波。K复合波（不包括觉醒相关K复合波）满足慢波判读标准时，可视为慢波，有助于判读N3睡眠期。
8.睡眠梭形波（sleep spindles）
频率在11～16Hz（通常12～14Hz）、持续时间≥0.5s（通常0.5～1.5s）的波，因其形态像纺纱的梭子得名。睡眠梭形波常与α波混淆，如果不确定这个波是α波还是睡眠梭形波，可以在10s的视窗中数出每秒的波次数，有助于鉴别。睡眠梭形波在中央区导联最明显，是N2期的特征波之一，也可见于N3期。药物（苯二氮类）梭形波频率可能稍快一些，药物梭形波的另一个特征是可在任何睡眠期发生，而不仅仅在N2或N3睡眠期出现。图1-6 常见睡眠脑电图波形六、睡眠期间EOG监测
由于角膜的正电位和视网膜的负电位在眼球前、后造成电位差，又称为角膜-视网膜电位。眼动电图（electrooculogram，EOG）所记录到的就是随着眼球运动产生的角膜-视网膜电位变化。在多导睡眠记录中采用的是双侧记录电极，当眼球运动时，一侧电极接近角膜，而另一侧电极接近视网膜，结果为一侧记录到正向电位（向下偏转波形），另一侧记录到负向电位（向上偏转波形）。当两侧记录电极同时接近角膜或同时接近视网膜一端时，则记录不到电位差。
眼动电图变异的影响因素包括：①电极安置在同一平面：垂直眼球运动时记录的为同向偏转而不是异相偏转眼动图。②人工眼（义眼）：监测不到眼动，但可见额叶脑电图。③视网膜疾病：视锥和视杆细胞电位下降，角膜-视网膜电位减低，一侧或双侧EOG波幅减弱。④眼肌病变：人眼四周有六块（三对）眼肌，受第三、四、六脑神经支配，负责使眼球可向四周运动。如果眼外肌肉损伤或颅神经病变，则会直接影响眼球运动，导致向相应方向眼球运动的EOG发生变化。（一）眼动电图记录电极的放置《美国睡眠医学会睡眠及其相关事件判读手册》规定推荐和可选择EOG的电极放置位置见图1-7。图1-7 AASM推荐和替代眼动电极位置A.推荐眼动电极位置；B.替代眼动电极位置
1.推荐EOG导联和电极安放位置（1）导联：
E-M和E-M。1222（2）电极位置：
E放置在左眼外眦下1cm处，E放置在右眼外眦上1cm处。12
采用推荐EOG导联，如果M参考电极出现故障，E和E应参考212M。1
2.可接受EOG导联和电极安放位置（1）导联：
E-F和E-F。1pz2pz（2）电极位置：
E放置在左眼外眦向外、向下各1cm处，E放置在右眼外眦向外、12向下各1cm处。（二）双侧电极记录到的EOG电位变化
根据EEG极性的规定，如果一个眼电极相对于参考电极为负，则产生一个向上的偏转。那么，眼球运动（角膜+）朝向一个电极，而远离另一个电极时，产生一个向下的偏转。
在推荐的EOG导联中，眼球运动引起异向偏转。这是因为眼球运动是共轭的，当双眼水平或垂直运动时，它们都朝向一个眼电极而远离另一个眼电极。由于眼电极比参考电极（M）更接近眼球，所2以相应眼电极的极向决定了EOG导联的净电位差。
当使用替代EOG导联E-F和E-F时，E和E分别放置在左眼1pz2pz12外眦（LOC）和右眼外眦（ROC）外、下各1cm处。在图1-7中，垂直眼球运动引起同向偏转（in-phase deflections），水平眼球运动引起异向偏转（out of phase deflections）。替代EOG导联的优点是垂直眼动会产生更大的偏转（眨眼时更明显），并且能够辨别出垂直（同向）眼球运动或水平（异向）眼球运动。表1-5 不同导联记录到的EOG曲线相位变化
从表1-5中不同导联EOG相位变化规律可以看出，可接受导联判读垂直眼动比较容易，并且便于记忆。相比之下，由于EOG导联伪迹为同相偏转，采用推荐导联更容易识别伪迹，在推荐导联眼球运动为异相。（三）眼球运动的类型（图1-8）
1.眨眼
清醒时睁眼或闭眼的瞬间可产生双侧眼球向上或向下的垂直眼动，又称贝尔效应。此时，可以记录到频率为0.5～2Hz的共轭垂直眼动电位变化。
2.缓慢眼球运动
通常出现在闭眼思睡期、清醒和N1期睡眠，随N2期的出现而消失。缓慢眼动为共轭、相对规律的正弦眼动，初始达峰时间通常＞500ms。
3.快速眼球运动
共轭、不规则、波峰陡峭的眼动，初始达峰时间＜500ms。快速眼球运动是R期睡眠的特征，也见于清醒睁眼时（环视周围环境）。
4.阅读性眼球运动
阅读性眼球运动是指眼球缓速浏览一页文字（由左向右），紧接着快速返回左侧，导致E-M导联产生一个缓慢、逐渐向下的偏转，22和随后一个快速向上的偏转组成的序列共轭眼动。
5.药物性眼球运动
使用选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（selective serotonin reuptake inhibitors，SSRIs）的患者在N2期会出现持续缓慢眼球运动和较快眼球运动的混合形式，此情况称为“百忧解（氟西汀）眼（Prozac eyes）”，而且使用任何SSRIs类药物都会出现。图1-8 眼球运动类型A.缓慢眼球运动；B.快速眼球运动；C.阅读性眼球运动；D.眨眼（竖线间隔为1s）七、下颌（颏）EMG监测
下颌EMG活动的监测是识别R期的关键因素。R期睡眠时，下颌EMG相对减低：波幅与NREM期最低时相当，甚至更低。如果在NREM睡眠时将下颌EMG导联灵敏度（增益）调整得足够高，则在NREM睡眠向REM睡眠转换时可以看到下颌EMG水平的下降。然而，下颌EMG也可能在REM睡眠起始之前就下降到REM水平。增益合适时，可见下颌EMG波幅从清醒进入睡眠后降低，通常在N1期至N3期可以看到逐步降低。然而，仅在判读R期时，必须要求下颌EMG降低。在REM睡眠时，下颌EMG波幅降低是全身骨骼肌张力减低的表现。
标准下颌肌电导联由下颌骨下2个电极之一和下颌骨上电极组成，下颌骨上电极为参考电极；另外一个下颌骨下电极为备份电极，确保在上述任一电极发生故障时能持续记录下颌肌电活动。
记录下颌肌电需放置3个电极（图1-9）：（1）chin1置于中线下颌骨下缘上1cm。（2）chin2置于下颌骨下缘下2cm，中线向右旁开2cm。图1-9 记录下颌（chin）肌电电极安放位置（3）chin3置于下颌骨下缘下2cm，中线向左旁开2cm。（高和 刘欣欣 段莹 武海霞）第二节 睡眠呼吸监测技术
知识点
1.睡眠呼吸监测的技术规范。
2.呼吸气流与呼吸努力监测。
3.血氧饱和度监测。
4.睡眠期间二氧化碳分压监测。
5.鼾声监测。
6.睡眠呻吟监测。
睡眠呼吸监测是诊断睡眠呼吸障碍和评价睡眠呼吸障碍治疗效果的重要技术，主要包括4个部分：①呼吸事件（包括呼吸暂停事件和低通气事件）的定量监测技术，包括：呼吸暂停事件的识别，需借助口鼻温度气流监测技术实现；低通气事件的识别，需借助鼻压力监测技术实现。②呼吸事件的定性监测技术：呼吸暂停事件定性主要依靠呼吸努力监测技术，金标准是食管下段压力监测，临床常用胸腹运动监测技术替代，一次呼吸暂停事件伴随呼吸努力定义为阻塞性睡眠呼吸暂停事件，不伴随呼吸努力定义为中枢性睡眠呼吸暂停事件，呼吸事件的起始部分不伴随呼吸努力而随后部分伴随呼吸努力定义为混合性睡眠呼吸暂停事件；定性低通气事件，需要综合鼾声、胸腹运动模式和气流曲线特点综合评价。③睡眠呼吸事件导致的动脉血液气体变化监测技术，包括血氧饱和度和动脉血二氧化碳分压监测技术。④呼吸事件与睡眠期间脑电、心电、肌电以及睡眠行为等之间的相互关联的事件监测技术，需要借助与呼吸监测同步记录脑电图、眼动电图、肌电图、肢体运动以及视频的技术，即多导睡眠图监测（polysomnography，PSG）技术。一、睡眠呼吸监测的技术规范（一）呼吸监测传感器
1.诊断研究中，识别呼吸暂停，采用口鼻温度传感器监测气流。当口鼻温度传感器失常或信号不可信时，采用下列之一（替代呼吸暂停传感器）：①鼻压力传感器；②电感应体积描记传感器总和（RIPsum）；③电感应体积描记传感器气流（RIPflow）；④偏聚氟乙烯薄膜传感器总和（PVDFsum）。
2.诊断研究中，识别低通气，采用鼻压力传感器监测气流。当鼻压力传感器失常或信号不可信时，采用下列之一（替代低通气传感器）：①口鼻温度传感器；②电感应体积描记传感器总和（RIPsum）；③电感应体积描记传感器气流（RIPflow）；④偏聚氟乙烯薄膜传感器总和（PVDFsum）；⑤胸、腹双RIP绑带传感器。
3.气道正压（PAP）滴定期间，用PAP设备气流信号识别呼吸暂停或低通气。
4.监测呼吸努力，用下列方法之一：①食道压；②胸、腹双RIP绑带；③胸、腹双偏聚氟乙烯薄膜（PVDF）绑带。采用传统的压电式胸、腹绑带，不能识别低通气性质。
5.监测血氧饱和度，用脉氧仪，在心率为80次/分时，可接受最大平均信号时间≤3s。
6.监测鼾声，采用声音传感器（例如麦克）、压电传感器或鼻压力传感器。
7.诊断性研究中，探测肺泡低通气（hypoventilation），用动脉血二氧化碳分压、经皮二氧化碳分压或呼气末二氧化碳分压。
8.探测PAP滴定期间肺泡低通气，用动脉血二氧化碳分压或经皮二氧化碳分压。（二）采样频率（表1-6）表1-6 采样频率（三）滤波设定（表1-7）表1-7 滤波设定二、呼吸气流与呼吸努力监测（一）鼻压力与口鼻温度气流监测
1.原理
鼻压力传感器监测的是与鼻气流相关的跨鼻导管的压力差；口鼻温度传感器用于探测口鼻气流温度的变化，吸入的气体温度低，呼出的气体温度高，在监测气流时传感器温度变化会导致电阻或者输出电压（热电耦）的变化，借此评估气流的有无。
2.佩戴方法（1）鼻压力传感器：
气流管一部分置于前鼻孔内。（2）口鼻温度传感器：
监测鼻气流传感器部分置于前鼻孔内部或紧邻前鼻孔处，监测口部呼吸气流传感器部分置于上、下口唇间。
3.特点（1）鼻压力传感器
优点：灵敏度相对较高。
缺点：鼻压力随着气流量的平方变化，气流量减少时，鼻压力信号会低估气流，反之亦然。在临床上进行监测时，鼻压力信号往往不经过平方根转换，故不能精确地评估气流变化。在出现张口呼吸、鼻腔分泌物或者气流管放置位置改变的情况时，均可以导致鼻压力探测气流的准确性下降。（2）口鼻温度传感器
优点：可以同时监测口部和鼻部的气流，避免佩戴复杂的面罩。
缺点：一般只适用于监测气流的“有”或者“无”，不能定量地测量气流变化的比例，故一般只是用于探测呼吸暂停，不推荐应用于探测低通气。一些研究显示，当被监测者鼻孔过大或者温度传感器距离鼻孔太远时，其信号会减弱。（二）呼吸努力监测
临床睡眠诊断治疗中，呼吸努力的监测很重要。呼吸努力增强是阻塞性睡眠呼吸暂停的一个标记，并且与睡眠中的觉醒息息相关。呼吸是肌肉活动引起的胸腔内负压和胸、腹腔扩大共同作用的结果，因此呼吸努力可以通过机械、电和电机械信号记录。呼吸努力的监测是为了将睡眠呼吸暂停分类（阻塞性、中枢性、混合性）。目前，比较成熟的呼吸努力监测技术包括食道压（推荐）、胸腹运动（压电式或者呼吸感应体积描记）。此外，还有脉搏传导时间（PTT）、肋间肌或者膈肌肌电等技术，但目前尚未达成共识。
1.食管压力监测
1）原理：
食道压监测是衡量呼吸努力的金标准。通过呼吸肌的收缩力量产生胸膜压力的改变，传导到胸腔内的器官包括纵隔，这样胸膜的压力改变可以通过位于纵隔的内置导管得到有效的测量。
2）监测方法：
检查前应根据测压导管和记录仪的说明对其进行定标和校准。将测压导管经鼻放入，传感器置入食道中部固定后，连接输出信号至记录装置，如PSG，通过同步输出的睡眠监测气流、血氧饱和度、食道压等信号进行分析。
3）优点：
压力信号直接反映呼吸肌的力量，是判定是否存在呼吸努力的金标准。
4）缺点：
食道压监测是有创的，因此面临低接受和低耐受性的问题。此外，食道压监测可能影响睡眠质量，操作复杂并且太贵，除非出于研究目的，一般不作为睡眠呼吸努力监测的常规方法。
2.胸腹运动监测技术（1）压电传感器
1）原理：
呼吸时，随着胸带和腹带的扩张和收缩，张力发生了变化，由此产生可以测量的电压。
2）佩戴方法：
将胸带放于平第4胸椎位置（平乳头，女性患者放于乳房上方），腹带放于平第4腰椎位置（平肚脐），松紧度以患者感到舒适为宜。
3）优点：
价格便宜，可以满足大部分临床呼吸监测。
4）缺点：
不能量化胸、腹容积的变化，并且在位置放置错误或者松紧度调整不适当时可能提供错误的信号。（2）电感应体积描计技术（RIP）
1）原理：
RIP绑带内部是Z字形的导线固定在一个布带中，这样的结构可以在同样周长的前提下产生更明显的电感变化。呼吸监测时，随着胸带和腹带的扩张和回缩，线圈电感会随着绑带横截面的变化而变化，产生可以测量的电压变化。
2）佩戴方法：
将胸带放于平第4胸椎位置（平乳头，女性患者放于乳房上方），腹带放于平第4腰椎位置（平肚脐），松紧度以患者感到舒适为宜。
3）优点：
胸、腹体积感应描记是目前最好的，也是最有价值的监测呼吸努力的无创技术。即使没有信号的校准，胸、腹部RIP信号仍然可以探测到绝大部分呼吸努力事件和与胸、腹运动基线信号比较潮气量的相对变化。
4）缺点：
RIP存在的问题是校准测量依赖于胸、腹带佩戴的位置，在睡眠中由于体位的改变，可能导致绑带的校准位置变化，导致容积的测量数值改变。三、血氧饱和度监测
动脉血氧饱和度（SaO）是反映血液中氧合血红蛋白含量的一2个参数，是氧合血红蛋白（HbO）的容量占全部可结合的血红蛋白2（Hb）容量的百分比，是呼吸循环的重要生理参数。临床上，通过监测动脉血氧饱和度（SaO）对肺的氧合和血红蛋白携氧能力进行评2估。睡眠监测期间，SaO不仅能对睡眠相关低氧血症及呼吸功能2（特别是肺换气功能）进行监测，还能结合呼吸气流及呼吸努力判读低通气事件。监测方法及其原理：
1.动脉血气分析法（1）基本原理：
采用电化学方法，将两个电极置于电解液中接通直流电，阴极的电子发生还原反应，阳极失电子发生氧化反应，因此两个电极间会有电流通过。溶液中氧量的变化可影响电解质电解的速度，从而改变两个电极间电流的变化。借此检测溶液中的氧量，从而计算出血氧饱和度。（2）血标本采集：
一般选择桡动脉，因为此处动脉固定、易暴露，不受体位和操作地点的限制；其次选择股动脉和肱动脉。患者采血部位及采血操作者手指常规无菌消毒，应用专用动脉采血针或经肝素化后合适大小注射器进行，找准搏动最明显处并用左手指固定血管，右手持注射器；对于针头与皮肤角度，深部动脉应垂直进针，浅部动脉以30°～45°为宜；穿刺时，一手按压穿刺点附近以固定血管一手持针刺入动脉；抽满预设血量后，拔针同时立即排空气泡，将针头迅速刺入橡皮塞内，立即将标本掌心搓动混匀至少5s，再颠倒混匀，以防凝血，贴好标签，立即送检。同时用无菌干棉球压迫穿刺点以止血，时间要大于5min，有凝血机制障碍者要适当延长按压时间，防止血肿形成。PaO的检2测必须在15min内完成。（3）优点：
可直接反映动脉血氧分压的情况。（4）缺点：
有创的测量方法，且不宜进行连续的监测。
2.脉氧饱和度监测法（1）基本原理：
光学法，是一种采用光电传感器的无创监测技术。它是基于动脉血液对光的吸光度随动脉搏动而变化的原理来进行测量的，故这种测量结果通常称为脉搏血氧饱和度（SpO）。脉氧仪探头为已知波长2的发光二级管，发出波长660nm的红光和940nm的红外光，HbO和2Hb在这两种特定的光场下有不同的吸收光谱（HbO吸收更多红外2光，允许红光通过；Hb吸收更多红光，允许红外光通过），通过搏动血管床的光吸收情况换算出SaO。需注意SpO下降到约70%时就不22能准确反映SaO，然而报告的SpO值经常会低于70%，必须知道这22可能与实际SaO并不相符。必要时，可行动脉血气分析。2（2）监测方法：
睡眠监测中，脉氧仪通常使用手指或耳垂传感器持续记录来评估SaO，并以此替代PaO，少数情况下会抽血检查动脉血气。脉氧仪22通常放置在患者非利手示指或环指指端，发光器和接收器在甲床上下方相对（图1-10）。替代部位：脚趾或耳垂。（3）优点：
与动脉血气分析相比，脉氧饱和度的监测属于无创监测，且可对氧饱和度进行持续监测，从而分析出PaO的持续变化，更易被患者2接受。图1-10 血氧仪的佩戴（4）缺点：
易受某些因素影响，包括灌注不良（手指或手受压）、涂抹指甲油、室内强光干扰等。如果血氧信号出现大幅波动、记录数值异常降低或升高，应更换探头或调整探头的位置。出现疑问时，值班人员可将探头置于自己手指上来测试血氧仪的准确性。四、睡眠期间PaCO监测2
动脉血二氧化碳分压（PaCO）是评价呼吸功能的重要指标之2一，主要反映肺泡通气功能，还可反映循环和肺血流情况。睡眠呼吸监测时判读睡眠相关的肺泡低通气要求测量（或估算）PaCO。2《AASM判读手册》定义动脉血（或替代监测方法）PCO升高＞255mmHg，持续≥10min；或睡眠期间动脉血（或替代监测方法）PCO较清醒静息仰卧位增高≥10mmHg，并且＞50mmHg，持续≥210min时可判读为成人睡眠相关的肺泡低通气。监测方法及原理：
1.动脉血气分析（1）基本原理：
电化学法，二氧化碳电极是由测量半电池和参比半电池组合的复+合电极，能够监测到电解质内H的浓度变化，当CO进入电解质液体2内会产生如下反应：
反应产生的氢离子浓度与二氧化碳分压成比例，当用水性液槽作为测量半电池时，可测出电解质液槽的pH变化，利用这一原理可检测血液PaCO。2
采用动脉血气监测二氧化碳是一种有创测量方法，需采取动脉血，再通过血气分析仪的二氧化碳电极测出PaCO。2（2）动脉血标本采集：
同血氧饱和度监测。（3）优点：
可直接反映动脉血二氧化碳分压的情况。（4）缺点：
睡眠监测期间，持续监测动脉血气来确定PaCO难以实施。一般2用呼气末CO（PetCO）或经皮CO（TcPCO）代替PaCO的监22222测。
2.呼气末二氧化碳监测（1）基本原理：
通常使用红外线传感器监测呼出气体中的CO。红外线CO传感22器所发出的红外线穿过呼出气体时，气体中的CO会吸收部分红外2线，使余下的红外线强度减弱。红外线CO测量仪通过测量余下的红2外线强度，即可计算出患者呼出气体的PCO。2（2）监测方法：
常见的CO描记方法分主流取样和侧流取样，主流取样法是将传2
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