抗打鼾床——初步研究

目的

避免仰卧可以减少大多数习惯性打鼾者的打鼾。然而，限制睡姿的设备会导致不适或扰乱睡眠，导致依从性低。因此，提出了在不影响睡眠的情况下提升用户躯干的机制。我们提出了第一项研究，该研究采用重复测量设计，调查由带升降机制的床提供的个人干预是否能够阻止打鼾(成功率)，以及它们是否降低打鼾指数(打鼾总次数除以在床上的总时间)。此外，我们还调查了干预是否干扰主观睡眠质量。

方法

对22名受试者进行了4个晚上的观察(适应、基线和两个干预晚上)。在干预夜，床以闭环方式提升用户的躯干。受试者被分为三组(non-snorer，打鼾者之一,打鼾者两个)．Non-snorers在晚上的任意时间点被吊在床上。在集团打鼾者之一，将床层倾角逐步增加与直接到随机选择的角度进行比较。在集团打鼾者两个，小倾角的影响(10^∘)和较大的倾角(20^∘)进行比较。

结果

在22%(小角度)和67%(大角度)的干预措施中，打鼾成功停止。这并没有导致打鼾指数的显著下降。主观睡眠质量并未因干预而降低。

结论

抗打鼾床能够在不降低主观睡眠质量的情况下，阻止习惯性打鼾的个别发作。

试验注册

https://clinicaltrials.gov,没有。NCT04053738, 2019年8月12日注册-回顾性注册，https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04053738．

习惯性打鼾是普遍存在的睡眠问题(Deary等，2014)，这不仅会影响打鼾者的健康(Endeshaw et al. 2013)，以及同床者的生活质量(Beninati等，1999)．强烈打鼾者每小时打鼾达245次(Cathcart等，2010)．当打鼾者以仰卧位躺着时，肌肉张力下降就会打鼾。在这个姿势中，重力将上呼吸道周围的软组织拉向背部，从而使气道变窄。这会在上呼吸道引起可听见的气流动荡(格莱德希尔等人，1991)．

治疗干预迫使打鼾者避免仰卧位。实施体位疗法最简单的方法是在打鼾者的背部放置障碍物(Berger等，1997)．更复杂的设备包括振动(van Maanen和de Vries 2014)或声音(卡特赖特等人，1985年)当打鼾者以仰卧姿势睡觉时，会发出警报，或把打鼾者的头推向一侧的坐垫(Zhang等，2013)．然而，强迫打鼾者避免仰卧位所需要的不适会导致睡眠中断和低使用者依从性(Bignold等，2009)．

另一种方法是用垫子抬高使用者的躯干。McEvoy等人报告说，坐着睡觉(躯干仰角60^∘)对阻塞性睡眠呼吸暂停的严重程度有正面影响(麦克沃伊等人，1986年)．最近有人建议使用可调节的床架来改变打鼾者的睡姿(Van Der Loos等人，2003)．本文中使用的驱动床的价格约为7000瑞士法郎，因此比提供体位治疗的传统方法更贵。商用版本，如伙伴鼾声^TM技术(Sleep Number Corporation, Minneapolis, USA)如果同床者通过按钮提示打鼾者打鼾，则抬高打鼾者的躯干(睡眠数字公司)．尽管这些床在市面上都能买到，但人们对这些设备的效果知之甚少。

在本文中，我们提出了第一个系统的试点研究，该研究调查了自动树干海拔对打鼾者的影响。由于没有任何证据表明不同干预参数的影响，我们决定进行一项试点研究，研究三个小组的多种选择。这项试点研究旨在为未来的调查确定有希望的干预方案的范围。我们特别感兴趣的是，哪个仰角最有可能减少习惯性打鼾。此外，我们还调查了床是如何影响使用者的主观睡眠质量的。

设置

床垫的形状采用了定制的智能防打鼾床(图。1)，它可以侦测到打鼾的声音，并在打鼾发生时改变使用者的位置(Crivelli等，2017；威廉等，2017年)．打鼾指数(SI)是指在给定的时间范围内检测到的打鼾次数。这个时间范围被设置为一分钟。在研究的第一部分，触发床动的阈值是每分钟10次打鼾。在中期分析后，这个阈值降低到每分钟4次打鼾。

主题

22名参与者(5名女性，年龄29.7岁，SD: 16.0)参与了这项研究(表2)1)．参与者并非没有药物。酒精和咖啡因的摄入没有受到限制。排除标准为怀孕、先前诊断为与睡眠相关的呼吸障碍、慢性腰痛、可能妨碍仰卧位睡眠的心功能不全以及无法遵循研究程序。所有受试者都获得了货币补偿(每晚25瑞士法郎)以支付旅行费用。用爱普沃斯嗜睡量表(ESS)记录日间嗜睡情况。10名参与者的ess得分在10分以上，这表明白天嗜睡过度(约翰1991年)．使用家庭监测设备(Apnea Link, ResMed)测量呼吸暂停低通气指数(AHI)和氧去饱和指数(ODI)。评分由ApneaLink软件自动完成(从ResMed购买)。在适应之夜，有两名参与者的AHI和ODI都大于5。其中一人的ESS分数也超过了10分。因此，我们不能排除这些参与者患有未确诊的睡眠相关呼吸障碍。此外，要求参与者报告任何与呼吸相关的共病。一名参与者报告说，在吸烟约6年后，他对猫过敏，经常出现呼吸问题。另一名参与者报告说自己受到过敏性鼻炎(花粉热)的影响。四名参与者报告说，他们在参与研究的一天或几天内出现了感冒症状。

根据家庭监测设备(Apnea Link，从ResMed购买)在第一晚记录的打鼾量，参与者被分为打鼾者和不打鼾者。阈值设置为每晚50次打鼾。这个值是根据人类受试者的正常呼吸频率(12 -20次/分钟)选择的，每晚打鼾50次的人总共打鼾2.5 - 5分钟。只有在持续打鼾1分钟后，才会触发床上的干预。因此，对每晚打鼾少于50次的打鼾者进行干预的机会非常低。此外，通过排除打鼾发作时间小于5分钟的受试者，我们希望避免对积极干预的高估。积极的干预被定义为能够在3分钟内停止打鼾的不良动作(在打鼾1分钟后触发)。参与者的招募分为两个阶段。该集团打鼾者之一于2017年2月至7月期间被招募。该集团打鼾者两个于2018年2月至7月入职。所有non-snorers在两个征聘期间征聘的人员接受了相同的干预措施。在招募期结束后，对打鼾者的参数进行优化。

一名受试者退出了这项研究。由于技术问题，四名受试者在至少一晚的研究中没有接受干预。三个打呼噜的人没有触发床。这些数据集被排除在评估之外。有些受试者只在其中一种实验条件下触发床。没有触发床的夜晚被视为缺失数据点。

研究协议

所有实验对象连续在实验室呆了四个晚上。白天的活动不受限制。受试者在习惯的就寝时间就寝。第一个晚上是适应之夜。第2至4夜作为实验夜。这些夜晚被分为一个基线晚上和两个干预晚上。夜晚的顺序是随机的。

在这项研究中，我们使用了四个不同的仰角(0,10,15和20度分别称为P0, P10, P15, P20)。床的角速度为1.5^∘/ s。如图所示。2三组接受了不同的干预。

小组内部打鼾者之一而且non-snorer我们想研究一个逐步增加的倾斜角(逐步状态)比突然改变位置(随机的角条件)(图2)．自Non-snorers为了不让打鼾的声音触发床，研究人员在整晚的随机时间点为他们提供干预措施。

我们比较了最低角度(10^∘， P10)，倾角最大(20^∘， P20)在组内使用打鼾者两个．该床只到P10的夜晚被称为小角．其他的夜晚被称为大角．

研究目标

在这项研究中，我们调查了床上的个别干预是否能够阻止打鼾发作。此外，我们感兴趣的是，与基线相比，干预晚上的打鼾总量是否会减少。此外，我们还调查了床是否影响主观睡眠质量。

使用便携式家庭监测设备(Apnea Link plus，从瑞士ResMed购买)监测打鼾活动。据报道，基于音频的检测是检测打鼾最可靠的方法(Arnardottir等人，2016)，我们还使用了声级计(XL2音频和声学分析仪，购买自NTi Audio, Lichtenstein)。使用XL2数据资源管理器对噪声级计收集的数据进行手动视觉音频评分。

个人干预的成功率是通过积极干预的数量除以床移动的总数得出的。

为了研究对一晚内观察到的打鼾总量的影响，我们使用Apnea Link软件的标签和手动评分的标签计算SI。SI的计算方法是将打鼾次数(年代)至记录时间(t_记录)：

用户的睡眠姿势是根据红外视频手动评分的。我们区分了仰卧位、俯卧位、左位或右位和运动发作。

主观睡眠质量评估采用格罗宁根睡眠质量量表(GSQS) (梅吉曼等人，1988年)．此外，受试者被要求指出他们是否认为干预发生在夜间，他们是否因为干预而醒来，以及干预是否打扰了他们的睡眠。在最后一晚实验结束后的第二天早上，受试者还被要求指出他们更喜欢哪种情况。问卷是在醒来后的前10分钟内填写的。

统计分析

数据分析使用Matlab r2018b (MathWorks, USA)。使用kolmogorow - smirnow检验数据是否正常。由于这个检验表明了一个非正态分布，我们使用了非参数方法。弗里德曼检验是重复测量设计中方差分析的非参数替代方法，不能使用，因为它不接受缺失值。接受缺失值的替代测试需要更大的样本量。因此，我们使用Kruskal-Wallis检验来比较各组内的值。所有结果报告为平均值和范围。显著性水平设置为p= 0.05。

我们决定在分析过程中分别观察每一组，因为两组之间床的移动次数不同。

不同群体引发的干预数量

Non-snorers接受了12床移动随机的角而且逐步条件。该集团打鼾者之一触发床平均1.5(范围:0,4)次和2(范围:0,7)次逐步而且随机的角条件,分别。在逐步条件当床达到P10时，除一人外，所有打鼾者都停止打鼾。当床在P15时，另一个打鼾者停止打鼾。整晚打鼾者的平均值打鼾者之一只遇到6.3(范围:0,13)床移动。这只是对照组经历的一半。因此，我们决定对每个群体进行单独调查。

小组参与者打鼾者两个平均触发床3次(范围:0,11)和2次(范围:0,6)在小而且大角条件,分别。

体位干预对打鼾的影响

在小组中打鼾者之一60.0%逐步干预和57.0%的随机的角干预措施是成功的。如图所示。3.床稍微降低了基于音频的SI打鼾者之一在随机的角条件(n)。在家庭监测设备记录的数据中，在干预的夜晚打鼾没有减少。

在小组中打鼾者两个，小角共提供18次，成功率22.2%。干预大角触发12次，成功率66.6%。不同夜晚基于音频的SI记录之间没有统计学上的显著差异。同样适用于家庭监测装置测量的SI。然而，两项结果测量都显示SI在较低的趋势大角条件(见图3.)．

体位干预对主观睡眠质量的影响

如图所示。4的逐步干预似乎降低了各组中使用GSQS测量的主观睡眠质量non-snorer而在打鼾者之一(n)。两组参与者都注意到了哪些夜晚发生了干预。这一结果在打鼾者之一（\(p= 0.0498， \tilde {\chi}^{2}= 6.0000\)，基线平均评分分别为7.5、3.0和3.0，逐步,随机的角分别)，而不是在non-snorer．受试者是否因为干预而醒来，以及床是否打扰了参与者，这些问题都没有给出显著的结果。四分之二的打鼾者和六分之二的不打鼾者没有表明他们更喜欢哪种情况。六分之一的不打鼾者选择了逐步条件，一名选择了随机角度条件。所有其他参与者都表示他们更喜欢基线条件。

在小组中打鼾者两个的影响小而且大倾斜角度。如图所示。4．GSQS无差异。的主题打鼾者两个注意到哪些夜晚发生了干预(\(p= 0.0481， \tilde {\chi}^{2}= 6.0701\))，基线平均评分分别为13.67、8.17和6.67，小角,大角,分别。此外，他们报告说，由于干预，他们一直是清醒的(\(p= 0.0439， \tilde {\chi}^{2}= 6.2503\)，基线平均评分为5.3,10.25,12.92，小角,大角分别)。然而，关于干预是否会影响他们的睡眠的问题并没有给出显著的结果。六分之三的参与者打鼾者两个报道称大角条件是他们最喜欢的条件，两人选择基线，一人选择小角条件。

在我们的研究中，60%，57%，67%的人停止打鼾逐步，随机的角,或大角，分别提供。然而，这并没有导致平均SI的显著降低。最终，打鼾的自然波动掩盖了个人干预的效果。在同一受试者中，连续几晚打鼾的频率和持续时间可能分别变化22%和33% (Cathcart等，2010)．因此，可能需要长期研究来评估抗打鼾床的效果。虽然习惯性打鼾的自然变化使科学研究难以评估，但它也表明以闭环方式提供干预是多么重要。这种闭环方法允许用户选择自己喜欢的睡姿，只有在打鼾时才会进行干预。因此，与常用的方法相比，它的限制要小得多。

此外，我们的研究也有一定的局限性。在某些夜晚，由于运动，鼻套管移位。在这些情况下，SI仅计算有有效测量的周期。由于打鼾活动在不同的睡眠阶段有所不同，这降低了该测量的有效性。据报道，基于音频的评估更可靠。然而，由于对打鼾声音没有明确的定义，这一评估受到专家评分者主观经验的影响(Rohrmeier et al. 2014)．

此外，习惯性打鼾有多种原因。我们根据自我报告招募打鼾者。因此，我们的人口是混合的。到目前为止，人们认为防打鼾床只对依赖姿势的打鼾者有效。我们没有看到SI有显著变化的一个原因可能是，我们的两个打鼾组中都有不依赖位置的打鼾者。

我们研究的另一个局限性是non-snorers无论睡姿如何，都要进行干预。仰卧位依赖打鼾者会在仰卧位时触发床。在non-snorers在我们的研究中，只有24%的人向上移动逐步条件和47%的向上运动随机的角情况发生时，参与者躺在仰卧位。这可能是由于该组6名参与者中只有3人在基线夜的50%以上时间是仰卧位。通过招募non-snorers主要以仰卧位睡觉的人，可以研究这种特定睡眠姿势的干预效果。

此外，防打鼾床的打鼾检测算法并不能识别所有类型的打鼾。因此，一些打鼾者没有触发床。8倍的床对环境噪音有反应。这意味着更强大的打鼾检测算法可以减少由抗打鼾床引起的睡眠障碍。另外，由床提供的干预措施可以由专家评分员手动触发。然而，这种解决方案的成本非常高，因此只能用于科学研究，不能作为习惯性打鼾的长期治疗方法。

关于防打鼾床对主观睡眠质量的影响，我们发现，当床移到目标位置后，打鼾者的主观睡眠质量有轻微提高的趋势。在逐步睡眠条件下，主观睡眠质量下降。这可能是因为床在这种情况下移动得更频繁。干预对客观睡眠质量的影响只能通过多导睡眠描记仪来研究。然而，多导睡眠描记术是非常突发性的，会降低参与者的主观睡眠质量。由于舒适性降低是放弃传统治疗方法的最常见原因，我们的方法只有在主观睡眠质量至少与基线条件相似的情况下才会成为真正的替代方案。因此，我们决定不调查客观的睡眠质量测量，而是在我们的试点研究中关注主观的睡眠质量。在未来的研究中，应纳入多导睡眠描记术来研究床的运动是否会引起唤醒或改变睡眠结构。

在我们的抗打鼾床研究中，当大角度干预时，打鼾更频繁地停止^∘)与小角度型干预相比(10^∘)．这表明，更大的倾斜角可能更有效。此外，与多次小范围床动相比，床动次数少但范围大的情况似乎对主观睡眠质量的影响更小。床提供的干预并没有导致主观睡眠的显著减少。止鼾床是否是一种有价值的传统体位疗法的替代品，还需要进一步的研究。

目前研究过程中产生的视频和音频数据无法公开，因为这些数据无法匿名化。包含GSQS、打鼾指数、打鼾者音频数据的手动评分、打鼾者视频数据的手动评分以及家庭监测设备获得的分数的表格可在ETH研究收集库中合理请求https://www.research-collection.ethz.ch/handle/20.500.11850/396977．

体重指数:

身体质量指数

瑞士法郎:

瑞士法郎

ESS:

爱普沃斯嗜睡量表

f:

女

红外光谱:

红外

m:

男性

n。

不重要

P0:

仰角0^∘

P10:

仰角10^∘

P15:

仰角15^∘

P20:

仰角20^∘

史:

打鼾次数

SD:

标准偏差

如果:

打鼾指数

t_记录：

记录时间

t_等待：

等待时间

GSQS:

格罗宁根睡眠质量量表

你好:

呼吸暂停低呼吸指数

海外:

氧饱和度指数

我们感谢Elite SA的François Pugliese对整个项目的支持。此外，我们感谢苏黎世联邦理工学院的Michael Herold-Nadig和Marco Bader在设备设计和开发过程中提供的技术支持、建议和贡献。此外，我们感谢Rachel van Sluijs、Antonino Crivello、Quincy Rondei和Alexander Breuss在测量期间的支持。我们也感谢Jana Petr在声音文件评分时的支持。

这项工作得到了技术与创新委员会(CTI)的17988.1拨款PFIW-IW, Elite SA公司和瑞士国家科学基金会(SNF)的162809拨款的支持。

作者及隶属关系

1. 感觉运动系统实验室，健康科学与技术系，Eidgenossische技术学院，苏黎世，瑞士

   Elisabeth Wilhelm, Francesco Crivelli, Nicolas Gerig和Robert Riener

2. CSM SA, Alpnach机器人与自动化中心，Alpnach Dorf，瑞士

   弗朗西斯科·Crivelli

3. 医学仿生机器人实验室(BIROMED-Lab)，巴塞尔大学生物医学工程系，巴塞尔，瑞士

   尼古拉斯Gerig

4. 瑞士苏黎世苏黎世大学医院肺科

   马尔科姆·科勒

5. 脊髓损伤中心，Balgrist大学医院，苏黎世，瑞士

   罗伯特不懂

贡献

该研究由FC、RR和MK设计。设备和传感器设置由FC、EW、NG和RR开发。数据处理和分析由NG、MK和EW完成。手稿由《娱乐周刊》撰写。手稿经过了所有合著者的严格审查。作者阅读并批准最终的手稿。

相应的作者

对应到伊丽莎白威廉．

伦理批准并同意参与

该实验程序由苏黎世联邦理工学院伦理委员会批准。EK 2015 - n - 70。所有受试者均获得书面知情同意。

发表同意书

图一所示的人签署了同意书，声明该图片可以在本出版物中使用。

相互竞争的利益

这项研究是在与Elite SA的行业合作项目中进行的。Elite SA对设备的设计和研究做出了贡献，但没有对数据收集和分析、发表决定或手稿准备做出贡献。

出版商的注意

伟德体育在线施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

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