第三章、 研究方法
第四節、 資料分析
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睡眠腦波的部分，同樣以C4 位置上的腦波進行分析，並以 C3 上的資料做 為備用。在深睡時間的分析上，Munch 等人(2006)以及 Cajochen 等人(1992)的 實驗均發現差異出現在第一個睡眠週期中，但Kozaki(2005)等人的研究比較了 不同色溫的光照，其深睡的差異則出現在前半夜。本實驗同樣使用不同色溫的光 照，預期深睡變項的結果會較接近Kozaki(2005)等人的研究，因此以前兩個睡 眠週期表示前半夜，並進行分析。
三、心跳速率
本研究以多頻道睡眠記錄中的心電圖來分析心跳速率。首先計算參與者光照 期間，各時間點張眼不動三分鐘內的心跳次數，不滿一次心跳的非整數部分將直 接剔除，並將上述心跳次數除以其相對應的時間，得到平均每分鐘心跳次數(beats per minute, BPM)來代表該時間點的心跳速率。
四、The Karolinska Sleepiness Scale（KSS）
該問卷為九點量表，由低分至高分，分別是非常警覺至非常想睡，常被用來 評估主觀想睡的程度。文獻支持該量表分數與許多生理指標的變化，如AAC、
Theta 和 Alpha 波的頻譜功率有不錯的一致性，能有效測量嗜睡程度(Kaida et al., 2006)。許多光照影響警覺的研究中，也經常使用該問卷。量表見附錄一。
第四節、資料分析
以統計軟體SPSS 第 14 版進行資料分析。清醒腦波頻譜功率的部分，分別 以Delta(0.5-4Hz)、Theta(4-8Hz)、Alpha(8-13Hz)、Beta(13-35Hz)以及 Theta-低頻Alpha 波(5-9Hz)佔全部頻譜功率(0.5-35Hz)的百分比來進行考驗，計算方
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式為各時間點上述腦波的頻譜功率，除以同一時間點的總頻譜功率。睡眠腦波的 部分，是將前兩個睡眠週期中Delta 波(0.5-4.5Hz)的頻譜功率除以基準線 Delta 波的頻譜功率後，進行對數轉換，再以此對數轉換後的數值(log ratios)進行分 析。基準線即實驗當晚黏貼電極後，開始進行光照前要求參與者維持固定姿勢所 進行的腦波測量。
整個資料分析分為兩大部分。第一部分為光照對清醒時警覺程度和相關生 理指標的影響，使用二因子相依樣本變異數分析對KSS 分數、前述各腦波頻譜 功率百分比以及心跳速率進行綜合考驗，二因子分別為光源(3000K、5000K 和 弱光)及時間點(光照前基準線，光照 30、60、90、120、150 及 180 分鐘後)。上 述交互作用的綜合考驗達顯著後，進行LSD 事後比較，分析光照 30、60、90、
120、150 和 180 分鐘後，各數值與基準線的差異是否會因不同的光照而有所不 同。
資料分析的第二部分為夜間睡眠，以單因子相依樣本變異數分析進行考 驗，分析不同光照後入睡所需時間、前兩個睡眠週期中深睡期的時間以及Delta 波頻譜功率是否有差異。綜合考驗達顯著後，同樣進行進行LSD 事後比較。
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l C h engchi U ni ve rs it y 第四章、研究結果
第一節、參與者人口統計學資料
本實驗共收集 9 名參與者，男生 3 人，女生 6 人，年齡介於 21 到 31 歲之間，
年齡平均為 25.33 歲，標準差 3.29 歲。
第二節、不同光照對睡前主觀嗜睡程度的影響
不同光照下KSS 分數在各個時間點與基準線的差異分數詳見表 4-1，圖 4-1 是各情境下KSS 平均數的折線圖。本研究以相依樣本變異數分析對 KSS 分 數進行考驗，結果發現時間效果達顯著差異(F(6,48)=15.61, p<.01, partial η2=.66)，事後比較顯示光照 120、150 及 180 分鐘後的 KSS 分數均顯著高於光照 前的基準線(p<.05)，因此隨著就寢時間的接近，參與者主觀上的嗜睡程度是變 高的。此外，光源與時間的交互作用也達顯著差異(F(12,96)=2.58, p<.01, partial η2=.24)，所以主觀嗜睡程度隨著時間的增加會因不同的光照而有所差異，進一 步交互作用的事後比較發現弱光與 5000K 情境相比，前者在光照 30、90、120、
150 及 180 分鐘後的KSS 分數增加量皆大於後者(p<.05,效果量 Cohen，s d 分別 為.90、1.02、1.08、1.25、1.46)；3000K 情境在 150 分鐘的 KSS 分數增加量 有大於 5000K 情境的趨勢(p=.05,Cohen，s d=.81)，其效果量達.80 以上的大效 果；弱光與 3000K 情境相比則無任何差異。
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圖 4-1.不同光照與不同時間點的KSS 分數
表 4-1.KSS 分數在各個時間點與基準線的差異分數 5000K 3000K 弱 光
30 分鐘 -.22(1.09) .00(1.22) .66(8.66)＊ 60 分鐘 .33(1.50) .33(1.32) .88(1.05) 90 分鐘 .00(1.93) .88(1.61) 1.44( .88)＊ 120 分鐘 .44(1.94) 1.11(1.83) 1.88(1.26)＊ 150 分鐘 .88(1.76) 2.00(1.41)+ 2.33(1.50)＊ 180 分鐘 1.11(1.61) 2.11(1.53) 2.88(1.26)＊ 註：平均數(標準差) ＊弱光>5000K(p<.05) +3000K>5000K(p<.1)
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則由同時間點的C3 腦波進行取代。不同光照下 Delta、Theta、Alpha 和 Beta 波 頻譜功率百分比相對於基準線的差異分數詳見表 4-2、表 4-3、表 4-4 及表 4-5， (p<.05)，因此隨著就寢時間的接近，參與者 Theta 和 Alpha 波的百分比會逐漸 增加，而Beta 波則逐漸降低。光源與時間的交互作用上，Delta、Alpha 和 Beta 波的綜合考驗皆無顯著差異(F(12,96)=1.51, p=.13, partial η2= .15 ; F(12,96)=1.24, p=.26, partial η2= .13 ; F(12,96)=1.00, p=.45, partial η2= .11)，而 Theta 波在交 互作用上出現接近顯著的趨勢(F(12,96)=1.75, p=.06, partial η2= .18)。本研究另外分析了Theta-低頻 Alpha 波(5-9Hz)的頻譜功率百分比，其相 對於基準線的差異分數詳見表 4-6，圖 4-6 是各情境平均數的折線圖。二因子相 依樣本變異數分析的結果發現時間效果達顯著差異(F(6,48)=4.99, p<.01, partial η2= .38)，事後比較顯示光照 60、90、120 及 180 分鐘後的 Theta-低頻 Alpha 波 百分比均顯著高於光照前的基準線(p<.05)，因此參與者 Theta-低頻 Alpha 波會 隨著就寢時間的接近而增加。此外，光源與時間的交互作用也達顯著差異
(F(12,96)=1.93, p<.05, partial η2=.19)，所以 Theta-低頻 Alpha 波隨著時間的增
加會因不同的光照而有所差異，事後比較發現唯一的差異出現在光照 180 分鐘
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後，弱光情境的Theta-低頻 Alpha 波增加量顯著大於 5000K 情境(p<.05,Cohen， s d=1.33)，3000K 與 5000K 情境相比以及弱光與 3000K 情境相比皆無任何統計 顯著的差異。
圖 4-2.不同光照與不同時間點Delta 波的頻譜功率百分比
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圖 4-3.不同光照與不同時間點Theta 波的頻譜功率百分比
圖 4-4.不同光照與不同時間點Alpha 波的頻譜功率百分比
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圖 4-5.不同光照與不同時間點Beta 波的頻譜功率百分比
圖 4-6.不同光照與不同時間點Theta-低頻 Alpha 波的頻譜功率百分比
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表 4-2.Delta 波頻譜功率百分比在各個時間點與基準線的差異分數 5000K 3000K 弱 光
30 分鐘 -1.55(17.48) 8.88( 9.47) -2.81(11.91) 60 分鐘 -5.06(11.25) 13.47(15.96) -1.31( 8.53) 90 分鐘 -.32(14.24) .34(11.45) -5.35(17.36) 120 分鐘 -.20(13.04) 11.95(11.44) -3.20(16.19) 150 分鐘 1.68(14.47) 4.18(11.71) .16( 9.70) 180 分鐘 1.16(22.87) 4.56( 9.73) -7.06(12.02) 註：平均數(標準差) 單位%
表 4-3.Theta 波頻譜功率百分比在各個時間點與基準線的差異分數 5000K 3000K 弱 光
30 分鐘 2.03(5.49) .00(2.31) .55(2.86) 60 分鐘 1.27(3.09) 1.09(2.31) 3.04(2.97) 90 分鐘 2.66(5.41) 1.41(2.71) 2.00(3.45) 120 分鐘 2.42(3.13) .55(2.36) 5.36(7.17) 150 分鐘 .44(4.74) .41(3.11) 3.17(3.68) 180 分鐘 -.30(2.46) 1.38(3.25) 4.48(3.34) 註：平均數(標準差) 單位%
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表 4-4.Alpha 波頻譜功率百分比在各個時間點與基準線的差異分數 5000K 3000K 弱 光
30 分鐘 2.54(10.39) -.92( 6.42) 4.15( 5.68) 60 分鐘 7.26( 8.88) 1.98( 6.38) 7.01( 6.48) 90 分鐘 4.69(12.75) 1.38( 5.51) 6.48( 7.40) 120 分鐘 4.42( 9.80) -3.19( 6.25) 7.19( 9.01) 150 分鐘 3.02(12.53) 2.76( 5.97) 3.49( 9.96) 180 分鐘 1.34( 9.76) 3.46( 7.90) 7.90( 6.96) 註：平均數(標準差) 單位%
表 4-5.Beta 波頻譜功率百分比在各個時間點與基準線的差異分數 5000K 3000K 弱 光
30 分鐘 -3.02(19.57) -7.87( 6.21) -1.89(13.53) 60 分鐘 -3.46(14.89) -16.55(16.88) -8.74(12.37) 90 分鐘 -7.03(18.64) -3.13(11.51) -3.14(18.09) 120 分鐘 -6.63(17.05) -9.30(11.03) -9.34(10.95) 150 分鐘 -5.15(16.02) -7.35( 9.38) -6.82(11.57) 180 分鐘 -2.20(18.57) -9.41( 8.68) -5.32(14.16) 註：平均數(標準差) 單位%
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表 4-6.Theta-低頻 Alpha 波頻譜功率百分比在各個時間點與基準線的差異分數 5000K 3000K 弱 光
30 分鐘 1.67(6.07) 1.71(4.49) 1.58(3.47) 60 分鐘 3.79(6.98) 3.00(3.68) 4.15(6.80) 90 分鐘 4.85(8.30) 3.13(4.85) 3.51(4.23) 120 分鐘 4.43(6.35) 1.94(4.58) 7.17(9.26) 150 分鐘 2.07(7.65) 3.46(5.41) 6.34(6.67) 180 分鐘 .52(5.19) 6.02(7.74) 9.03(7.20)＊ 註：平均數(標準差) 單位% ＊弱光>5000K(p<.05)
第四節、不同光照對睡前心跳速率的影響
不同光照下各個時間點所測得心跳速率的平均數與標準差詳見表 4-7，圖 4-7 是各情境下心跳速率平均數的折線圖。本研究同樣以二因子相依樣本變異數 分析對心跳速率進行考驗，結果發現時間效果達顯著差異(F(6,48)=11.44, p<.01, partial η2=.58)，事後比較顯示光照 60、90、120、150 及 180 分鐘後的心跳速率 均顯著高於光照前的基準線(p<.05)，因此參與者的心跳速率會隨著就寢時間的 接近而減慢，但光源的主要效果(F(2,16)=.66, p=.52, partial η2=.07)以及與時間 的交互作用皆不達顯著(F(12,96)=1.51, p=.13, partial η2=.15)，所以不同的光照 並未對心跳速率造成影響。
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圖 4-7.不同光照與不同時間點的心跳速率
表 4-7.心跳速率在各個時間點與基準線的差異分數 5000K 3000K 弱 光
30 分鐘 -3.10(3.01) -.25(5.20) -2.89(3.90) 60 分鐘 -4.43(3.79) -.25(5.89) -3.56(3.20) 90 分鐘 -5.74(5.52) -.11(7.17) -6.18(6.56) 120 分鐘 -7.56(6.38) -1.83(4.77) -7.88(8.97) 150 分鐘 -8.09(7.36) -3.49(5.68) -9.53(4.90) 180 分鐘 -9.44(8.58) -1.76(6.01) -9.75(6.55) 註：平均數(標準差) 單位：bpm
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第五節、不同光照對後續睡眠的影響
針對光照對睡眠可能產生的影響，本研究分析了入睡時間、前兩個睡眠週 期的深睡期、Delta 波的頻譜功率以及腦波覺醒，各變項的平均數與標準差見表 4-8。統計分析上均以相依樣本單因子變異數分析對上述數變項進行考驗。
入睡時間方面，綜合考驗達顯著差異(F(2,16)=5.76, p<.05, partial η2=.41)，
顯示睡前接受不同的光照會影響後續的入睡時間，事後比較發現 3000K 情境的 入睡時間短於 5000K 情境(p<.05,Cohen，s d=.93)，弱光情境的入睡時間同樣短 於 5000K 情境(p<.05,Cohen，s d=.93)，但參與者接受弱光和 3000K 光照後的入 睡時間並無統計上的差異(p=.86)。
前兩個睡眠週期的深睡期同樣在綜合考驗上達顯著(F(2,16)=4.14, p<.05, partial η2=.34)，事後比較發現 3000K 情境的深睡期較 5000K 情境長(p<.05, Cohen，s d=.83)，弱光情境的深睡期有較 5000K 情境長的趨勢(p=.07,Cohen，s d=.73)，其效果量也有接近.80 大效果的水準，但弱光與 3000K 情境相比則無明 顯的差異(p=.37)。
最後，頻譜功率主要由C4 測得的腦波進行分析，少數極端值由同時間點備 用的C3 腦波進行取代。綜合考驗發現各情境的頻譜功率沒有顯著差異(F(2,16)= 1.51, p=.25, partial η2=.15)。腦波覺醒次數的綜合考驗同樣不達統計上的顯著 (F(2,16)=.60, p=.58, partial η2=.07)。
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表 4-8.入睡時間、深睡期、Delta 波頻譜功率及腦波覺醒的平均數與標準差 5000K(A) 3000K(B) 弱 光(C) 事後比較
入睡時間 (分) 8.11( 5.56) 4.50( 3.12) 4.33( 2.65) A>B=C 深睡期 (分) 38.72(19.38) 49.00(23.36) 45.94(21.47) A<B=C Delta 波頻譜功率(%) 113.93(32.09) 139.48(32.06) 112.67(34.16) A=B=C 腦波覺醒 (次) 16.22( 8.63) 18.00(11.14) 16.44(11.11) A=B=C 註：平均數(標準差)
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l C h engchi U ni ve rs it y 第五章、討論
本研究讓參與者在睡前接受三小時弱光或室內燈強度不同色溫的光照，雖然 睡前的心跳速率及前半夜的Delta 波頻譜功率沒有發現光照效果，但在本實驗中 睡前的主觀嗜睡以及腦波頻譜功率的確會因不同的光照情境而有所差異，而且光 照的效果會延續至照光結束後的睡眠，進而影響入睡時間以及前半夜的深睡期長 度。接著將區分睡前光照期間以及光照結束後的睡眠兩大部分，對上述各個依變 項進行一些討論。
第一節、光照對睡前嗜睡程度及相關生理指標的影響
首先，就睡前的三小時而言，因為晝夜節律和恆定系統上的作用讓參與者越 來越嗜睡，我們預期這段時間，參與者的警覺程度會隨著時間而下降。本實驗所 測量的KSS 分數、Theta 波、Alpha 波、Beta 波、Theta-低頻 Alpha 波頻譜功率 以及心跳速率都有出現時間上的效果，越接近就寢時間，主觀嗜睡程度越高、低 頻腦波頻譜功率越高、Beta 波頻譜功率越高且心跳速率變慢，顯示本研究對這些 變項的測量有一定程度的效度。
在光照影響警覺及相關生理指標的效果上，以相同室內燈亮度比較不同色 溫，3000K 與 5000K 的光源對嗜睡程度的影響幾乎沒有任何差異，兩者僅在光 照 2.5 小時後低色溫情境的主觀嗜睡嗜睡程度有較高的趨勢，但在各頻率範圍的
在光照影響警覺及相關生理指標的效果上，以相同室內燈亮度比較不同色 溫，3000K 與 5000K 的光源對嗜睡程度的影響幾乎沒有任何差異，兩者僅在光 照 2.5 小時後低色溫情境的主觀嗜睡嗜睡程度有較高的趨勢，但在各頻率範圍的