原發性失眠患者的睡眠信念以及睡前激發狀態(1/2)

行政院國家科學委員會專題研究計畫 期中進度報告

原發性失眠患者的睡眠信念以及睡前激發狀態(1/2)

中 華 民 國 94 年 6 月 1 日

中文摘要 失眠是最常見的健康問題之一，影響 10％以上的成人。失眠的成因經常相當複雜而多 元，造成臨床診治上的困難，因此，對於失眠病因的澄清與瞭解是睡眠醫學領域相當重要 的一個議題。有關原發性失眠的病因理論眾多，近年來的研究較著重於有關生理及認知過 度激發（hyperarousal）以及不當睡眠認知信念的探討，兩方面得研究都得到許多支持的證 據。然而，這些研究多半只針對其中一個病因加以探討，缺乏對於這兩個方面病因的交互 關係及個別差異的研究。本研究同時就失眠病患的生理及認知激發加以探討，針對原發性 失眠的患者，記錄其睡前的 EKG 與 EEG，以頻譜分析計算心率變異量（heart rate variability, HRV）及量化腦波，作為自主神經系統與中樞神經系統激發程度的指標。此外，並以「睡 眠信念與態度量表」以及「睡前激發狀態量表」測量受試者主觀生理及認知的激發程度與 睡眠信念，以探究主觀評估和信念與客觀生理激發程度的關係。此外，受試者並接受一個 晚上的睡眠生理記錄，更進一步瞭解睡前激發狀態與睡眠信念對於失眠狀況的影響，並探 究是否可以這些指標區分不同類別的患者，將來發展臨床上適當的治療方式。至目前為止， 已有 13 位失眠抱怨患者參與本研究，其中 6 名在多向度睡眠檢查後發現有其他睡眠異常， 因而排除。剩餘之 7 位失眠患者的資料顯示睡前主觀的生理激發與認知激發與多頻道睡眠 記錄所得的睡眠狀況有中度至高度相關的傾向，但由於完成之個案數太少，結果都未達顯 著，HRV 及 EEG 的頻譜分析則未見與 PSG 變項的相關，仍待更多個案之後進一步瞭解各 變項之間的相關。 關鍵字：失眠；睡眠認知；心率變異量；頻譜分析；過度激發 英文摘要

Insomnia is one of the most common health complaints in general population. It affects more than 10% of the adults. The etiology of insomnia in a given individual is usually

multifaceted, which complicates the implement of effective clinical interventions. Therefore, it is crucial to differentiate different etiologies of insomnia. For the past few years, the investigations on the etiology of primary insomnia have focused on the cognitive and physiological

hyperarousal and dysfunctional sleep-related believes. Both the hyperarousal and dysfunctional cognitions as pathogeneses of insomnia have gained supports from empirical studies. However, the researches rarely looked into the relationships between the hyperarousal and cognitive aspects of the etiology of insomnia. The present study explored the arousal and cognitive believes in insomniacs at the same time. The subjects’ EKG and EEG prior to sleep were recorded. Heart rate variability (HRV) and quantitative EEG were analyzed by the calculation of power spectrum of heart rate and EEG as indices of the arousal levels of their autonomic and central nervous systems. Their sleep-related cognition and subjective pre-sleep arousal were also measured by the

Dysfunctional Beliefs and Attitudes About Sleep Scale and the Pre-sleep Arousal Scale. Also, their sleep were recorded with polysomnograph (PSG). Up to now, 13 patients with insomnia complaints participated in the study. Six of them were excluded after the conduction of PSG due to the findings of specific sleep disorders. For the 7 qualified subjects, the preliminary data showed that subjective ratings of pre-sleep somatic and cognitive arousals have nonsignificant trends of correlation with sleep parameters on polysomnography (PSG). HRV and EEG spectrum analysis, however, showed no significant correlation with PSG variables. More subjects will be recruited to further clarify the correlations between the variables.

一、文獻探討及研究目的

失眠是最常見的健康問題之一，其盛行率因調查的對象以及對於失眠的定義而 略有不同，但大都在 10％以上（Mellinger et al., 1985; Gallup Organization, 1991;

Ohayon, 1997）。失眠的成因相當複雜而多元，有相當大的比例的失眠是由於其它的

精神疾患（如，憂鬱症、焦慮症）、生理疾病、其它睡眠異常或藥物的使用等外在原

因所引起（Ohayon, 1997），但也有部分是無法明確歸因的單純的失眠，稱為原發性

失眠（primary insomnia）。有關原發性失眠的病因理論眾多，近年來逐漸被歸納為生

理的過度激發（hyperarousal）（Bonnet & Arand, 1997; Perlis et al., 1997）、錯誤的睡

眠認知及信念（Morin, 1993）、以及有礙於睡眠的狀態與睡眠情境的重複配對而形成 聯結學習（association learning）（Bootzin, 1972）等方面，這些因素交互影響，造成 入睡與睡眠維持的困難。近年來有關原發性失眠的研究著重於過度激發理論與睡眠 認知病因的分別探討，都得到支持的證據，然而卻缺乏有關這兩個部分的交互關係 的研究。本研究擬同時就這兩個部分加以探討，以增進對原發性失眠的了解，進而 發展臨床上適當的治療方式。 A. 失眠的過度激發理論 失眠的病人經常伴隨有緊張、焦慮、易怒等症狀（Kales et al., 1984），生理記 錄也發現入睡型失眠病患在睡前額肌電反應（EMG）以及心跳速率會提高 （Freedman & Sattler, 1982），而且他們睡覺及清醒時的代謝速率以及體溫皆顯著 高於沒有失眠的受試（Bonnet & Arand, 1992, 1995, 1996），這些結果支持原發性失 眠患者的自主神經系統有過度激發的現象，最近的研究使用頻譜分析測量失眠患 者心跳速率變異量（heart rate variability, HRV）也發現失眠患者低頻變異量顯著較 高，高頻變異量顯著降低，顯示有交感神經系統活動升高，副交感神經系統較低

的現象（Bonnet & Arand, 1998）。此外，原發性失眠患者賀爾蒙系統的壓力反應也

顯著較高，其血漿中 ACTH 及 cortisol 濃度都顯著較控制組受試高(Vgontzas et al., 2001)。

除了自主神經系統及壓力反應的過度激發外，研究也發現原發性失眠患者在

中樞神經系統也有過度激發的現象（Perlis et al., 1997；2001）。首先，一般人對於

在入睡前後對外界的訊息會有失憶的現象（Wyatt et al., 1997），但此一失憶的現象

在失眠的病患顯著地降低（Perlis, Smith, et al., 2001），支持失眠患者在入睡前後對

外界訊息的處理及記憶的程度較高的說法。其次，腦波的頻譜分析發現失眠病人 在睡眠中或入睡時高頻 EEG（包括 Beta 波：約 14-35Hz 及 Gama 波：約 35-45Hz） 的功率（power）顯著比正常控制組受試高（Freedman, 1986; Lamarche & Ogilvie, 1997; Perlis, Andrews et al., 2001; Perlis, Kehr, et al., 2001），並且提高的 Beta 波在行

為治療後有下降的現象（Jacobs et al., 1993）。由於高頻 EEG，尤其是 Beta 波，被

認為與清醒的心智活動狀態有關，也支持了失眠患者睡眠中仍有較高的心智活動。 整體而言，證據顯示原發性失眠的受試在情緒、心智活動以及生理活動上都 表現出過度激發的狀態，而且過度激發的狀態並不僅僅在睡前或睡覺時發生，而 是在一天 24 小時中都持續的現象。因此，Bonnet 與 Arand（1997）便認為原發性 失眠應該不只是一個夜間睡眠的異常，而是一個 24 小時的「過度激發障礙 （hyperarousal disorder）」。相對的，在治療的策略上，他們也主張該以降低激發狀

態為主。早期許多研究都支持了放鬆訓練對失眠的療效（for review, see Morin et al.,

1999），最近一項研究也報告了針對降低焦慮特質設計的焦慮管理訓練（anxiety

B. 睡眠的認知理論

雖然過去的研究顯示原發性失眠的個案在許多生理指標上都有明顯較為激發 的現象，但是當請患者評估他們睡前的狀態時，認知上的激發狀態卻比身體上的 激發狀態更能預測其失眠的程度（Nicassio et al., 1985; Van Egeren, 1983）。Morin 等人（Morin, 1993; Morin, Stone et al., 1993）提出認為對於睡眠錯誤的認知與歸因 可能是造成個案的焦慮，進而干擾睡眠的原因。Morin（1993）並將常見的不合理 的睡眠信念歸納為下列五種：對失眠的成因有不正確的歸因、將白天不佳的情緒 以及表現歸咎到失眠的影響、對於睡眠有不合理的期待、低估了自己對睡眠的控 制力、以及高估了睡眠的影響，並可由主觀信念的評量加以測量（Morin, 1993）。 失眠的認知理論也得到許多研究的支持。首先，研究發現原發性失眠患者有 較多負向的睡眠相關認知，這些認知與個案的睡眠困擾程度的主客觀評量有顯著 的相關（Morin et al., 1993; Fichten et al., 1995; Edinger et al., 2000）。其次，近年來 的研究也顯示針對改變錯誤的睡眠相關信念的認知行為治療被證實有顯著的療 效，甚至在一些研究發現比針對身體放鬆的治療來得有效（Morin, Kowatch et al., 1993; Morin, 1999; Edinger et al., 1992; Edinger et al., 1999）。而且在認知行為治療 後錯誤認知的改變與失眠主觀與客觀測量的進步程度都有顯著的相關（Edinger et al., 2001），這些研究都進一步支持認知在失眠病因上扮演的重要角色。 C. 研究目的 雖然過去的研究分別支持了原發性失眠的生理過度激發與錯誤認知病因，但 對於這兩個因素卻缺乏共同的探討。理論上，錯誤的睡眠信念會導致認知上的過 度擔心，而可能進一步引發生理的激發狀態，導致失眠，但是錯誤的睡眠信念也 可能導致不當的睡眠習慣（如，增加在床上的時間以得到休息）而使失眠更加嚴 重，不見得與生理的激發狀態必然相關；相對的，過度激發理論傾向認為失眠的 成因是以生理上的過度激發為主，而認知上過度的擔心只是其中的一個現象。雖 然過去的研究曾透過主觀評量的方式比較身體與認知激發狀態對失眠程度的影 響，結果傾向支持認知激發扮演較重要的角色，但是主觀的評量難免有傾向容易 知覺到認知活動的偏誤（Nicassio et al., 1985; Van Egeren, 1983）。本研究擬以 HRV 測量個案自主神經系統的激發程度、以 EEG 測量中樞神經系統的激發程度，再以 問卷測量原發性失眠個案的睡眠信念以及睡前認知，藉以了解生理激發與認知信 念之相關，以及兩者對於主觀以及客觀失眠指標的預測力。目前許多認知行為治 療模式便是針對失眠的不同病因加以矯治，許多研究也證實其成效（for review see Lacks & Morin, 1992; Morin et al., 1999; Murtagh & Greenwood, 1995），但其療效卻 可能因為缺乏針對個案個別差異所設計的治療計畫而受限（Hauri, 1991; Lacks &

Morin, 1992）。本研究也將試圖探索是否能以主客觀測量的指標區分出不同病因為 主的個案，將來更進一步探索這些指標與不同治療方法療效的關係。 二、研究方法 A. 受試者 本研究擬由台安醫院睡眠中心收 36 位原發性失眠的病患，收案標準如下： 1）年紀在 20 歲到 55 歲之間。 2）連續 6 個月以上有無法入睡或無法維持睡眠的問題。其中睡眠問題以下列研 究常用的標準認定：入睡所需時間超過 30 分鐘或半夜醒來的時間超過 30 分 鐘，而且睡眠問題每週發生 4 個晚上以上。 3）睡眠問題已造成白天功能的影響。 4）沒有其他重大或者會導致睡眠困擾的身體疾病、精神疾患或睡眠異常。

5）沒有使用非法或會影響睡眠的藥物。 6）非從事夜班工作或有不規律之睡眠習慣者。 7）願意停止使用安眠藥物至少一週。 受試者首先經由神經專科醫師的診斷後轉介，再經過半結構式問卷的晤談， 蒐集基本資料以及睡眠史，並診斷其他可能的睡眠異常，之後再透過多頻道睡眠 記錄 (polysomnograph, PSG) 篩檢其他睡眠異常。到目前為止，本研究已收 13 名 失眠抱怨者，然而其中有一名有明顯晝夜節律 (circadian rhythm) 的問題，一名有 嚴重的磨牙，4 名有明顯的間歇性肢體動作異常（periodic limb movement

disorder），當中並有一名伴隨睡眠相關呼吸疾患，一名伴隨嚴重磨牙。因此，合 格的受試僅剩 7 名，皆為女性，平均年齡為 36.1（+7.7）歲。 B. 研究流程 通過晤談的受試者首先根據其主觀報告睡眠習慣，訂出其習慣的睡眠時間， 在受試者被安排到睡眠中心的前三天，他們必須遵循由睡眠日誌得到的習慣睡眠 時間表規律的作息，以避免日夜週期（circadian rhythms）混亂造成的影響。在這 三天當中，受試者將禁止喝含有酒精的飲料，含有咖啡因的飲料也僅限於一天一 杯或一罐，而且必須於中午 12 點前飲用。 受試於平均上床時間的前兩個小時到達睡眠中心，受試必須先填寫「睡眠信 念與態度量表」（Dysfunctional Beliefs and Attitudes About Sleep Scale, DBAS; Morin, 1993）以及「睡前激發狀態量表」（The Pre-sleep Arousal Scale; Nicassio et al.,

1985），之後開始黏貼生理記錄電極及 sensors（包含 C3、C4、O1、O2 腦電圖，

眼動電圖，下額及腿部肌電圖，心電圖，口鼻器流測量，胸腹部呼吸運動以及血

中溶氧量），在測試儀器確定沒有問題之後，開始進行生理測量。首先會請受試坐

床上五分鐘，以記錄 HRV（Task Force, 1996; Pumprla et al., 2002），之後睜眼及閉 眼各三分鐘，以記錄腦波，進行頻譜分析。記錄結束後，讓受試準備上床，於習 慣上床時間就寢，同時進行整夜 PSG 的記錄，早上醒來後再以問卷評估其主觀的 入睡時距、睡眠時數、清醒次數與時間、以及睡眠品質等參數。 三、資料分析與初步結果 自填問卷中「睡眠信念與態度量表」以加總計分，「睡前激發狀態量表」則分 為身體激發及認知激發兩個分數。睡前心跳的測量先轉換為 R-R 間距，去除雜訊 後以 Matlab 程式作頻譜分析，計算出代表副交感神經活動的高頻測量（HF, 0.15-0.5Hz）以及與交感神經活動比較相關的低頻測量（LF, 0.05-0.5）。睡前 EEG

測量則以 Neuroscan 程式（Neurosoft Inc., VA, USA）進行頻譜分析，分別計算出 Delta（0.5-3 Hz）、theta（3-8 Hz）、alpha（8-12 Hz）、sigma (12-14 Hz), low beta（14-20 Hz）及 high beta（20-35 Hz）頻譜的功率。睡眠記錄將以 30 秒為單位依照

Rechtschaffen 及 Kales（1968）的標準來分析，計算出入睡所花時間（sleep onset latency, SOL）、睡眠總時數（total sleep time, TST）、半夜醒來次數與時間、睡眠效 率（sleep efficiency, SE）等變項，並根據美國睡眠醫學學會的標準，計算 EEG 覺 醒次數（ASDA, 1992）。主觀的睡眠評量也將得出相對的睡眠參數，再計算主/客 觀評量的差距。 初步的統計結果顯示，個案的睡前主觀的身體激發程度與 TST（-.49）、SE （-.59）及 SOL（.54）有中度的相關，但皆未達.05 顯著水準；睡前主觀的認知激 發程度則與 TST（-.78）及 SE（-.74）有中高度的相關，同樣也未達顯著。睡眠信 念、HRV 參數以及 EEG 頻譜分析與 PSG 的參數間也沒有顯著的相關。這些變項

之間的關係都有待檢測更多受試後進一步加以驗證。 四、成果自評 研究至目前為止尚稱順利，研究助理及參與學生的訓練都持續在進行中，研 究收案也在台安醫院順利展開。然而，收案的進度稍嫌落後，主要的原因有二： 首先，由於主持人由輔仁大學轉至政治大學之故，原本計畫使用的軟、硬體無 法轉移，因而開始時花較多的時間與台安醫院商借儀器，並重新學習分析軟體 的使用；其次，雖然收到的受試數目大約與預期中之進度符合，但其中有相當 多的比例在 PSG 檢測之後發現有其他睡眠異常，一方面可能因為醫院睡眠特別 門診所收的個案失眠的成因傾向更加複雜，一方面則可能在透過晤談篩選的流 程不夠謹慎，這是之後必須改進的方向。 五、參考文獻

American Sleep Disorders Association (ASDA), Sleep Disorders Atlas Task Force (1992).EEG arousals: Scoring rules and examples. Sleep, 15, 174-184.

Bonnet, M.H., & Arand, D.L. (1992). Caffeine use as a model of acute and chronic insomnia . Sleep, 15, 526-536.

Bonnet, M.H., & Arand, D.L. (1995). 24-hour metabolic rate in insomniacs and matched normal sleepers. Sleep, 19, 581-588.

Bonnet, M.H., & Arand, D.L. (1996). The consequences of a week of insomnia. Sleep,

19,453-461.

Bonnet, M.H., & Arand, D.L. (1997). Hyperarousal and insomnia. Sleep Medicine

Reviews, 1, 97-108.

Bonnet, M.H., & Arand, D.L. (1998). Heart rate variability in insomniacs and matched normal sleepers. Psychosomatic Medicine, 60, 610-615.

Bootzin, R. R. (1972). Stimulus control treatment for insomnia. Proceeding of American

Psychological Association, 7, 395-396.

Edinger J.D., Wohlgemuth W.K., Radtke R.A., Marsh G.R., Quillian R.E. (2001). Does cognitive-behavioral insomnia therapy alter dysfunctional beliefs about sleep? Sleep.

24(5), 591-599.

Edinger J.D., Fins A.I., Glenn D.M., Sullivan R.J. Jr, Bastian L.A., Marsh G.R., Dailey D., Hope T.V., Young M., Shaw E., Vasilas D.(2000). Insomnia and the eye of the

beholder: are there clinical markers of objective sleep disturbances among adults with and without insomnia complaints? Journal of Consulting and Clinical

Psychology. 68(4),586-93.

Edinger, J.D., & Fins, A. (1995). The distribution and clinical significance of sleep time misperceptions among insomniacs. Sleep, 4, 232-239.

Fichten, C.S., Creti, L., Amsel, R., Brender, W., Weinstein, N., & Libman, E. (1995). Poor sleepers who do not complain of insomnia: Myths and realities about psychological and lifestyle characteristics of older good and poor sleepers. Journal of Behavioral

Medicine, 18(2), 189-223.

Frankel, B. L., Coursey, R. D., Buchbinder, R., Snyder, F. (1976). Recorded and reported sleep in chronic primary insomnia. Archive of General Psychiatry, 33, 615-623. Freedman, R. R., Sattler, H. L. (1982). Physiological and psychological factors in

sleep-onset insomnia. Journal of Abnormal Psychology, 91, 380-389. Freedman, R. R. (1986). EEG power spectra in sleep-onset insomnia.

Electroencephalograpy and clinical Neurophysiology, 63, 408-413.

Gallup Organization. (1991). Sleep in America. Gallup Organization, Princeton, NJ. Hauri, P. (1991). Case studies in insomnia. New York: Plenum Press.

Jacobs, G., Benson, H., & Friedman, R. (1993). Home-based central nervous system assessment of a multifactor behavioral intervention for chronic sleep-onset insomnia.

Behavioural Therapy, 24, 159-174.

Kales, J.D., Kales A., Bixler E.O., et al, (1984). Biopsychobehavioral correlates of insomnia, V: clinical characteristics and behavioral correlates. American Journal of

Psychiatry, 141, 1371-1376.

Lacks, P., & Morin, C.M. (1992). Recent advances in the assessment and treatment of insomnia. Journal of Consulting and Clinical Psychology, 60, 586-594.

Lamarche, C. H., & Ogilvie, R. D. (1997). Electrophysiological changes during the sleep onset period of Psychophysiological insomniacs, psychiatric insomniacs, and normal sleepers. Sleep, 20, 724-733.

Mellinger, G., Balter, M., & Uhlenhuth, E. (1985). Insomnia and treatment: Prevalence and correlates. Archives of General Psychiatry, 42, 225-232.

Monroe, L. J. (1967). Psychological and physiological differences between good and poor sleepers. Journal of Abnormal Psychology, 72, 255-264.

Morin, C.M. (1993). Insomnia: psychological assessment and management. New York: Guilford.

Morin, C. M., Hauri, P. J., Espie, C. A., Spielman, A. J., Buysse, D. J., & Bootzin, R. R. (1999). Nonpharmacological treatment of chronic insomnia. Sleep, 22, 1134-1156. Morin, C.M., Stone, J., Trinkle, D., Mercer, J., & Remsberg, S. (1993). Dysfunctional

beliefs and attitudes about sleep among older adults with and without insomnia complaints. Psychology and Aging, 8, 463-467.

Murtagh, D.R.R., & Greenwood, K.M. (1995). Identifying effective psychological treatments for insomnia: A meta-analysis. Journal of Consulting and Clinical

Psychology, 63, 79-89.

Ohayon, M. M. (1997). Prevalence of DSM-IV diagnostic criteria of insomnia:

Distinguishing insomnia related to mental disorders from sleep disorders. Journal of

Psychiatric Research, 31, 333-346.

Perlis, M. L., Andrews, P. J., Orff, H. J., Smith, M. T., & Giles, D. E. (2001). High

frequency EEG activity in patients with insomnia and in good sleeper controls. Sleep,

24, 1-8.

Perlis, M. L., Giles, D. E., Mendelson, W. B., Bootzin, R. R., Wyatt, J. K. (1997). Psychophysiological insomnia: the behavioural model and a neurocognitive perspective. Journal of Sleep Research, 6, 179-188.

Perlis, M. L., Kehr, E. L., Smith, M. T., Andrews, P. J., Orff, H., & Giles, D. E. (2001). Temporal and stagewise distribution of high frequency EEG activity in patients with primary and secondary insomnia and in good sleeper controls. Journal of Sleep

Research, 10, 93-104.

Perlis, M. L., Smith, M. T., Orff, H. J., Andrews, P. J., Giles, D. E. (2001). The mesograde amnesia of sleep may be attenuated in subjects with primary insomnia. Physiology &

Perry M., Nicassio, Debra R., Mendlowitz, Juanita J., Fussell, Lynn P. (1985). The

phenomenology of the pre-sleep state: the development of the pre-sleep arousal scale.

Behaviour Research & Therapy, 23(3), 263-271.

Pumprla, J., Howorka, K., Groves, D., Chester, M.,& Nolan, J. (2002). Functional assessment of heart rate variability: physiological basis and practical applications.

Internaltional Journal of Cardiology, 84, 1-14.

Rechtschaffen, A., & Kales, A. (1968). A manual of standardized terminology, techniques

and scoring systems for sleep stages of human subjects. Los Angeles: Brain

Information Service/Brain Research Institute.

Task Force, European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology. (1996). Heart rate variability: Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. European Heart Journal, 17, 354-381. Van Egeren, L., Haynes, S.N., Franzen, M., & Hamilton, J. (1983). Presleep cognitions

and attributions in sleep-onset insomnia. Journal of Behavioral Medicine, 6(2), 217-232.

Vgontzas, A.N., Bixler E.O., Lin H.M., Prolo P, Mastorakos G., Vela-Bueno A., Kales A., Chrousos G.P. (2001). Chronic insomnia is associated with nyctohemeral activation of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis: clinical implications. Journal of

Endocrinology & Metabolics, 86(8), 3787-3794.

Wyatt, J. K., Allen, J. J. B. A., Bootzin, R. R., & Anthony, J. L. (1997). Mesograde amnesia during the sleep onset transition: replication and electrophysiological correlates. Sleep, 20, 512-522.