儿科住院患儿对住院期间不同睡眠阶段的反应差异:一项关于环境、时间及人口统计学因素影响的可穿戴设备研究

《Journal of Pediatric Nursing》:Divergent sleep stage responses to hospitalization in pediatric inpatients: A wearable study of environmental, temporal, and demographic modulators

【字体: 时间:2026年06月17日 来源:Journal of Pediatric Nursing 2.1

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  罗云|卢勇|卢文利上海交通大学医学院瑞金医院临床神经科学中心,中国上海瑞金197号摘要背景睡眠对儿童的恢复至关重要,但关于住院环境因素如何影响客观测量的睡眠结构的定量研究较为有限。本研究利用消费者可穿戴设备,探讨环境、时间和人口统计因素对不同睡眠阶段的影响。方法我们对61名住院儿

  
罗云|卢勇|卢文利
上海交通大学医学院瑞金医院临床神经科学中心,中国上海瑞金197号

摘要

背景

睡眠对儿童的恢复至关重要,但关于住院环境因素如何影响客观测量的睡眠结构的定量研究较为有限。本研究利用消费者可穿戴设备,探讨环境、时间和人口统计因素对不同睡眠阶段的影响。

方法

我们对61名住院儿童和青少年进行了连续的睡眠监测,使用手腕佩戴的可穿戴设备,每天收集200条数据。通过多模式分析,研究房间占用情况、住院时长、人口统计因素(性别/年龄)与关键睡眠指标之间的关系。

研究结果

环境因素:每多一名居住者,浅睡眠时间会减少5.762分钟(β = ?5.762,p = 0.004),而快速眼动睡眠时间则增加3.813分钟(β = +3.813,p = 0.002)。高密度房间(超过4人)还会导致日间小睡时间延长(p = 0.022)。时间因素:在住院期间,清醒时间呈现U形趋势,在短期住院组(1–3天)和长期住院组(≥8天)中达到峰值,而中期住院组(4–7天)的清醒时间明显较短(p = 0.006)。人口统计因素:女性の深睡眠时间比男性长(p = 0.023)。不同年龄组之间没有显著差异(所有p > 0.05)。

结论

房间占用情况、住院时长和性别都会对住院儿童的特定睡眠阶段产生不同影响。

实践意义

减少高密度房间的使用,并实施考虑性别的个性化睡眠护理方案,有助于保持儿童能够获得足够的恢复性睡眠。这些环境和时间因素可以纳入日常护理流程和病房布局的设计中。

引言

睡眠对身心健康起着关键作用,它有助于记忆巩固、细胞修复、大脑发育以及激素调节等功能(Alvarez & Ayas, 2004; Burger et al., 2022; Dinges, 2006; Kopasz et al., 2010; Leproult & Van Cauter, 2010; Stickgold & Walker, 2007; Tononi & Cirelli, 2006)。睡眠障碍带来的后果进一步凸显了睡眠的重要性:睡眠不足会立即影响白天的警觉性、情绪调节能力、疼痛感知以及认知功能(Aydin et al., 2013; Cullen et al., 2019; Patrick et al., 2017; Raymond et al., 2001; Sadeh, 2007),同时还会增加跌倒和谵妄的风险(Wu & Sun, 2017)。长期睡眠不足还可能与焦虑、高血压、心血管疾病以及代谢紊乱等严重健康问题相关(Alvarez & Ayas, 2004; Chorney et al., 2008; Medic et al., 2017)。对于那些发育极度依赖充足睡眠的儿童和青少年来说,满足其睡眠需求尤为重要(Crous & North, 2021)。
在医院环境中,这一问题更为突出,因为住院儿童面临着多种风险因素。疾病症状、药物作用、环境干扰(如噪音、光线、护理流程)、心理压力以及社交模式的改变(如父母抚养方式的改变和日常生活节奏被打乱)都会导致严重的睡眠障碍(Morawska et al., 2015; Oliveira et al., 2015; Stickland et al., 2016; Webster & Thompson, 1986)。这些睡眠障碍不仅会带来即时的困扰,即便出院后也可能持续存在(Griffiths & Peerson, 2005; Smith et al., 2008),从而影响儿童的康复进程,延长住院时间,降低他们的幸福感以及对护理质量的满意度(Morse & Bender, 2019)。因此,了解住院儿童和青少年的具体睡眠结构对于优化他们的护理方案和改善预后具有重要意义(Burger et al., 2022)。
尽管人们越来越意识到睡眠在儿童康复中的重要作用(Corser, 1996; Hinds et al., 2007; Traube et al., 2020),但对于医院环境中的特定、可改变的因素如何定量影响睡眠结构,目前仍存在诸多空白。虽然已有不少研究指出了噪音和光线等常见的睡眠干扰因素(Morawska et al., 2015; Oliveira et al., 2015; Stickland et al., 2016; Webster & Thompson, 1986),但很少有研究使用客观的睡眠监测手段(如多导睡眠图或活动记录仪)来研究住院环境因素,尤其是每间房间的居住人数,对不同睡眠阶段的影响。大多数研究依赖于患者的主观报告或经过培训的研究人员对患者的直接观察(Avi, 2004; Bourne et al., 2007; Karen & David, 2011; Lewandowski et al., 2011)。相比客观测量方法,这些方法在检测睡眠结构的细微变化方面灵敏度较低(Bourne et al., 2007; Dereymaeker et al., 2017; Gottschlich et al., 2013; Meltzer et al., 2012; Quante et al., 2018)。此外,目前也缺乏使用客观指标来研究住院时长与睡眠阶段之间关系的研究。这些不足阻碍了针对儿童住院患者睡眠问题的有效干预措施的开发。
为弥补这些缺陷,本研究使用华为Band 8这款可穿戴设备,对住院儿童患者进行连续的客观睡眠监测。这类消费级可穿戴设备在实验室环境中已被证明具有有效性,且在儿童住院睡眠监测中也具备可行性(Burkart et al., 2021; Nestor et al., 2025)。华为Band 8是一款经过验证的可穿戴设备,它通过光电容积脉搏波传感器和运动加速度计来采集生理数据和运动数据。其内置的HUAWEI TruSleep? 3.0算法能够分析这些数据,识别睡眠-觉醒周期并划分睡眠阶段。此前已有研究证明了该技术在获取客观睡眠指标方面的应用价值:Li等人利用这款设备研究了环境温度与阻塞性睡眠呼吸暂停严重程度之间的关系,以及其对深睡眠和快速眼动睡眠等睡眠阶段的影响,相关研究是在大规模人群中进行的(Li et al., 2025, Li et al., 2024)。具体而言,本研究旨在解决儿童住院睡眠研究中的三个关键问题:首先,我们量化了房间居住人数与关键睡眠阶段的客观指标之间的关系,为这一可改变的环境因素如何影响睡眠结构提供了实证依据;其次,我们研究了住院期间不同睡眠阶段的时间变化规律——这是一个非常重要的时间维度,因为较长的住院时间可能会加剧睡眠障碍,但目前尚缺乏使用客观指标来研究这一现象的相关研究;第三,我们探讨了性别和年龄组在住院期间对睡眠阶段的潜在影响,以了解人口统计因素是否会影响这种特殊环境下的睡眠结构。我们的研究结果为可改变的环境因素(房间居住人数)、时间因素(住院时长)以及人口统计特征(性别、年龄)如何影响儿童住院期间的睡眠提供了新的证据。这些结果可为制定针对性的干预措施提供依据,通过改善环境、时间和人口统计方面的条件,优化医院环境与护理方案,进而帮助儿童获得对康复至关重要的恢复性睡眠。

章节摘录

研究设计

本研究共纳入61名住院儿童患者(31名男性,30名女性),年龄在3至18岁之间(平均年龄为9.8±3.5岁)。参与者是根据研究要求以及他们在研究期间是否愿意参与而依次招募的,研究时间为2024年5月至2025年3月。为了体现普通住院儿童群体的多样性,本研究没有设定基于基础疾病或用药情况的排除标准,目的是尽可能全面地了解他们的睡眠模式。

样本特征概述

表1展示了研究样本中各关键因素的分布情况,包括环境因素(房间居住人数)、时间因素(住院时长)以及人口统计因素(性别和年龄组)。数据来自61名住院患者(31名男性,30名女性)。10至12岁的年龄组人数最多,占比为36.1%(n=22);年龄最小的患者为3岁,最大的为18岁。从房间类型来看,6人间的数量最多,占比为44.3%(n=27)。

讨论

通过可穿戴设备获得的监测数据表明,环境、时间和人口统计因素会对住院儿童的不同睡眠阶段产生不同的影响。根据各关键因素与睡眠指标之间的关联,我们提出了以下见解和建议。

研究的优势与局限性

本研究具有多项优势。首先,它是在真实的儿童住院环境中,使用手腕佩戴的可穿戴设备进行连续的客观睡眠监测,避免了仅依靠护理人员的主观报告。其次,本研究采用了多维度分析框架,同时考量了环境、时间和人口统计因素,从而更全面地了解了住院期间影响睡眠结构的各种因素。
不过,本研究也存在一些局限性。首先,睡眠监测

实践意义

基于我们的研究结果,可以为儿童护理工作提出若干可行的建议。首先,只要条件允许,应尽量将住院儿童安排在低密度房间中(每间房间不超过4人),这样可以减少对浅睡眠的干扰,也能降低他们需要补觉的需求。其次,护理方案应根据住院的不同阶段进行调整:在适应期,开展睡眠健康教育并保持固定的夜间护理时间表可能最为有效。

结论

本研究通过华为Band 8设备,研究了房间居住密度、住院时长、性别以及年龄组对住院儿童和青少年睡眠结构的影响。研究结果表明,不同的住院环境因素会对不同的睡眠阶段产生不同影响。较高的房间居住密度会显著缩短浅睡眠时间(每多一名居住者,浅睡眠时间平均减少5.762分钟,p = 0.004),同时会增加快速眼动睡眠时间(每多一名居住者,快速眼动睡眠时间平均增加3.813分钟)。

作者贡献说明

罗云:负责撰写原始稿件、软件使用以及方法设计。卢勇:负责研究实施、资金筹集以及研究概念的构建。卢文利:负责资源协调、项目管理以及研究实施工作。

利益冲突声明

作者声明,他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金区域创新与发展联合基金(编号:U24A20756)、中国国家重点研发计划(编号:2023YFC2410704)以及上海交通大学跨医学研究奖(编号:YG2023LC02)的资助。
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