Влияние экзаменационного стресса на характеристики ночного сна студентов, исследованное с помощью дизайнерского ЭКГ-холтера с акселерометром

Цель исследования. Изучить влияние экзаменационного стресса на параметры ночного сна, которые можно вычислить на основе данных электрокардиограммы (ЭКГ) и акселерометра. Материал и методы. Было разработано индивидуальное носимое устройство, позволяющее вести запись потока данных ЭКГ и 3-канального акселерометра с частотой 500 Гц и разрядностью 8 бит. С помощью этого устройства проведен суточный мониторинг группы из 29-ти испытуемых как в процессе обучения, так и в экзаменационную сессию. Полученные данные проанализированы с целью определения численных характеристик вариабельности сердечного ритма (на основе данных ЭКГ), общего времени сна и параметров двигательной активности во сне (на основе данных акселерометра). Результаты. На основе статистического анализа полученных данных установлено, что в состоянии экзаменационного стресса у студентов даже во сне усиливается центральное влияние на вегетативную нервную систему, приводя на фоне снижения общего времени сна к росту энергии низкоамплитудных движений во сне. Заключение. Предложены 2 параметра, вычисляемые на основе данных акселерометра: индекс активации и энергия низкоамплитудных движений, которые можно использовать для определения влияния различных факторов на сон человека.

Objective. To study the effect of examination stress on nocturnal sleep metrics that can be derived from electrocardiogram (ECG) and accelerometer data. Material and methods. An individual 8-digit, 500 Hz wearable device has been developed to record ECG and 3-channel accelerometer data stream. The device has provided diurnal group monitoring of 29 subjects both in semester training and in the examination session. The data collected were analysed to determine the heart rate variability metrics (based on ECG data), total sleep time and sleep movement activity metrics (based on accelerometer data). Results. The statistical analysis of data obtained has established that the state of examination stress, even in sleep, leads to increase of the central influence on ANS. It results in an increase in energy of the sleep low-amplitude movements, on the background of total sleep time reduction. Conclusion. Two metrics to be derived from the accelerometer data have been introduced to determine the influence of various factors on human sleep. Those are arousal index and low-amplitude movement energy.