运动锻炼干预睡眠障碍效果的Meta分析

龚明俊 ，付 皆 ，胡晓飞 *

睡眠障碍是对睡眠时间或睡眠质量不满意且影响日间功能的主观体验，主要表现在入睡困难、睡眠维持困难、易于早醒（任志洪等，2016）。睡眠障碍中最主要也最常见的是失眠，失眠患者不仅在个体警觉性方面出现一定程度的受损，在工作记忆和注意聚焦方面也出现不同程度的损伤，进而影响到患者的情绪、社会功能、生命质量（Morin et al.，2009；Shekleton et al.，2014）。2019年 3月，《中国睡眠质量调查报告》发布数据显示，83.81%的调查对象经常受到睡眠问题的困扰。根据中国睡眠研究会2016年公布的睡眠调查结果，中国成年人失眠发生率高达38.2%，远高于世界卫生组织发布的全球睡眠障碍发生率（27%）。运动疗法是指以运动生理学等为基础，以改善躯体生理、心理、精神功能障碍为目标，引起人体内部微观与宏观变化的一种治疗手段（胡永善，2010）。运动锻炼具有控制抑郁和焦虑（Buman et al.，2011；Youngstedt，2005）、增加大脑内五羟色胺浓度（Chaouloff，1997；Melancon et al.，2014）和提高免疫力（Krueger et al.，2008）等作用，是一种简单易行、经济有效的治疗睡眠障碍的非药物疗法，也被认为是治疗睡眠障碍的补充替代疗法（Passos et al.，2011）。采用何种运动手段、每次应该练习多长时间、每周练习几次、采用何种强度的练习等，是提升运动对睡眠障碍疗效的首要关键。

Meta分析是当前在循证医学领域比较成熟的评价干预措施、检验临床试验效果的研究方法。在目前运动锻炼干预睡眠障碍的Meta分析中，Du等（2015）、Wu等（2015）探讨了太极拳等传统体育运动干预老年失眠人群的效果。Rubio-arias等（2017）研究运动锻炼在改善中年女性失眠人群方面的作用；Lederman等（2019）对运动锻炼提高精神疾病类患者的睡眠质量进行了元分析；Lowe等（2019）、Yang等（2012）对运动干预改善成年人失眠状况进行了系统评价。这些研究均证实了运动改善睡眠障碍的效果。但在现有的研究报道中，鲜见探讨运动干预睡眠障碍之间调节变量的相关研究，如运动干预内容、干预总时长、每周干预频率、每次干预持续时间、练习形式、练习时间段等，这些内容正是制定睡眠障碍运动干预方案的关键要素，研究的缺失直接导致现有运动方案对睡眠障碍的指导性建议不足。显然，只有在制定精准运动健身方案的基础上，才能进一步提高运动干预睡眠障碍的有效性，《“健康中国2030”规划纲要》中明确提出“发挥全民科学健身在健康促进、慢性病预防和康复等方面的积极作用”，达到健康关口前移的效果。

本研究以此为出发点，采用循证医学的指导思想，运用Meta分析工具对目前发表的有关运动干预睡眠障碍的相关随机对照试验进行元分析，对运动干预睡眠障碍的总体效应及运动干预睡眠障碍之间的6个调节变量提出研究假设：

假设1：运动干预具有改善睡眠障碍的效果。

假设2：干预持续时间为4～48周，分为4～9周组、12周组和16～18周组、24～25周组、48周组。假设运动干预16～18周改善睡眠障碍的效应量最明显。

假设3：本研究纳入的文献中，单次锻炼持续时间为30～90 min不等，分为30～50 min组、55～60 min组和70～90 min以上3个亚组。假设单次干预持续时间55～60 min改善睡眠障碍的效应量最大。

假设 4：锻炼频次为 2～7次/周，分为 2次/周组、3次/周组和4～7次/周组3个亚组。假设干预频率为每周练习3次的改善睡眠障碍的效果最为显著。

假设5：练习时间段分为清晨练习组、上午练习组、下午练习组3个亚组。假设下午练习时改善睡眠障碍的效应量最大。

假设6：练习形式包括个人练习组、集体练习组、个人和集体练习3个亚组。假设个人练习组改善睡眠障碍的效应量最大。

假设7：干预手段包括中等强度有氧运动、太极拳、瑜伽、普拉提、八段锦、步行、抗阻训练、太极柔力球等。将练习手段分为中等强度有氧练习组、太极拳组、瑜伽组、普拉提组、八段锦组、抗阻训练组、步行7个亚组。假设中等强度的有氧运动改善睡眠障碍的效应量最大。

1 研究方法

1.1 文献获取与初步筛查

研究人员于2019年2月13日对中、英文数据库进行检索，中文数据库包括中国知网（CNKI）、万方、维普，英文数据库包括 Web of Science、Pubmed、Medline、Elsevier Science Direct、Embase等8个数据库。检索范围为建库至检索日。中文检索式的第1组关键词包括：锻炼、太极、瑜伽、气功、拉伸、抗阻、身体活动、运动、八段锦、普拉提、步行、有氧运动、水中健身；第2组关键词包括：失眠、慢性失眠、睡眠障碍、睡眠紊乱、睡眠质量、睡眠问题。两组检索关键词内部用OR，两组关键词之间用AND，使用布尔运算符进行运算。

英文检索第1组关键词包括：exercise、tai chi、tai chi chuan、tai ji、yoga、qigong、stretch*、physical activity、sport、gymnastics、baduanjin、pilates、walking、aerobic、resistance*、Aquatic；第 2 组关键词包括 ：insomnia*、sleep disorder、sleep complaint*、sleep disturb*、sleep quality、sleep problem。以数据库Web of science为例，其检索式为：

#1 TI=（“exercise”）OR TI=（“tai chi”）OR TI=（“tai chi chuan”）OR TI=（“tai ji”）OR TI=（“yoga”）OR TI=（“qigong”）OR TI=（“stretch*”）OR TI=（“Physical activity”）OR TI=（“sport”）OR TI=（“gymnastics”）OR TI=（“baduanjin”）OR TI=（“Pilates”）OR TI=（“walking”）OR TI=（“aerobic”）OR TI=（“resistance*”）

#2 TI=（Insomnia）OR TI=（“chronic Insomnia*”）OR TI=（“sleep disorder”）OR TI=（“sleep complaint*”）OR TI=（“sleep disturb*”）OR TI=（“sleep quality”）OR TI=（“chronic sleep problem”）OR TI=（“sleep problem”）

#3=#2 AND#1

经过初步筛查获取中文文献共317篇（限定中文核心期刊、CSSCI、CSCD期刊），英文文献共922篇。

1.2 文献的纳入与排除标准

文献纳入标准主要依据循证医学的PICOS的方式，将检索问题细化为5个部分：研究对象（participants）、干预措施（intervention）、对照/比较措施（comparison）、结局指标（outcome）和研究设计（study）（Liberati et al.，2009）。

文献纳入标准为：

1）随机对照试验（RCT）；2）研究对象为原发性睡眠障碍成年人（≥18岁）；3）整个样本符合睡眠障碍的诊断标准；4）干预措施为每次进行不少于30 mim的运动，如有氧运动、拉伸运动、抗阻运动或太极拳、瑜伽、八段锦等身心类运动；5）研究为多阶段运动（非1次运动）；6）对照组为非运动锻炼活动或保持之前的生活方式；7）使用主观量表PSQI评估睡眠质量情况，且能够提供实验组和对照组的样本量、平均值和标准差。

文献排除标准为：

1）会议摘要、学位论文、案例研究；2）因为各种疾病导致的失眠（如癌症、帕金森病、糖尿病、骨关节疾病等），精神类疾病（如抑郁症、认知功能障碍等）或呼吸系统疾病（如睡眠呼吸暂停等）导致的睡眠障碍；3）对轮班工作人员的研究（如护士）；4）研究对象包含从事规律性运动锻炼3个月以上的人员；5）对照组采用睡眠认知疗法；6）数据不完整，只能提供干预前或干预后的部分数据；7）非中英文文献。

1.3 文献筛选和数据提取

将检索文献题录导入到参考文献管理软件NoteExpress，首先删除重复发表的文献。第一作者根据标题、摘要和全文进行筛选，之后由另一作者进行独立评审，以确定是否符合入选标准。如遇分歧，咨询第3名作者或由研究组内讨论协商解决。所有文献在评审和讨论后，最终确定哪些论文被纳入研究（图1）。

图1 文献筛选纳入流程图Figure 1. Flow Diagram of Literature Selection

数据提取。两名研究人员独立对纳入文献进行相关指标的提取，提取的主要内容包括文献的第一作者、发表年限、研究地点、样本量、男女人数、年龄、运动练习形式、干预方案（干预内容、干预总时长、每周干预频率、每次干预持续时间、练习时间段）、监督形式、结局评价指标等。对缺乏的数据信息或信息不明确的资料通过电子邮件等形式联系作者本人。如对方未回复，两周后再次发送邮件联系，如仍未回复，则不纳入该篇文献。

1.4 文献研究质量评估

本研究采用物理治疗证据数据库（Physiotherapy Evi-dence Database，PEDro）量表对纳入的文献进行质量评价。PEDro由11个题目组成，除第1题不计入总分外，其余每题各记1分，满足相应的标准得1分，不满足得0分。凡得分≥6分以上的文献可以被认为研究质量较高。由2名研究人员根据评定标准独立对17篇文献进行打分。第1轮评估下来后，对存在评分差异的题项征求第3位研究人员的意见或通过组内讨论最终确定（表1）。

表1 纳入文献的PEDro得分Table 1 PEDro Score of The Included Literatures

1.5 数据分析

本研究采用Revman 5.3软件的随机效应模型对所纳入文献的PSQI（匹兹堡睡眠质量指数问卷）总分结局指标进行分析。由于所纳文献的结局指标属于连续型变量，测试单位相同，选用标准均数差（SMD）作为效应量指标。根据Cohen（1988）的解释，SMD＜0.2为微小效应量，0.2≤SMD＜0.5为小效应量，0.5≤SMD＜0.8为中等效应量，SMD≥0.8为大效应量（Cohen，1988）。用I2对各研究间的异质性进行检验：当I2=0时，表示各研究间无异质性，可以直接采用固定效应模型（Fixed-Effects Model）合并效应量；当I2≥50%时，表示研究间存在异质性，采用随机效应模型（Random-effects Model）合并效应量，并进一步进行亚组分析寻求异质性的来源。

2 研究结果

2.1 纳入研究文献的基本特征

本研究共纳入17项随机对照试验，在世界各地进行。4项研究只包括女性，1项研究只包括男性，其余12项研究包括男性和女性。共纳入1 275名被试者，其中316名男性，941名女性（有1篇文献未报告男女人数）。17项研究的参与者在7～75人之间，参与者的年龄从18～75岁不等。

运动干预方案中的干预内容主要为：中等强度的有氧训练（运动心率范围为60%～85%最大心率）、瑜伽、太极拳、八段锦、普拉提、抗阻训练、步行等运动形式。单次干预的时间范围为30～90 min，较多集中在55～60 min。每周干预频次为2～7次不等，以每周3次最多。干预周期为4～48周不等，以16周最多。练习的形式包括个人单独练习、集体练习、个人和集体练习相结合的3种形式。对照组通常采用保持之前的生活方式、不进行体育锻炼和接受睡眠健康教育等形式。结局指标主要包括反映睡眠状况的PSQI、ISI、ESS等量表，反映情绪状态的POMS、HADS、SF-12等问卷（表2）。

2.2 发表偏倚检验

表2 本研究纳入文献特征Table 2 Basic Information of Included Literatures

漏斗图（funnel plots）最初是使用每个研究的处理效应估计值为X轴，样本含量大小为Y轴的散点图，用以观察文章发表的偏倚情况。一般文献太少，不适合做漏斗图，通常当Meta分析的研究个数在10个以上时才需要做（刘鸣，2011）。本研究纳入的研究文献为17篇，可以进行发表偏倚检验。从图2得知，有2篇文献与其他文献有一定的距离偏差，表明存在一定的异质性。除此之外，散点分布在X轴偏上的位置，左右基本呈对称分布，表明不存在明显的发表偏倚。

2.3 敏感性分析

敏感性分析是用于评价Meta分析或系统评价结果是否稳定和可靠的方法。对纳入的17篇文献进行敏感性分析，主要通过逐篇排除文献、改变分析模型等方法，并在此基础上重新进行效应量的计算检验。检验发现，结果改变并不明显，说明本研究的Meta分析结果较为可信。

2.4 Meta分析结果

2.4.1 干预效果的整体效应检验

图2 发表偏倚漏斗图Figure 2. Funnel Plots of Publication Bias

对选取的17篇文献全部样本进行总体干预效应量检验发现，运动锻炼具有改善睡眠障碍的明显效果（表3）。对纳入的文献进行整体异质性检验（I2=86%，P＜0.000 01），采用随机效应模型合并效应量。Meta分析中多组数据间的异质性程度较高，表明存在多种调节变量因素影响总体效应量的可能。

表3 运动干预睡眠障碍整体效应结果Table 3 Overall Effect of Exercise Intervention on Sleep Disorder

效应量前的“-”表示运动锻炼可以起到改善睡眠障碍的作用。图3显示，运动锻炼干预睡眠障碍的合并效应量为d=-1.08（P＜0.000 01），95%的置信区间为（-1.42，-0.75）。根据Cohen（1988）的研究解释，0.8以上为大效应量，表明运动锻炼改善睡眠障碍达到明显的效果。P＜0.05，表示多组数据的合并效应量具有统计学意义。数据表明运动锻炼具有良好的改善睡眠障碍的效果，研究假设1得到验证。

图3 运动干预改善睡眠障碍整体效应的森林图Figure 3. Forest Graph of Exercise Improves the Overall Effect of Sleep Disorder

2.4.2 调节变量亚组分析

根据整体效应量检验的异质性，需要进一步对调节变量进行亚组分析以探讨异质性的来源。本研究对运动锻炼方案中的干预周期、单次干预时长、每周干预频率、练习时间段、练习形式、干预内容6个要素分别设置亚组进行检验（表4）。

表4 运动方案中调节变量干预睡眠障碍效应结果Table 4 Results of Moderating Variable Intervention on Sleep Disorder in Exercise Program

1）运动干预周期。该变量组共纳入样本数量1 240例，5个组别的效应量具有较高异质性（I2=64.1%），表明干预周期对运动干预和睡眠障碍两者的关系存在一定影响。其中，干预16～18周对改善睡眠障碍产生了最大的效应量d=-1.34（P=0.003），95%的置信区间（-2.22，-0.46）；其次是 12周干预组，效应量d=-1.09（P=0.02），95%的置信区间（-1.98，-0.19）。干预效应量随锻炼时间的延长逐渐变小，其中，24～25周的效应量d=-0.91（P＜0.000 01），95%的置信区间（-1.23，-0.60），干预48周的效应量最小d=-0.07，因P＞0.05，故不具有显著性。

2）单次干预时长。该变量组共纳入样本数量1 270例，3个组别的效应量具有中等异质性（I2=32.6%），表明单次干预时长对运动干预和睡眠障碍两者的关系存在影响。其中，干预55～60 min/次在改善睡眠障碍上产生了最大的效应量d=-1.26（P=0.000 1），95%的置信区间（-1.88，-0.64）；其次是30～50 min/次干预组，效应量d=-1.17（P=0.000 1），95%的置信区间（-1.74，-0.59）。干预效果随着单次干预时间的延长效应量变小，单次干预70～90 min组的效应量最小，d=-0.71（P=0.005），95%的置信区间（-1.10，-0.31）。

3）每周干预频率。该变量组共纳入样本数量1 270例，每周干预频率分为2次/周、3次/周、4～7次/周3个亚组。3组的效应量具有低异质性。3次/周干预组在改善睡眠障碍上达到最大效应量d=-1.28（P=0.000 01），95%的置信区间（-1.73，-0.82）；其次是2次/周干预组，效应量d=-1.01（P=0.004），95% 的置信区间（-1.71，-0.32）。干预效果随着每周干预频次的增加而减小，每周干预4～7次/组的效应量最小，d=-0.81（P=0.04），95%的置信区间（-1.52，-0.05）。

4）练习时间段。因部分文献没有明确报告干预的实施时间，故该调节变量仅纳入5篇文献（清晨和上午时间段各1篇，下午时间段3篇），该变量组共纳入样本数量308例，3个组别效应量具有中度异质性（I2=39%）。下午时间段干预组在改善睡眠障碍上产生了最大的效应量d=-2.01（P=0.04），95% 的置信区间（-3.88，-0.14）；其次是上午干预组，效应量d=-0.58（P=0.002），95%的置信区间（-0.95，-0.21）；清晨干预组的效应量最低，d=-0.30（P=0.23），不具有显著性。

5）练习形式。练习形式是运动干预实施过程中，被干预对象采用何种运动方式完成锻炼内容，如采用功率自行车、跑步机、步行等为干预内容的是以个人练习为主，采用瑜伽、普拉提、太极拳、八段锦等为干预内容的一般先由教师教学、集体练习，掌握动作后，由实验对象自行安排练习，也有在整个干预周期中，始终由教师或实验人员统一组织，没有个人单独练习。根据文献中运动干预方案的说明，将这些练习项目的练习方式分为集体练习或个人和集体相结合练习2种方式。

该变量组共纳入样本数量1 270例，3组的效应量具有高度异质性（I2=82.9%）。其中，个人练习组在改善睡眠障碍上产生了最大的效应量d=-2.69（P＜0.000 01），95%的置信区间（-3.82，-1.57）；其次是个人和集体练习组，效应量d=-0.91（P=0.000 7），95% 的置信区间（-1.44，-0.38）；集体练习组效应量最小，d=-0.68（P＜0.000 1），95%的置信区间（-1.00，-0.36）。

6）干预内容。该变量组共纳入样本数量1 270例，干预内容分为中等强度有氧运动、抗阻练习、太极拳、瑜伽等7个组别，各组效应量具有高度异质性（I2=85.9%），表明干预内容对运动干预和睡眠障碍两者的关系存在影响。其中，抗阻练习组在改善睡眠障碍上产生了最大的效应量d=-6.26（＜0.000 01），95%的置信区间（-8.76，-3.77）；其次是中等强度有氧练习组，效应量d=-1.60（P=0.01），95%的置信区间（-2.82，-0.39）。太极拳、八段锦、瑜伽3种身心类锻炼项目的效应量相当，分别为d=-0.93（P=0.000 3）、-0.91（P=0.11）、-0.90（P＜0.000 01），普拉提的效应量最低d=-0.29（P=0.06），不具有显著性。

至此，除假设7外，假设1～6全部得到验证。

3 讨论

3.1 纳入文献质量和总体效应量

本次Meta分析对纳入的17篇文献进行文献质量评估结果显示，所纳入文献质量评分最高分为8分，最低分为4分，平均分为5.7分，所纳入文献质量较高。相比较而言，中文的3篇文献得分均较低，其主要原因与没有详细的随机分配说明、详细的研究对象纳入标准、盲法设计、受试者中途退出等因素的详细报告有关。

发表偏倚结果显示，17篇纳入文献基本呈左右对称分布，表明具有较高的稳定性。数据显示，运动锻炼干预睡眠障碍的合并效应量为d=-1.08（P＜0.000 01），95%的置信区间（-1.42，-0.75），说明运动锻炼对睡眠障碍具有明显的改善作用。

3.2 运动方案调节变量对睡眠障碍影响的分析

因运动干预睡眠障碍的总体异质性较高（I2=86%），本研究引入调节变量对异质性进行深入研究。当变量Y与变量X的关系是变量M的函数，Y与X的关系受到第3个变量M的影响，其M变量就是调节变量（张莉，2011）。

1）干预内容方面。检验发现，抗阻练习组产生了最大效应量，改善睡眠障碍的效果最好。因该组仅纳入1篇文献，通过少数研究得出的结论可能会存在一定的偏差。其次是中等强度有氧锻炼组，纳入文献数量和样本数量均较多，以此可以得出中等强度的有氧运动优于其他形式运动的研究结论。分析得知，人们在进行有氧运动过程中，会一定程度的排汗。研究发现，运动后的排汗能使食欲肽水平下调，食欲肽有保持觉醒及参与免疫应答的功能，食欲肽的浓度降低，可使觉醒水平降低，进而达到促进睡眠及抗失眠的作用（赵非一等，2016；Shin et al.，2013）。这一研究结果与Rubio-arias等（2017）的研究结论基本一致（效应量d=-1.85），进一步确认了中等强度有氧运动在改善睡眠障碍方面的有效性。

2）练习形式方面。个人练习的效应量最大，其次是个人与集体练习，最低的是集体练习。这可能与实验对象在练习时注意力分散的程度有关。个人单独练习时，尤其是个人单独进行抗阻练习时，需要保持注意力的高度集中，主动或被动受到外界干扰刺激较少，其次是个人与集体练习受到的干扰比个人单独练习要大。受干扰最大的是集体练习，练习者不仅要听老师的讲解，还受到周围练习同伴的影响，注意力容易分散，练习效果自然会受到影响。

3）练习时间段方面。下午时间段练习改善睡眠障碍的效应量最大，其次是上午时间段练习，最低的是清晨练习。分析得知，这与运动后的产热效应有关。产热是运动的短期效果，Kruchi等（1999）研究指出，睡眠起始的过程代表着人体体温逐渐下降，这是因为越来越多的血流流向外周皮肤导致的。人们在经过运动锻炼后，其核心体温升高，在下丘脑的调控下，增强了降温机制，从而缩短了入睡时间。如果在清晨或者上午运动，降温机制的效应会随时间的延长消退，进而达不到下午锻炼促进睡眠的效果。因该调节变量纳入的文献数量较少，故从少数研究中得出结论可能会存在一定的误差，在未来的研究中，该变量应纳入更多高质量文献来佐证这一研究结论。

4）运动方案中的单次练习持续时间、练习频率和练习周期方面。单次练习持续时间为55～60 min组获得了最大效应量，随着时间的延长，效应量逐渐减小。每周锻炼3次达到最大效应量，这也与世界卫生组织推荐的锻炼频次相一致，最低的是4～7次/周。锻炼周期为16～18周达到运动干预睡眠障碍的最优效果，其次是12周。与单次练习持续时间和锻炼频次的变化规律类似，随着锻炼周期的延长，运动干预睡眠障碍的效应量逐渐变小。

3.3 研究局限与展望

本研究在对纳入文献进行研究质量评价时，仅采用PEDro量表工具进行评判，虽然两名研究人员进行两轮的独立评分，但因主观判断，可能还会存在一定的偏差。在未来的研究中，需引入其他的文献质量评价工具来降低主观判断误差。

本研究作为元分析研究论文，是建立在现有已完成的研究基础上，因此，会不可避免地受到一些非可控条件限制和影响。纳入文献的数量和质量是决定Meta分析质量高低的首要基础，也是研究结论是否客观的主要依据。在文献检索、筛选过程中，常常存在检索不到部分文献，且检索到的文献也会因数据的不完整或研究质量较低而不被纳入，导致某些亚组分析纳入的文献偏少。比如，调节变量干预内容方面，虽然抗阻训练的效应量最大，但因纳入文献过少，其结论的客观性有待未来纳入更多文献进一步验证。另外，大部分研究者没有在论文中注明练习时间段，导致练习时间段亚组纳入文献量较少。

本次研究选用的效应量仅包括匹兹堡睡眠质量问卷的总分项，没有对问卷的子项如睡眠持续时间、睡眠效率、日间功能障碍等方面进行进一步的研究。在调节变量的选择方面，未来的研究可以根据纳入文献的情况进行诸如练习地点、对照组活动方式、性别、不同年龄人群等更多调节变量的研究，使干预睡眠障碍的运动方案针对不同的群体更加精准有效。此外，与主观评价睡眠质量的问卷测量相比，通过多导睡眠仪、体动记录仪等仪器获取的客观数据的可信度更高。未来的研究中，可以将多导睡眠仪或体动记录仪获取数据的效应量进行分析，以此增加结论的客观性和信效度。

4 结论

1）运动干预具有明显改善睡眠障碍的效果；2）抗阻训练和中等强度有氧运动的效果比较突出，中等强度有氧锻炼具有明显改善睡眠障碍的效果；3）采用每周锻炼3次、每次锻炼持续60 min左右、共持续16周左右的运动锻炼方案在改善睡眠障碍的效果上最显著；4）下午时间段进行运动锻炼对改善睡眠障碍的效果最为有效；5）个人单独练习改善睡眠障碍的效果最佳。