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重要性： 睡眠在术后康复中起着关键作用，影响免疫功能、疼痛感知、神经认知表现及伤口愈合。尽管已知手术干预会干扰睡眠，但不同手术风险级别下这种睡眠干扰的程度及动态变化轨迹仍缺乏充分描述。

目的： 明确术后各睡眠分期的变化特征，并确定这些变化轨迹在不同手术类别间的差异。

设计、场所与参与者： 本回顾性队列研究使用了从前瞻性维护的“我们所有人”研究计划（All of Us Research Program）数据库中美国参与者获取的可穿戴设备衍生睡眠数据，并与电子健康记录相链接。纳入2012年1月至2024年12月期间接受手术、且具有至少90天术前和至少30天术后可穿戴设备睡眠数据的成年患者。数据分析于2025年7月至11月进行。

暴露因素： 按手术风险级别分层的手术干预。

主要结局与测量指标: 主要结局为睡眠指标，包括总睡眠时长以及快速眼动（REM）、深睡眠、浅睡眠和清醒阶段的时长。比较9个术后时间段（epoch）的上述指标，并按手术风险（低、中、高）分层。针对每个睡眠指标拟合线性混合效应模型，以阿片类药物暴露、剂量和患者年龄作为协变量。采用多因素逻辑回归分析评估各睡眠指标与术后并发症之间的关联。

结果: 分析队列共纳入512例患者的634例独立手术操作；患者手术时的中位（IQR）年龄为59岁（46–67岁），其中558例（88.0%）为女性。高风险手术与术后第7天前REM和深睡眠的显著且持续性减少相关（深睡眠：均值[SD]变化Δ = –18.7 [48.6] min，P < 0.001；REM：Δ = –12.4 [30.1] min，P < 0.001），而总睡眠时间呈急性减少（Δ = –19.4 [145.3] min，P = 0.004）。浅睡眠呈一过性减少；清醒阶段时长显著增加（均值[SD] Δ = +13.9 [31.8] min，P < 0.001）。中等风险手术相关的睡眠干扰程度较轻，主要局限于术后第0至3天。相比之下，低风险手术在任一术后时间段均未观察到任何睡眠指标的显著变化。阿片类药物暴露与浅睡眠（β ≈ +5.1 min，P < 0.001）和清醒阶段（+10.2 min，P < 0.001）时长增加相关，但同时抑制深睡眠（–5.1 min，P < 0.001）。年龄同样与更多的清醒阶段睡眠（+0.30 min/年）和更少的恢复性睡眠（–0.05 min/年）相关。最后，总睡眠时长变化每减少10min，即与Clavien-Dindo I级和II级并发症的更高发生几率相关（校正后比值比，每10min为1.13；95% CI，1.04–1.24；P = 0.006）。

结论与相关性 本队列研究结果显示，手术后会不同程度上干扰睡眠结构，其中高风险手术后干扰最显著且最持久，REM和深睡眠受影响最大。

关键信息

问题 手术风险水平如何影响术后睡眠结构？不同手术类别下这些变化的自然演变过程是怎样的？

发现 在这项纳入512例患者共634例手术操作的队列研究中，高风险手术会导致术后第7天前快速眼动（REM）睡眠和深睡眠显著减少；中等风险手术仅引起一过性的睡眠干扰；低风险手术则未显示任何显著变化。

意义 高风险手术可能引起恢复性睡眠的长期紊乱，提示需要针对性的干预措施以优化术后康复。

背景

睡眠在术后康复中发挥着关键作用，可影响免疫功能、疼痛感知、神经认知表现以及伤口愈合。正常睡眠模式的紊乱可能是手术干预的后果之一，其源于生理应激、药物效应和环境干扰的共同作用。这些紊乱可能不仅仅是主观感受；事实上，基于脑电图数据的客观测量已证实，术后睡眠结构发生了改变。

尽管人们日益认识到睡眠对手术结局的重要性，但常规围术期护理中很少纳入监测或减轻术后睡眠障碍的策略。睡眠变化的病理生理机制复杂且涉及多因素。手术应激会触发神经内分泌级联反应，从而改变昼夜节律调控和睡眠结构。广泛用于术后镇痛的阿片类药物同样已知是睡眠的调节剂。然而，目前我们关于手术如何影响睡眠、以及术后病程如何反作用于睡眠的大部分认识，并未包含描述睡眠动态变化所必需的纵向数据。

可穿戴技术为纵向追踪围术期全过程的睡眠提供了独特的机会。这些设备已通过与金标准多导睡眠图进行宏观睡眠分期的验证，能够被动地收集长时间跨度的精细化睡眠数据，从而提供个体和人群层面的洞见。据我们所知，迄今为止尚无研究利用此类数据系统性地检验接受不同手术操作的患者术后睡眠变化在持续时间、深度及恢复轨迹方面的特征。因此，本研究旨在分析来自一个国家数据库的生物识别睡眠数据，重点描述术后睡眠分期的变化特征，并进一步描绘不同手术类别下术后睡眠障碍的自然演变过程。

研究方法

方法

研究设计与数据来源

本研究使用来自“我们所有人”研究计划的去标识化数据，该计划已获得其机构审查委员会的批准。参与“我们所有人”研究计划要求签署知情同意书，所有患者均按照“我们所有人”数据使用协议同意数据共享。本研究未额外获取知情同意。本研究遵循了《加强观察性流行病学研究报告指南》。由美国国立卫生研究院发起的“我们所有人”研究计划旨在招募至少一百万具有多样性的美国参与者，以推动精准医学的发展。参与者通过同意共享的电子健康记录、调查问卷、身体测量、基因组学数据以及可穿戴设备数据来贡献信息。Fitbit数据通过个人设备的自愿连接获取，除参与者自主使用外，无标准化的佩戴方案。所有数据均经过去标识化处理，并通过安全的研究工作台进行访问。

成年参与者（年龄 ≥ 18岁）若满足以下条件则符合纳入标准：在2012年1月至2024年12月期间至少接受过1例符合条件的手术操作，并且在手术前有至少连续90天、术后有至少30天的可穿戴设备睡眠记录。每日睡眠指标从可穿戴设备摘要中获取，包括总睡眠时长以及快速眼动睡眠、深睡眠、浅睡眠和清醒阶段的时长。

时间段与手术风险分层

对于每例患者，睡眠记录被分配至5个术后时间段之一（第0天[手术当晚]、第1-3天、第4-7天、第8-14天和第15-30天）。对于每个睡眠指标，睡眠变化差值定义为术后时间段均值减去术前90天窗口内的术前基线均值。通过这一时间序列，可以对所有睡眠指标的变化进行时间维度的评估。根据2014年美国心脏病学会/美国心脏协会围术期指南中的围术期主要不良心脏事件发生率，将手术操作分为高风险、中等风险和低风险三个级别。患者年龄（手术时）、术后0至7天内的阿片类药物暴露以及该时间段内发放的阿片类药物总剂量被纳入作为潜在的协变量。阿片类药物剂量根据电子健康记录的发放记录，以吗啡毫克当量单位进行计量。

统计分析

由于部分参与者在研究期间接受了多次手术，因此本研究以手术操作为单位进行分析。连续变量采用均值和标准差进行描述，分类变量采用百分比进行描述。对于每个睡眠指标和手术风险分层（低、中、高风险），均检验了相对于90天基线的围术期变化差值是否显著不为零。采用Shapiro-Wilk检验评估差值分布的正态性；对于正态分布变量（P > 0.05），采用配对t检验进行分析，而非正态分布变量则采用Wilcoxon符号秩检验进行分析。P值采用Benjamini-Hochberg方法进行校正。校正应用于25个计划比较（5个指标 × 5个时间段），显著性定义为校正后双侧P < 0.05。

研究结果

基线队列特征

分析队列共纳入512例患者的634例独立手术操作。手术时患者的中位（四分位距）年龄为59岁（46-67岁），其中558例（88.0%）为女性。在队列所纳入的手术操作中，114例（18.9%）被归类为低风险，201例（33.3%）为中等风险，288例（47.8%）为高风险（见补充材料1中的eAppendix）。接受低风险手术的患者中位（四分位距）年龄为53岁（40-63岁），而接受中等风险和高风险手术的患者中位（四分位距）年龄分别为57岁（44-66岁）和61岁（50-69岁）。两两比较显示，高风险患者比低风险患者年龄显著更大（经Bonferroni校正的P < 0.001）。相比之下，高风险与中等风险队列之间的年龄分布无差异（校正后P值均 > 0.99）。在196例手术操作（32.5%）中，患者于术后前7天内接受了阿片类药物治疗；阿片类药物总剂量范围为0至1440单位，均值为55.1单位。

总睡眠时长

与术前90天基线相比，接受低风险和中等风险手术的患者在手术当日的总睡眠时长均无差异（表1）。相反，接受高风险手术的患者在手术当日（Δ总睡眠时长，均差[SD] –19.4 [145.3] min；P = 0.004）及术后第1-3天（Δ –16.8 [138.9] min；P = 0.009）均经历睡眠减少，此后时间点则无差异。在补充的多水平混合效应模型中，所有手术分层从手术当日开始的总睡眠时间均未发生变化。在同一模型中，阿片类药物的使用与总睡眠时长的均值（SD）增加相关（β = 30.5 [6.99] min；P < 0.001）。图1描述了不同时间段内总睡眠的变化。

表1：基线睡眠时长及相应的推荐正常值

术后总睡眠时间的减少与轻度（I级和II级）并发症存在关联：Δ总睡眠时长每减少10min，即与I级和II级并发症的更高发生几率相关（校正后比值比，每10min为1.13；95% CI，1.04–1.24；P = 0.006）。然而，术后睡眠变化与III级或更高级别并发症之间无关联。

图1：术前和术后各周期总睡眠时长的密度图

手术对不同睡眠分期的影响

低风险手术在术后任何时间段均未与深睡眠时长的变化相关。中等风险手术与深睡眠的一过性减少相关，发生在手术当日（均差[SD] Δ = –10.3 [38.2] min；P = 0.02）及术后第1-3天（均差[SD] Δ = –8.7 [36.7] min；P = 0.02），但在术后第4-7天及之后的其他时间点均无差异。高风险手术与更显著的深睡眠减少相关：手术当日（Δ = –18.7 [48.6] min；P < 0.001）、术后第1-3天（Δ = –15.5 [46.2] min；P = 0.002）及第4-7天（Δ = –12.9 [47.5] min；P = 0.005）；然而，术后第8-14天及之后，术前与术后睡眠比较无差异。在扩展的多水平混合效应模型中，术后早期之后深睡眠轨迹保持平坦（所有时间段主效应 vs 第0天均无统计学显著性）。然而，任何术后阿片类药物暴露均与深睡眠的轻度更大减少相关（β ≈ –5.1 min；P = 0.001），而更高的阿片类药物剂量与深睡眠的轻度增加相关（β ≈ +0.02 min/单位阿片；P = 0.004）。完整的多水平模型结果见补充材料1中的eTable 1。图2描述不同时间段内深睡眠的变化。

图2：术前与术后各阶段深度睡眠时长的分布密度图

与深睡眠类似，低风险手术在所有术后时间段与术前90天基线相比均未与REM睡眠变化相关。相比之下，中等风险手术与手术当日（均差[SD] Δ = –8.7 [25.4] min；P = 0.002）及术后第1-3天（Δ = –6.1 [24.1] min；P = 0.009）的REM睡眠减少相关，但此后时间点无差异。接受高风险手术的患者在手术当日（Δ = –12.4 [30.1] min；P < 0.001）、术后第1-3天（Δ = –9.8 [28.8] min；P = 0.001）及第4-7天（Δ = –7.6 [29.7] min；P = 0.004）的REM睡眠减少更为显著；术后第7天之后与术前90天基线相比无差异。在分层REM模型中，与低风险手术相比，高风险手术与总体REM缺损约13min相关（β ≈ –12.8 min；P = 0.03）；年龄与REM睡眠的额外减少相关（–0.12 min/年）；更高的阿片类药物剂量仍与REM睡眠减少独立相关（β ≈ –0.024 min/单位；P = 0.002）。患者从手术当日直至术后第14天，REM睡眠持续恢复。图3描述不同时间段内REM睡眠的变化。

图3：术前和术后各周期快速眼动（REM）睡眠时长的密度图

接受低风险手术的患者在所有术后时间段与术前90天基线相比，浅睡眠均无有意义的变化。而中等风险手术仅在手术当日与浅睡眠减少相关（均差[SD] Δ = –9.3 [41.8] min；P = 0.01）；术后第一天之后，浅睡眠时长与术前90天基线无差异。相比之下，高风险手术与浅睡眠减少相关：手术当日（Δ = –11.5 [49.4] min；P = 0.002）、术后第1-3天（Δ = –9.1 [48.6] min；P = 0.005）及第4-7天（Δ = –7.8 [49.2] min；P = 0.008）；术后第7天之后浅睡眠无有意义差异。与这些发现一致，多水平混合效应模型指出，术后第1-3天的浅睡眠相对于手术当日有所增加。阿片类药物使用与浅睡眠增加相关（+5.1 min），并且每增加一个单位的阿片类药物剂量，浅睡眠增加（β = +0.03 min/单位）；年龄每增加一岁，浅睡眠增加约0.2 min。

在评估睡眠的清醒阶段时，低风险手术在任何术后时间段均未与该类型睡眠时长的任何有意义变化相关。中等风险手术仅在手术当日与清醒睡眠的增加相关（均差[SD] Δ = +7.8 [28.9] min；P = 0.008）。相比之下，高风险手术对清醒睡眠的影响更为持久：患者在手术当日（Δ = +13.9 [31.8] min；P < 0.001）、术后第1-3天（Δ = +11.2 [30.7] min；P = 0.002）及第4-7天（Δ = +8.4 [31.3] min；P = 0.009）均处于清醒睡眠阶段的时间更长，超过这些时间段后则无有意义差异。阿片类药物暴露导致患者在该睡眠阶段花费的时间增加最多（+10.2 min；P < 0.001），并且每接受一个单位的阿片类药物，清醒时间增加0.05 min（β = +0.05 min/单位）。

讨论

术后睡障碍日益被认为是影响康复的重要可调控因素。优质睡眠支持生理韧性、应激恢复和组织修复，而睡眠剥夺则会损害愈合、延迟康复并削弱患者应对手术应激的能力。在此背景下，本研究通过分析全国性大型队列中接受低、中、高风险手术患者的可穿戴设备术后睡眠数据，提供新的证据。研究发现，术后睡眠结构受到破坏，其程度和持续时间与手术风险强度相关。不同睡眠分期受影响程度各异：中、高风险手术后最初数天至数周内，REM和深睡眠受抑制最为显著；总睡眠时长和浅睡眠则表现出更多变模式。重要的是，阿片类药物暴露和年龄与总睡眠、浅睡眠及清醒阶段时长增加相关，同时抑制REM和深睡眠。

总睡眠在高风险手术后前3天显著减少，这与既往研究一致。睡眠紊乱可源于基础疾病、药物、不良睡眠习惯及陌生或不适环境。术后疼痛、炎症和交感神经激活可进一步加剧睡眠碎片化和抑制。阿片类药物作为多模式镇痛的常用成分，其镇静作用可增加总睡眠时长，但本研究发现阿片类药物主要延长浅睡眠和清醒阶段，符合其抑制促觉醒通路的机制。

深睡眠对免疫稳态和伤口愈合至关重要。高风险手术后深睡眠抑制持续至术后第7天，中风险手术仅短暂减少至术后第3天，低风险手术则无影响。REM睡眠抑制是术后神经生理失调最可靠的标志之一。本研究中，中、高风险手术后第1-3天REM睡眠显著减少（分别减少6.1分钟和9.8分钟）。阿片类药物通过脑干和下丘脑的μ-阿片受体介导机制急性抑制REM睡眠，且REM时长与阿片类药物剂量呈负相关。多数队列在第7天REM抑制得以缓解，这与炎症介质（如IL-6、TNF-α）趋于正常的时点一致。从临床意义看，成人REM睡眠通常占总睡眠的20%-25%（约60-80分钟），即使10分钟的损失也占典型REM周期的13%-17%。

结论

队列究结果显示，手术风险水平与睡眠紊乱的程度及持续时间相关：高风险手术与术后第一周内深睡眠和REM睡眠的显著抑制有关，提示手术创伤、药物镇静与睡眠生理之间存在复杂交互作用。通过可穿戴设备进行持续、纵向的监测，有望使临床医生能够识别那些睡眠深度或REM恢复不足的患者，并在不良事件发生之前采取针对性的环境、行为及药物干预措施。旨在降低高风险手术应激并优化镇痛策略的干预措施，可能有助于保护睡眠结构的关键组分，加速术后康复。

原始文献：

Elemosho A, Chatzipanagiotou OP, Angez M, et al. Postoperative Sleep Dynamics Across Surgical Risk Using Wearable Device Technology. JAMA Surg. 2026 Apr 1;161(4):321-328.