睡眠脑电中的循环交替模式

循环交替模式 (cyclic alternating pattern, CAP) 是特尔扎诺（Terzano）等人于1985年首先提出并描述的。CAP是发生在睡眠中的，反复出现的脑电图模式，是一种自发的持续性的大脑活动。CAP被认为是'不稳定睡眠脑电活动的标记'。

睡眠大致分为两类：快速眼动（REM）睡眠和非快速眼动（NREM）睡眠。快速的眼球运动和做梦是快速眼动睡眠的主要特点。顾名思义，非快速眼动睡眠期间没有眼球的快速运动（只有眼球的缓慢运动）。非快速眼动睡眠又进一步分为1期、2期和3期睡眠。1期和2期为浅睡眠，3期为深睡眠。在深睡眠期间，脑电波比较慢，故深睡眠又称慢波睡眠。

正常情况下CAP只发生在非快速眼动睡眠中。只有在不正常（病理）的情况下，CAP才出现在快速眼动睡眠中。

循环交替模式的识别和判定

循环交替模式（CAP）在睡眠中产生。这时大脑的兴奋程度、肌肉活动水平和行为模式不稳定。

循环交替模式（CAP）是以序列的形式出现的。一个序列含有若干个CAP周期。每个周期包含两个时相：时相A（A相，A phase）和时相B（B相，Bphase）。（见图1）

【图1. 循环交替模式周期（CAP cycle），包括时相A（A相，A phase）和时相B（B相，B phase）】

所有的CAP序列都从A 相开始，以B 相结束。A相和B相的持续时间均为2-60秒。如果60 秒钟以后没有新的CAP周期出现，则应判定为“非循环交替模式”。在整夜睡眠中，CAP序列和非循环交替模式交替出现。非循环交替模式的生理状态比较稳定。

一个CAP序列至少应含有2个 CAP周期。CAP序列中的CAP周期的个数和序列的持续时间没有上限。如果CAP序列的结尾处只有A相，没有B相，则这一A相不应包括在序列之中。

在非快速眼动睡眠中，只要符合相应的标准，就应被判定为CAP。CAP序列不受睡眠期的影响。例如，CAP序列并不因为睡眠从1期转变成2期，或者从2期转变成3期，而受到干扰。因此，同一个 CAP 序列，可以包含各种不同的睡眠期。在正常年轻人中，一个CAP序列平均含有6 个 CAP 周期，持续2.5 分钟。

在使用中，CAP占比是最常用的观察指标。CAP 占比是CAP 的总时间与非快速眼动睡眠时间的比例。例如，某人的CAP的总时间为2小时，而非快速眼动睡眠的时间为4小时，则CAP占比为50%。

循环交替模式A相的亚型

根据低波幅快波所占的比例，A 相分3个亚型：

•  A相亚型1（A1）：脑电活动以高波幅的慢波为主。低波幅的快波只占A相的20%以内；

• A相亚型2（A2）：慢波和快波节律互相混合。低幅快波占A相的20-50%；

• A相亚型3（A3）：脑电活动以低幅的快波为主要节律，占A相的50%以上。（见图2）

【图2. 根据低幅快波所占的比例，时相A（A相）分为3个亚型：A1、A2和A3】

循环交替模式（CAP）序列中可以含有不同的A相亚型。绝大部分（87%）非快速眼动睡眠中产生的微觉醒（arousal）插入到CAP 序列中，且基本上与A2 或 A3 重合。

微觉醒是指睡眠脑电活动的频率突然发生了变化，且这种变化持续至少3秒钟。在脑电频率发生变化之前，至少要有10秒钟稳定的睡眠。微觉醒次数的多少与白天的困倦程度有关。

循环交替模式与睡眠障碍

循环交替模式（CAP）占比与睡眠中头脑的兴奋程度有关。在出现噪音或睡眠受到干扰的情况下，CAP占比增加。这种情况见于失眠、抑郁、饮食不协调、上呼吸道受阻综合征、阻塞性睡眠呼吸暂停、周期性肢体运动障碍和夜间癫痫发作时。

相反，在头脑的兴奋程度比较低的情况下，CAP的占比降低。这种情况见于发作性睡病、多系统萎缩、使用某些药物，佩戴睡眠呼吸机治疗阻塞性睡眠呼吸暂停等。当长期的睡眠不足得到缓解后，也会出现CAP占比降低的现象。

循环交替模式（CAP）不仅受到睡眠障碍的影响，而且反过来调节睡眠相关事件的发生和分布。CAP A相触发，并加速夜间磨牙、睡眠行走（梦游）、癫痫、周期性肢体抽动和其他节律性运动的出现。CAP的B相与睡眠呼吸障碍的呼吸事件（呼吸暂停和低通气）密切相关。

参考资料：

jourals.lww.com/co-pulmonarymedicine/fulltext/2014/11000/cyclic_alternating_pattern_in_the_ polysomnography_.3.aspx

en.wikipedia.org/wiki/cyclic_alternating_pattern

本文作者：沈建华    睡眠科学家，医学博士，教授

本文编辑：李丽丽