大学生睡眠时长不足与近视过矫显著相关：一项基于客观监测的横断面研究

本研究发现，大学生睡眠时间缩短和就寝时间延迟与近视过矫（overestimated myopia）显著相关。通过智能穿戴设备客观监测睡眠参数，并结合睫状肌麻痹前后验光，研究揭示睡眠模式可能通过影响调节功能（accommodation）导致非睫状肌麻痹下验光误差，为优化屈光测量策略及近视风险管理提供了重要实证依据。

　　

研究背景与目的

近视是全球范围内最常见的屈光不正类型，构成了重大的公共卫生负担。20至30岁人群中，超过三分之一的成年人会经历近视进展，部分病例会发展为高度近视，显著增加白内障、视网膜脱离、青光眼和近视性黄斑病变（MMD）等威胁视力的眼部疾病风险。因此，有效控制近视的发生和发展对于减少与高度近视相关的视力损害至关重要。

屈光测量过程中调节（accommodation）的稳定性受到了广泛关注。调节是一种不自主的生理过程，涉及睫状肌的收缩和松弛以改变晶状体曲率，使眼睛能够精确聚焦于不同距离的物体。该过程由自主神经系统精细调节，副交感神经主要介导睫状肌收缩以进行近聚焦，而交感神经则主导肌肉松弛以进行远视力。睡眠状态可通过改变交感-副交感平衡来影响自主神经张力，从而可能破坏调节的稳定性。调节的持续过度刺激可能导致屈光力的代偿性增加，临床表现为近视过矫（overestimated myopia）——即非睫状肌麻痹验光得出的近视屈光误差高于真实值，这是由于即使在远视条件下也存在残余的调节活动，并在睫状肌麻痹后消除。流行病学研究报告，在非睫状肌麻痹条件下，青少年近视者中近视过矫的患病率为37.19%，年轻成年近视者中为23.74%。这种现象不仅导致视疲劳、视力波动和不一致的屈光测量结果，而且是儿童近视发病的独立危险因素。因此，深入研究影响近视过矫的因素对于提高屈光测量准确性和优化近视控制策略具有重要的临床意义。

睡眠是维持生理稳态的核心过程，已被证明当其质量下降时，与多种健康风险相关，包括认知功能障碍、肥胖、抑郁以及眼部疾病风险升高。在视觉领域，睡眠模式的改变会损害双眼视觉功能和视觉-运动处理能力，导致持续注意力下降，从而对个人的学习效率、身心健康和生活质量产生负面影响。先前的研究发现，睡眠质量影响远距离正融像性聚散（PFV），而急性睡眠剥夺显著损害调节功能并诱发视疲劳症状。然而，以往调查睡眠与近视关联的研究主要关注近视的发病率或进展，结果不一致，且普遍缺乏对调节功能这一近视发展关键中介因素的定量评估。鉴于调节功能障碍是近视发病的重要病理生理组成部分，系统研究其影响因素可能为近视发展的机制提供新的见解。

睡眠模式影响调节功能障碍的核心临床表现——近视过矫的机制尚不清楚。本研究创新性地采用智能穿戴设备客观连续监测睡眠参数，结合标准化的睫状肌麻痹和非睫状肌麻痹屈光测量，旨在研究睡眠模式特征与近视过矫之间的定量关联，从而为优化屈光测量策略和近视风险管理提供循证基础。

研究方法

本研究为横断面研究，招募了144名17至23岁的参与者。调查包括问卷调查、眼科检查和睡眠参数评估。入选标准限制为双眼最佳矫正视力（BCVA）优于0.1 logMAR。如果裂隙灯和眼底检查发现任何可能影响屈光状态的眼部疾病，则排除参与者。此外，要求参与者自愿佩戴智能穿戴设备进行连续睡眠监测，且在佩戴期间没有明显不适。排除标准包括：既往诊断为睡眠障碍；当前或近期使用可能影响睡眠结构的药物；有屈光手术史；或过去6个月内接受过任何其他近视控制干预。这些标准确保了研究人群的同质性和干预效果的纯粹性。研究遵循《赫尔辛基宣言》的原则，并获得福建医科大学医学伦理委员会的批准（伦理批准号：2021-075）。所有参与者在入组前均获得书面知情同意（未成年人需获得父母同意），并被告知有权随时退出。

样本量使用G*Power 3.1.9进行先验估计以确保足够的统计效力来检测组间差异。将效力（1 ? β）设为0.80，双侧显著性水平（α）为0.05，以中等效应大小（Cohen’s d = 0.3）为基准，计算出的最小所需样本量为82名受试者。为了补偿可能的随访损耗，最终招募了144名参与者。这种过度采样确保了研究结果的稳健性和统计推断的可靠性。

由经过标准化协议培训的眼科医生和验光师对参与者进行全面的眼科检查。通过向双眼滴入0.5%托吡卡胺去氧肾上腺素滴眼液（Santen，日本大阪）三次诱导睫状肌麻痹，每次间隔5分钟。30分钟后，评估瞳孔散大和瞳孔对光反射以确认完全睫状肌麻痹（定义为瞳孔散大≥6 mm且无瞳孔对光反射）。如果瞳孔对光反射持续存在或瞳孔散大≤6 mm，则向每只眼睛追加一滴0.5%托吡卡胺去氧肾上腺素。

使用Colombo IOL2生物测量仪（Moptim Corp., 中国）测量 ocular biometric parameters，包括眼轴长度（AL）、晶状体厚度（LT）、中央角膜厚度（CCT）和前房深度（ACD）。使用NIDEK自动验光仪（ARK-510A; NIDEK Corp., 东京, 日本）在睫状肌麻痹前后测量屈光参数，测量步长为0.01 D。屈光和 ocular biometric measurements 进行五次，取平均值。如果任何两次测量的SE差异≥0.50 D或AL差异≥0.05 mm，则重复测量。球镜等效度数（SE）计算为球镜度数加一半散光度数。屈光误差差异（DIFF）定义为睫状肌麻痹后SE减去睫状肌麻痹前SE。DIFF ≥ +0.50 D的参与者被归类为近视过矫组（overestimated myopia group），而DIFF < +0.50 D的参与者构成非近视过矫组（non-overestimated myopia group）。

使用小米手环7（Xiaomi Corp., 北京, 中国）连续收集7个完整连续天的睡眠数据。该持续时间在先前的研究中已被验证能够可靠地反映习惯性睡眠模式。小米手环7集成了三轴加速度计，并通过实时分析手腕运动的强度和频率来区分清醒、浅睡眠和深睡眠阶段。其算法用于研究目的的有效性和可行性已得到广泛验证。为确保数据质量，仅包含满足以下所有标准的记录：①每日佩戴时间≥23小时（不包括充电时间）；②连续完整佩戴7天；③无逻辑错误或显著异常值。提取的睡眠参数包括总睡眠时长、深睡眠时长、浅睡眠时长、就寝时间和醒来时间。所有数据每天通过Mi Fit App同步，并由两名独立研究人员交叉验证。对于每个参数，首先计算7天的平均值。随后，分别汇总“工作日”（周日至周四夜晚）和“周末”（周五和周六夜晚）的参数，以评估不同社会节律下的睡眠差异。

数据分析使用SPSS（IBM SPSS 26.0）软件进行。由于双眼SE值高度相关（r = 0.864, p < 0.001），仅分析右眼数据。使用独立样本t检验比较近视过矫组和非近视过矫组在SE、AL、LT、CCT、ACD和年龄方面的差异。使用线性混合模型（LMM）分析组间睡眠模式的差异。LMM采用限制性最大似然（REML）估计，并包含截距作为随机因素。它们用于比较一周中不同天以及工作日和周末汇总的睡眠参数。LMM适用于重复测量数据，因为它们同时考虑了个体间变异性和时间相关性，从而提高了分析准确性。在模型中，分类变量被视为固定因素，而年龄、性别、每日近距工作活动和父母近视史作为协变量纳入。检查了主效应和双向交互作用。对于此分析，重复因素（星期几）的协方差结构假定为复合对称性。对模型中识别出的显著主效应和交互作用，进行Bonferroni校正的事后比较，以探究效应的性质并评估每个参与者和组间在不同时间段的睡眠持续时间差异。睡眠时间参数（就寝时间和醒来时间）使用独立样本t检验进行分析。P < 0.05被认为具有统计学显著性。

研究结果

在招募的144名参与者中，有18人因不符合预设标准而被排除：5人因个人原因退出，3人因设备故障导致数据缺失，10人数据不完整。最终，126名参与者（平均年龄19.15 ± 0.18岁，范围17-23岁）完成了全部7天的手腕佩戴睡眠监测和完整的眼科检查，其数据质量满足统计分析要求。近视过矫组与非近视过矫组在年龄、每日近距工作活动、SE、AL、LT、CCT、ACD方面均无统计学显著差异（所有P > 0.05）。

如表2所示，所有参与者7天平均总睡眠时长为7.27 ± 0.81小时。近视过矫组的总睡眠时长比非近视过矫组少0.60小时（6.82 ± 0.84小时 vs 7.43 ± 0.74小时, P < 0.001）。他们的每日浅睡眠时长也少0.46小时（P = 0.006）。然而，两组之间的深睡眠时长无统计学显著差异（P > 0.05）。此外，近视过矫组的就寝时间显著推迟0.80小时（01:42±1:04 vs 00:53 ± 00:52, P < 0.001），但醒来时间未见显著差异（P = 0.217）。在监测期的每一天，近视过矫组的每日睡眠时长都少于非近视过矫组（所有P < 0.05）。在整个监测期间，两组的每日深睡眠时长无统计学显著差异。每日浅睡眠时长在一周内两组间表现出异步波动，表明睡眠结构的时间动态存在差异。

所有参与者在周末的总睡眠时长显著长于工作日（7.67 ± 0.85小时 vs 7.12 ± 0.75小时, P < 0.001）。周末的醒来时间也显著晚于工作日0.58小时（08:50 ± 01:07 vs 08:15 ± 01:04, P < 0.001）。然而，工作日和周末之间的就寝时间无统计学显著差异（P = 0.601）。此外，无论是工作日还是周末，近视过矫组的就寝时间都显著晚于非近视过矫组（两者P < 0.001）。

讨论

本研究利用可穿戴设备收集客观量化的睡眠参数，评估了年轻人睡眠特征与近视过矫之间的关联。这种方法最大限度地减少了回忆偏倚和主观报告误差。结果表明，与非近视过矫组相比，近视过矫组在工作日和周末都表现出显著缩短的总睡眠时长，以及显著延迟的就寝时间。

本研究发现所有参与者的平均总睡眠时长为7.27 ± 0.81小时。工作日和周末的睡眠模式存在显著差异：参与者在工作日醒来时间更早，睡眠时间更短。相比之下，周末睡眠时间延长约0.5小时，醒来时间显著推迟。这种模式与先前的研究结果一致。在分析睫状肌麻痹前后屈光误差差异（DIFF）与睡眠参数的相关性时，发现近视过矫组的总平均睡眠时长——无论是日平均、工作日还是周末——都比非近视过矫组短约0.6小时。这一发现表明，与调节功能障碍相关的近视过矫可能与睡眠时间减少有关。先前的研究表明，睡眠状态影响多种视觉功能，包括调节功能、聚散度和融合协调能力。正常的昼夜节律在调节眼球生长发育中起着至关重要的作用。睡眠时间减少可能破坏昼夜节律，从而干扰眼睛发育的生理机制，并可能导致调节功能波动。此外，充足的睡眠对于肌肉组织（包括睫状肌）的修复至关重要。睡眠时间减少可能会损害睫状肌在负荷后的恢复能力，导致持续较高的调节张力。总的来说，本研究的结果支持睡眠不足可能是近视过矫的一个重要促成因素。

本研究还观察到，近视过矫组每日的就寝时间显著晚于非近视过矫组，无论是在工作日还是周末，而两组之间的醒来时间没有统计学显著差异。这种睡眠时间较晚但起床时间相对固定的模式可能部分反映了现代教育体系的限制，特别是考虑到研究人群是大学生，其起床时间通常受到学业安排的严格规定。习惯性晚睡可能会增加晚间从事近距工作活动（如阅读或使用电子屏幕）的机会和持续时间，并延长暴露在夜间人工照明环境下的时间。值得注意的是，近视过矫的一个公认的主要诱因是过度的近距工作。这会诱导持续的睫状肌痉挛和调节功能障碍，从而导致屈光误差的高估。此外，生物体依赖环境的光暗周期来使其内源性昼夜节律与睡眠-觉醒周期同步。夜间暴露于光线已被明确证明会导致昼夜节律相位延迟，并可改变外周组织生物钟和中枢昼夜节律起搏器的相位。因此，习惯性晚睡不仅缩短了生理所需的黑暗期，还可能导致内源性生物节律与环境光暗周期之间的去同步化。这可能导致昼夜节律紊乱，影响包括视觉系统在内的多个系统的功能。尽管目前没有直接证据证实晚睡是近视过矫的直接原因，但本研究中观察到的较晚就寝时间与近视过矫组之间的显著关联表明，晚睡时间可能是近视过矫的一个潜在相关因素。

本研究的结果表明，近视过矫组的睡眠模式特征是睡眠时间显著缩短和就寝时间延迟。充足的睡眠时间被认为有可能纠正暂时性的近视性屈光状态偏移。相反，睡眠不足可能剥夺眼睛足够的时间来缓解长时间近距工作累积的调节负荷，从而可能导致近视过矫的发生。一项包含31项研究、205,907名参与者的荟萃分析证实，充足的睡眠时间（OR = 0.63, 95% CI = 0.51–0.78）与较低的近视风险显著相关，而睡眠时间减少（OR = 1.66, 95% CI = 1.14–2.42）与较高的近视风险显著相关。在机制层面，睡眠时间减少可能诱导自主神经系统（ANS）功能亢进。改变的副交感神经活动可以影响睫状肌功能，导致睫状肌疲劳和调节功能破坏，从而增加近视过矫的风险。此外，中国山东一项涉及2,323名儿童的大型队列研究证实，以近视过矫（常被描述为“假性近视”）为特征的调节张力是后续发生真性近视的重要危险因素。将我们的发现与现有证据相结合，我们假设了一条连接睡眠不足、近视过矫以及近视发生和进展的间接生物学通路。支持这一假设的机制是，睫状肌在睡眠期间进入生理性松弛状态，这被认为有助于预防或延缓近视进展。尽管目前没有足够的证据表明调节过度直接驱动近视进展，但近视过矫所反映的调节反应不精确可能会损害清晰视网膜成像的稳定性。持续的视网膜模糊是促进近视发生和进展的公认关键刺激因素。此外，研究表明，过度矫正的眼镜处方可能会加剧近视进展。因此，获得准确的屈光矫正至关重要。在临床实践中，为了提高非睫状肌麻痹验光的准确性，在评估屈光误差时考虑受检者近期的睡眠状态可能是可取的。或者，优先安排上午进行屈光检查可能有助于最小化日间累积性调节疲劳对测量结果的影响。

研究局限性

本研究的主要优势在于使用可穿戴设备客观量化参与者的睡眠参数。这种方法有效规避了主观测量方法在准确捕捉真实睡眠状态方面的固有局限性，并显著降低了回忆偏倚的风险。然而，本研究也存在以下局限性。首先，参与者队列仅限于大学生，其睡眠模式可能与其他年龄组不同。尽管该人群受益于相对统一的生活环境（大学宿舍），使其成为研究环境因素影响的合适初始群体，但未来的研究应扩大年龄范围以增强研究结果的普适性。其次，虽然7天的体动记录监测被广泛用于评估习惯性睡眠模式，但更长期的监测数据将更有利于全面捕捉睡眠参数的个体内变异及其与屈光状态的动态关联。第三，当前研究的样本量相对较小。此外，在大规模人群研究中广泛部署可穿戴设备进行长期睡眠监测，在成本、依从性和数据管理方面存在实际操作挑战。另外，尽管本研究收集了总的近距工作活动量，但未能进一步区分不同类型的电子屏幕使用或特定的近距工作时段。这种未能区分可能会引入潜在的混杂因素，影响精确界定睡眠模式、近距工作和屈光状态之间复杂的关系。最后，本研究采用的横断面设计，虽然揭示了睡眠模式特征与近视过矫组之间的显著关联，但无法确定这些因素之间的因果关系方向。

结论

通过客观睡眠监测，本研究发现睡眠时间缩短和就寝时间延迟与大学生近视过矫显著相关。与睡眠模式相关的调节功能波动可能是影响非睫状肌麻痹验光测量误差的重要因素。因此，在屈光测量和大规模筛查过程中，特别是在无法进行睫状肌麻痹验光时，建议考虑受检者近期的睡眠状态。这种方法可能会提高非睫状肌麻痹屈光测量的准确性。