基於生理學的熱環境對人體睡眠質量影響的機理研究

《基於生理學的熱環境對人體睡眠質量影響的機理研究》是依託華南理工大學，由潘冬梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於生理學的熱環境對人體睡眠質量影響的機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：潘冬梅
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

熱環境對人體睡眠質量影響的強耦合過程的機理吸引了大量研究者開展相應的研究。然而，目前大部分的研究僅關注一個或幾個熱環境參數對人體睡眠質量影響的實驗研究方法，缺乏全面的睡眠熱舒適區的建立，且對人體睡眠質量客觀評價方法上的研究也存在不足，無法利用實時檢測數據對某一個實時點的睡眠狀況和睡眠質量做出判斷。本項目在學術思路方面結合了傳熱學與生理學研究的思想理念，從熱環境與人體之間的熱濕交換和人體熱調節理論出發，著重研究人體熱調節和睡眠相互作用這一強耦合過程，從理論和實驗兩方面解釋熱環境對人體睡眠質量影響的作用機理，建立睡眠環境下的人體熱調節模型，創新地提出利用人體熱調節所引起的熱生理反應參數實時檢測睡眠狀況和評價睡眠質量的評估方法，從而尋求維持舒適的睡眠環境的節能的空調系統控制方式。本項目也可為試圖採用熱環境控制手段來治療人體睡眠障礙的機理研究提供參考。

結題摘要

本項目的研究內容主要包括理論，實驗和模擬三個方面的研究內容，取得了一系列的重要成果。首先，在此課題的資助下，建立了睡眠環境下的人體熱調節模型，此模型不僅僅可以預測人體皮膚表面溫度，核心溫度，出汗量等生理參數隨恆定的室內環境參數的變化，同時可以預測隨時間段變化的室內環境參數對人體睡眠不同階段（快速眼球運動和非快速眼球運動）和生理參數（體皮膚表面溫度，核心溫度，出汗量等）的影響。同時，通過此模型預測了人體在不同熱環境下的睡眠結構（快速眼球運動和非快速眼球運動階段交替變化和時間長短），分析了熱環境和人體睡眠質量之間的關係，建立了全面的睡眠環境下的熱舒適區，給睡眠環境下舒適性空調的設計提供了基礎的依據。再次，基於人體熱調節所引起的熱生理反應參數和睡眠結構的關係的敏感性和關聯性分析，本項目初步建立了基於熱生理反應參數（核心溫度和4點皮膚表面溫度）實時檢測睡眠狀況和評價睡眠質量的評估方法，但是目前此部分工作還沒有得到廣泛地套用和驗證。最後，利用計算流體力學的手段，模擬了不同的外圍護結構負荷對睡眠環境下能源利用和熱環境的影響，同時對之前關於睡眠環境下工位空調的研究做了進一步的深入研究和探討。