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由于失眠容易伴发躯体症状，而躯体疾病也常是导致继发性失眠的原因，因此，仔细而合理的实验室检查和特殊检查非常必要。既要获得足够的证据，排除躯体疾病导致或诱发的可能，又要防止医疗资源过度使用。
实验室检查方法很多，应注意在仔细采集病史和查体的基础上，适当选择实验室检查项目。选择实验室检查项目时，要考虑患者的经济能力。适当的实验室检查，可使大部分患者缩小诊断范围和肯定诊断。
应包括血生化（如血钾、空腹血糖、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、尿酸、肌酐等），全血细胞计数，血红蛋白和血细胞比容；尿液分析（尿蛋白、糖和尿沉渣镜检）；心电图。必要时做脑脊液、脑电图（EEG）及脑影像学检查（CT或MRI等）和各项心理测查等。
多导睡眠记录仪集中了许多生理记录设备的功能于一身，可记录受检者的脑电图、心电图、血氧饱和度、眼动图、口鼻气流等情况。通过对图形的分析，医生可了解受检者的睡眠质量。受检者在睡眠中，意识水平低，躯体呈现惰性状态。如心率变慢，呼吸节律慢而深，血压下降，基础代谢率降低（5%～10%），全身肌张力降低，肌腱反射减弱等。但副交感神经系统的活动增加，如瞳孔缩小、胃液分泌量增加、多汗等。在整个睡眠过程中躯体的生理活动有着周期性变动，例如周期性心率和呼吸节律不均匀，间歇性血压升高，瞳孔散大，出现短时期的眼球同向快速活动，脑血流量增加，外阴充血，阴茎勃起，肢体肌肉阵挛性跳跃，血液中一些生化物质（如17-羟皮质酮、胆固醇等）变化。根据对睡眠时EEG及眼震电图的连续监测，可将睡眠划分为非快速动眼（nonrapid eye movement，NREM）睡眠与快速动眼（rapid eye movement，REM）睡眠。
NREM睡眠也称正相睡眠或高电压慢波睡眠、正常睡眠。首先由此期开始在眼震电图上并无眼球的同向快速运动，随着睡眠由浅入深，EEG波幅由低而高，频率由快而慢。按照夜间多导睡眠EEG的改变，NREM分为4期。
1．慢波睡眠Ⅰ期（SWS Ⅰ，思睡期） 处于嗜睡状态，对周围事物的注意力下降。夜间睡眠EEG开始时α波波幅增高，区域扩大，然后α波减少，频率变慢，波幅降低，常为短程或成对出现。此时低波幅快波活动增加，有时与α波呈交替性出现，并可有θ波增加。α波成对出现与低波幅快波的增多是此期的特点。
2．慢波睡眠Ⅱ期（SWS Ⅱ，浅睡期） α波逐渐消失，初期以低幅θ波和β波为主，如有外界刺激，α波可再现。后期θ波增加，并出现高波幅的尖波或慢波，以顶部最显著，在有听刺激时更易发生，称顶尖波，但老年人常不明显。少数人在此期枕部可见正相尖波。
3．慢波睡眠Ⅲ期（SWS Ⅲ，中睡期） 慢波增多，波幅增高，频率进一步减低，为1～6Hz的δ波和θ波。常出现短程低电压13～15Hz的规律性梭形波，每次持续0.5～1秒，开始在中央部，然后扩展至额部及顶部。梭形波是此期的特点。此外，突然的声音刺激能引起额部短程中至高波幅不规则α波，有时在慢波后伴有快活动，称为K综合波。
4．慢波睡眠Ⅳ期（SWS Ⅳ，深睡期） 进入深睡眠。梭形波节律逐渐变慢至10～12Hz，直至消失，外界刺激也已不能引起K综合波。1～2Hz高波幅的δ波逐渐占优势。最初以额部、中央部为多，随后扩展到颞部。极度深睡时则持续出现弥漫性0.5～1Hz的高幅δ波。
也称异相睡眠，由慢波睡眠进一步发展到此期。眼震电图上出现60～70 Hz的两眼同向的快速协同运动。EEG表现为δ波的减退，出现低电压θ波与β波活动，并有低压的α波间歇出现。无梭形波或K综合波，也不为外界刺激诱发。少数人可在顶部、颞部出现尖波暴发。虽然EEG改变类似浅睡期，但事实上此期对外界刺激的觉醒阈最高。在此期中尚可见到一系列的躯体生理变化，如呼吸由深慢、均匀而变得浅快、不规则，脉搏、血压出现波动，躯体可出现广泛而频繁的肌肉抽动，尤以面部和手部为多见。一般持续20～30分钟，即又转入慢波睡眠Ⅰ期。如此周而复始，每隔约90分钟重复1次。一夜中的周期数决定于睡眠的长短，一般每夜4～6个周期。REM睡眠占20%～25%，NREM睡眠占75%～80%。
1．除非明确知道白天嗜睡是睡眠不足所致，否则应做夜间睡眠脑电图检查。
2．主诉失眠，但需要进一步明确伴发症状的相关性。
3．各种睡眠障碍（如早、中、末段失眠）、睡眠过多、睡眠-觉醒节律障碍、睡眠呼吸暂停综合征和不安腿综合征等。
4．监测睡眠障碍的治疗效果。
1．睡眠潜伏期 用持续夜间睡眠EEG检查，自记录开始到第一次出现持续3分钟的NREM睡眠，称睡眠潜伏期。正常时间为10～30分钟。如果入睡潜伏期超过30分钟为入睡困难。
2．睡眠觉醒次数和时间
（1）PSG检查觉醒的标准是在睡眠分期的一个时段（如20～30秒）中，觉醒脑电的表现超过50%，一般大于5分钟的觉醒次数应少于2次，夜间觉醒总时间不超过40分钟。
（2）在睡眠过程中，机体由于受到内、外环境的各种刺激，在多导EEG上显示出现睡眠的背景下，出现3～14秒的α波时，称为唤醒（arousal）。唤醒时受检者并无觉醒感觉。正常时全夜每小时唤醒不应超过20次，但随年龄的增加，唤醒次数明显增加。唤醒可正常出现在NREM睡眠的浅睡时，深睡状态中甚少出现，且与年龄因素无关。
（3）睡眠总时间：指机体实际睡眠的总时间。应注意与上床后的卧床总时间区别，因为许多失眠患者在床上可躺很长时间而无法入睡。
（4）觉醒比：睡眠中总觉醒时间与睡眠总时间之比。
（5）睡眠效率：等于睡眠总时间/睡眠实验检查室记录时间（在家是指卧床总时间）。临床通常以大于80%作为正常的参考标准。
（6）睡眠维持率：等于睡眠总时间/入睡开始到晨间觉醒之间的时间。临床通常以＞90%作为参考标准。
（7）NREM睡眠各期的比例：NREM睡眠与REM睡眠交替，在一夜中周而复始，每隔约90分钟重复1次。一夜中的周期数取决于睡眠长短，一般每夜4～6个周期。在前几个周期中SWSⅢ、SWSⅣ较长，在后几个周期中REM睡眠较长。每晚整个睡眠中，REM睡眠占20%～25%，NREM睡眠占75%～80%。NREM睡眠中，SWSⅠ占5%～10%，SWSⅡ占50%，SWSⅢ、SWSⅣ占20%。此外，尚有次数不定的短暂觉醒期，但醒后一般不能回忆。儿童有较多的SWSⅢ、SWSⅣ，随着年龄的增长，SWSⅢ、SWSⅣ逐渐减少，老年人实际上没有SWSⅣ。睡眠时间较短的常人，REM睡眠与SWSⅣ所占比例较小。大多数人的梦境只发生在REM期。入睡的人如在NREM睡眠期被唤醒，则醒后最初仍感倦怠欲睡。如在REM睡眠期被唤醒，则醒后意识清晰。
1．DREM睡眠入睡潜伏期 是指睡眠第一阶段中从NREM睡眠第一阶段开始到REM睡眠出现的时间，通常为70～90分钟。REM睡眠潜伏期缩短，主要见于发作性睡病和抑郁障碍。发作性睡病可在入睡后不经过NREM睡眠而直接进入REM睡眠，称REM起始睡眠。抑郁障碍患者睡眠断续，SWSⅢ、SWSⅣ睡眠减少，REM睡眠潜伏期缩短，快速眼动的密度增加，尤易出现第一个REM睡眠周期。REM睡眠潜伏期的延长，多见睡眠凌乱或片断，常因失眠或睡眠期间呼吸障碍和不自主运动等受到干扰，使浅睡时出现大量的唤醒和觉醒，同时NREM睡眠受到干扰，而难以进入REM睡眠。
2．REM睡眠次数 REM睡眠一般为4～5次。痴呆患者和一些多巴胺减少的神经系统变性疾病中（如帕金森病），REM睡眠次数和梦境会明显减少或消失。
3．REM睡眠占睡眠总时间的百分比 正常REM睡眠应占睡眠总时间的20%～25%。
4．REM活动度 将每分钟REM睡眠分为0～8共9个单位，算出每个REM睡眠阶段中快速眼球运动的活动时间，然后折合成单位数，再将每个阶段的单位数相加，即为REM活动度。正常为4080个单位。
5．REM强度 为REM活动度与睡眠总时间之比，正常为10%～20%。
6．REM密度 为REM活动度与REM睡眠时间之比，正常为50%～90%。
标准PSG检查为诊断和评价阻塞性睡眠呼吸暂停严重程度的标准检查。但是标准PSG监测存在设备与检查环境要求高，检查和分析技术复杂，人力消耗大，费用相对昂贵的特点，因此，寻找费用相对节省而同时能够满足临床需要的诊断方法也越来越为人们所重视。1980 年末，便携式睡眠监测设备得到了广泛应用。
无医务人员值班的便携式设备的使用仅限于以下情况：
1．患者有严重的临床症状提示存在阻塞性睡眠呼吸暂停（响亮的鼾声、被发现存在呼吸暂停、夜间睡眠期出现噎呛、日间思睡、高血压及中至重度肥胖），必须尽快进行治疗而暂时无法安排PSG检测者。
2．因病情无法移至睡眠监测室进行检查的患者。
3．经过标准多导睡眠检查确定诊断并已经开始治疗后，可应用便携式多导睡眠仪进行随访，评估治疗效果；症状复发时复查，尤其是当需要重复多次复查时。
1．不应用于常规评价阻塞性睡眠呼吸暂停。
2．不应用于单个症状的评价，如日间思睡（不伴有打鼾及呼吸暂停）或打鼾（不伴有日间思睡和呼吸暂停），或者仅仅因为便携式装置检查较方便。
3．不应用于病情不稳定的门诊患者（这类患者在检查中可能需要医疗看护）。
4．不应用于“高危”（肥胖、高龄）但无症状患者的筛选。
5．不应用于症状轻微的患者；由于检查阴性预测值较低，故如果检查结果为阴性，仍需要进行标准PSG监测。
6．不应用于患者家庭CPAP压力滴定。
1．优点
（1）易接近性 在睡眠监测室有限的地区，或是患者自身疾病因素，患者接受标准PSG监测存在障碍。使用便携式设备，可以在患者家中、不具备睡眠呼吸检查条件的医院、疗养院等地方进行检查，对无法移动的患者还可以在病房等处进行检查。
（2）节省费用 便携式设备省去了技术员的整夜值班监视、电极安置等，节省了费用。
（3）患者的易接受性 一些患者可能对睡眠监测室的陌生环境或是监测室的床具等存在焦虑的情绪，在家中使用便携式设备进行检查可能更易于接受。
2．缺点
（1）结果的不可靠性 可能因为仪器故障、电极脱落、电源问题、患者或家属的误操作等导致数据丢失，造成检查结果不可靠。
（2）诊断的局限性 Ⅱ级便携式设备可能因为没有技术员的整夜值班监视，可能出现伪迹，影响疾病的诊断。Ⅲ、Ⅳ级仅限于阻塞性睡眠呼吸暂停的诊断。
（3）安全性 使用便携式设备在患者家中进行检查可能存在一系列安全问题，如患者出现心肺功能异常、仪器用电安全及消毒灭菌等问题。
评估睡眠的“金标准”是多导睡眠监测，能记录NREM期睡眠（1～3期睡眠）和REM期睡眠，总睡眠时间、总清醒时间、入睡潜伏期等信息。手腕式体动记录仪是基于睡眠状态下极少有肢体运动而清醒状态下运动增加这一原理设计的。虽不能代替脑电图和PSG，但也有其自身的优点：费用低廉，可以在自然环境下记录睡眠状态，能够记录日间和夜间的行为活动，以及能够进行长时间记录；对于无法适应睡眠实验室环境的受试者，例如，失眠患者、儿童和老年人等，他们在睡眠实验室环境或传统PSG复杂导联连接下可能难以入睡，因此，对这类群体的研究特别有价值；受试者的睡眠和觉醒时间更接近平时习惯，能更准确地评估自然睡眠持续时间；是随访研究和判断临床疗效的重要工具。
该技术的基本原理是基于睡眠时极少有肢体活动，而在清醒状态下活动增多。目前多款产品具有防水功能，只有腕表大小，轻便，易于被受试者接受，能够保证在持续数天或数周内每天24小时不间断监测，并可绘制出每日的睡眠清醒周期图，用于诊断和评估多种临床睡眠障碍及治疗结果。有的能够记录核心体温，使对居家环境下昼夜节律的临床和实验性研究成为可能。多数体动记录仪都有时间按键，受试者在经历某个事件时，比如关灯、起床，可以按下按键。数据经过数字化处理后，电脑将自动对清醒和睡眠进行评分并统计汇总，记录到的参数有：总睡眠时间、睡眠时间百分比、总清醒时间、清醒时间百分比、觉醒次数、觉醒间隔时间和入睡潜伏期等信息。多项研究表明，健康受试者中，体动记录仪和PSG测量的总睡眠时间有良好的一致性，灵敏度达到90%。
1．帮助确定正常健康成人和可疑的某些睡眠障碍患者的睡眠模式。
2．协助评估患者疑似昼夜节律障碍患者，如睡眠时相提前综合征、睡眠时相延迟综合征（DSPS）、倒班所致睡眠障碍；时差和非24小时睡眠觉醒综合征，并帮助评估其治疗效果。
3．对不能进行PSG监测的阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者，可用体动记录仪评估总睡眠时间。结合监测呼吸事件，使用体动记录仪比使用卧床时间可能更加提高评估阻塞性睡眠呼吸暂停严重程度的精确度。
4．失眠患者，包括失眠相关的抑郁症，体动记录仪可描述昼夜节律模式或睡眠障碍的模式，并评估其治疗效果。
5．确定思睡患者的昼夜模式及评估平均每日的睡眠时间。
6．特殊人群和特殊环境的使用。用于描述和监测正常婴儿和儿童、生活在社区或老年疗养院的老年人睡眠昼夜节律模式和记录治疗效果，尤其是用于联合其他的方法，如睡眠日记和（或）照顾者，观察评估治疗效果。
对于周期性肢体运动障碍患者，可以将体动记录仪放置于跖趾关节处进行腿动的监测。
体动记录仪一般佩戴在非利侧手的手腕上。在婴儿的研究中，放置在婴儿的下肢。多数体动记录仪都配有类似塑料手表带的腕带，对此类材料过敏者，可选择毛巾面料和尼龙搭扣的腕带。现在也有体动记录仪是和腕带一体的设备，更方便佩戴。如果受试者清醒时安静地躺在床上不活动，将被错误地判定为睡眠期，导致错误地评估睡眠时间，因此佩戴体动记录仪应记录睡眠日记，将每天上床睡眠的时间及任何特殊活动或设备摘除（比如洗澡和游泳）的时间记录下来，结合睡眠日记对监测结果进行编辑和分析，以增加监测结果的准确性。如果使用带光感记录的设备，应特别注意防止感光区被患者的衣袖遮蔽。可以将活动记录仪套在衣袖之外或将衣袖卷起以保证感光区的暴露。
与PSG监测相比，体动记录仪对于健康受试者的结果可靠，但不能测量睡眠阶段。手腕式体动记录仪是基于睡眠状态下极少有肢体运动而清醒状态下运动增加这一原理设计的，如果受试者清醒时安静地躺在床上不活动，将被错误地判定为睡眠期，总睡眠时间增加，因此导致错误地评估睡眠障碍的严重性。基于它最适合于评估总睡眠时间，随着睡眠紊乱的加深，体动记录仪的准确性开始降低。可能高估睡眠期而低估清醒期，特别是在日间。