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智慧手錶測「壓力指數」準嗎?有這種心律不整代表你很健康

很多人自覺壓力過大,會去買支智慧手錶,看看自己的「壓力指數」。你知道這是在測什麼嗎?測出來準嗎?研究這項指標超過30年的醫師科學家,教你怎麼判斷。

相信不少人聽過「心率變異」或「HRV」 這個名詞,即使沒聽過,也應該聽過「自律神經失調」。

為什麼會把「心率變異」跟「自律神經失調」綁在一起?這是因為,目前檢查「自律神經失調」最快速方便的方法就是「心率變異」檢查。這項檢查在30年前成為國際標準,而30年對於醫學發展歷史而言,還算是很短的時間。

早在1960年代,就有婦產科醫師提出,在出生之前孕婦懷中的寶寶,心跳如果太過於平靜時,恐怕不是好現象。幾乎在同時,可以長時間記錄心電圖的技術開發成功(就是現在的24小時心電圖)。經由長時間的觀察後亦發現,在成人身上心跳太過於規律,也不是好現象。

檢查「自律神經失調」最快速方便的方法就是「心率變異」檢查。圖片來源 / Shutterstock

有HRV這種心律不整,代表你很健康

因為,小至胎兒、大至老人,心跳如果太過規律,都是預告了死亡的風險!

這些發現在當時顛覆了醫師與生理學家的認知,因為大家一向認為心律不整是壞事;心跳太過規律,怎麼可能也會出問題?

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經過長期研究後,問題慢慢釐清了。原來心律不整有2種:病理性的心律不整、生理性的心律不整。

病理性的心律不整通常跟心臟本身有關,這種心律不整很明顯、變化很大。譬如從每分鐘60下突然變成每分鐘120下,然後又變回來。設想一個人如果心跳一下子每分鐘60下、一下子每分鐘120下,一定很不舒服,這就是所謂的「心悸」。

不過,心悸並不在今天的討論範圍內,現在要講的,是另外一種生理性的心律不整。

生理性的心律不整,心跳雖然也有變化,但變化範圍小很多。譬如每分鐘60下、到每分鐘70下的變化。這種變化通常感覺不出來,甚至家用血壓計也測不出來,要用特殊的儀器才測得出來。

這種感覺不到的生理性心律不整,重要嗎?

它原本被忽略,但過去50年的研究,已確定問題根源不是心臟本身,而是調節心率的自律神經系統。一個簡單而有力的證據就是:經過換心手術的病人,在他的自律神經全部被切斷之後,心率變異就消失了。

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既然心率變異跟自律神經有關,自律神經功能愈好的人,心率變異愈明顯?自律神經功能衰退的人,心率變異就減弱?

答案是的!1996年,歐洲跟美洲的心臟醫學會發表一篇重要的共識論文,將心率變異的原理與應用標準化,成為醫學中的新領域,正式訂學名為「心率變異(Heart rate variability,HRV)」。

自律神經也是:男女有別、長幼有序

「病理性的心律不整代表疾病,生理性心律不整代表健康」的論點也逐漸形成,專門量測心率變異(HRV) 的儀器陸續出現在全球醫療器材市場上。

1996年我博士畢業,正好碰到這一波心率變異分析的時機。

在陽明大學周碧瑟教授的協助之下,1997年我在南投縣收集了3,000個社區居民的心電圖,並採用其中1,000位健康人的資料,計算出台灣人心率變異的正常範圍,同時也釐清了自律神經如何同時受到性別跟年齡的影響。

陽明大學1997年在南投縣進行大規模研究發現,男性交感神經比女性旺盛,而女性副交感神經比男性旺盛。圖片來源 / 郭博昭提供

論文於1999年發表在具百年歷史的《美國生理學期刊》上 ,這不只是台灣第1篇本土大型自律神經的研究,也提供全球HRV領域一個重要的基石。

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在這篇論文中,我們發現男性的交感神經比女性旺盛,而女性的副交感神經比男性旺盛。不論是男性或是女性,交感神經跟副交感神經功能都會隨著年齡的增長而衰退。原來自律神經也是「男女有別、長幼有序」。

各國的研究團隊先後對心率變異進行各類研究,早期比較出名的應用是預測重症病人的存活機率。很多團隊都發現,心率變異降低很多,往往可以預測重症病人的死亡風險。在慢性病的研究中則發現,糖尿病造成自律神經病變的病人,心率變異會明顯的降低。

HRV能測量心理壓力,帶來穿戴裝置商機

後來,心率變異的應用範圍逐漸擴展到精神醫學。最明顯的發現是,心理承受壓力時,交感神經活性會顯著增加、副交感神經活性會顯著下降。這是除了主觀感受之外,難得可以用儀器來「測量心理壓力」的例子。

心率變異原本應用在醫療專業領域,台灣的健保也對最基本的心率變異檢查提供給付(150點)。

10年前,一個意料之外的發展,讓心率變異跳脫醫療專業,進入3C市場,那就是穿戴式器材。

目前所謂的智慧手環,第1代產品出現於2011年底,當時只有加速度感測器,能夠測量走路步數與睡眠時間。2012年底,加拿大Mio公司跟飛利浦公司合作,採用光體積變化描記圖(Photoplethysmography,PPG)的技術,第一次量產可連續量測心率的手環。

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心率變異於「智慧手環」上的應用,最常見的就是偵測心理壓力。圖片來源 / Shutterstock

智慧手錶測HRV,準確度良莠不齊

沒多久,許多廠商也推出類似的產品。當手環能夠測量到心率後,接下來就想導入心率變異分析的技術,承接過去幾十年心率變異分析的成果。心率變異於「智慧手環」上的應用,最常見的就是偵測心理壓力。

現在幾乎每一款智慧手環都宣稱能夠偵測心理壓力。至於是不是真的?那就另當別論。

1996年當時發布的心率變異標準方法,是採用心電圖為原始訊號,並經過一連串驗證過的演算法,大費周章,才能夠算出自律神經指標。目前的穿戴器材採用的是PPG,不是心電圖,準確性就差了一個等級。加上各家採用的「獨門配方」演算法,大多是所謂的商業機密而不予公佈,更加難以驗證。

結果,就是「一個HRV各自表述」、「你的HRV不是我的HRV」等等各種現象的發生。

先前就有朋友跟我反映,她買了一支神奇的手錶,能夠測量她的心理壓力,每到晚上7點都會報告她的壓力達到頂峰!她正在思考是哪一種HRV技術這麼神奇的時候,有一天突然「腦洞大開」,試著把手錶放在桌上放一整天,看看會有什麼結果。沒想到當晚7點一到,手錶依然報告她的壓力達到頂峰。

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這樣子的現象並不少見,良莠不齊的結果讓人對HRV的信任大打折扣。

我個人研究心率變異(HRV),不知不覺也超過30年了,深感HRV科技真的是無辜的,有問題的是後面的商務操作。

自律神經失調、肌少症、運動不足三者間的關係,對於高齡長者的「精準照護」,提供了一個思考方向。圖片來源 / Shutterstock

長輩運動夠不夠?看他的HRV就知道

當全球各大小廠在商場上廝殺的時候,我又回到當初進行HRV研究的大本營:南投縣,用同樣的感測器與演算法,對社區居民進行篩檢,也是回到陽明醫學院「真知力行、仁心仁術」的初衷。

1997年在南投第1次研究HRV的時候,還不確定分析方法是否正確,更沒有把握看到什麼發現。2024年的今天,經過不斷改良跟沉澱,當時純手工打造的儀器早已多次改版,並通過醫療器材認證,在醫療器材市場上流通。

在草屯療養院同仁的安排下,我們到了一個日照中心,利用這套醫療級HRV設備,一個早上就量測了19位高齡居民,之後又補做了幾位。雖然還不是大規模且正式的研究報告,但隱約之中已可發現一些端倪:這群年紀62~94歲的長輩中,將近三分之一有自律神經衰弱的現象。

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進一步對他們的身體組成與走路步數進行量測,發現自律神經衰弱跟肌少症似乎有所關聯。令人印象最深刻的是:自律神經最衰弱的那位長輩,他的肌肉比例與每天走路步數都是最低的。

自律神經失調、肌少症、運動不足這個三角關係,對於高齡長者的「精準照護」,提供了一個思考方向。

心率變異(HRV)分析絕對不是萬能,也不須誇大其功能。但在正確的使用下,心率變異分析能夠以很少的成本,進行非常大規模的健康檢查。對於即將到臨的超高齡社會,如何以相對不足的人力提供更精準的照護,HRV是一個可以採用的技術。

< 本專欄反映專家意見,不代表本社立場 >

郭博昭專欄

陽明交通大學腦科學研究所教授

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