HRV（心拍変動）とは、連続する2回の心拍の間隔の変動を時間（ミリ秒）で測定したものです。
HRVが高いことは、自律神経系が「ストレス」モード（交感神経）と「回復」モード（副交感神経）の間を柔軟に切り替える能力を反映しています。したがって、HRVは身体が受けている全体的なストレスレベルを示す優れた指標です。
HRV、睡眠の質、うつには直接的な関連もあります [1] [2]。HRVは睡眠に影響し、睡眠はHRVに影響します。実際、睡眠の質が高まるとHRVが上昇し、翌日の安静時心拍数が低下します。逆に、HRVが高いと、特に深い睡眠を中心に、翌晩の睡眠の質が向上します。
複数の研究で、HRVとうつの関連も示されています。うつ状態にある人は、HRVが低いことがよくあります。HRVの低さは、「迷走神経の柔軟性の喪失」の兆候であることが少なくありません。つまり、身体が「生存」モード（交感神経）から抜け出せず、自分自身を落ち着かせるための「ブレーキ」（副交感神経）をもはや働かせられない状態です。HRVが改善すると気分の落ち込みが軽くなることがあるのは、このためです。身体が落ち着きを取り戻す生理的な能力を回復したということです。したがって、HRVはレジリエンスの強力な指標となります [3]。
HRVを測定するのに医療用の機器は必要ありません。Apple Watch、Fitbit、Samsung Galaxy Watch、Garmin、Whoopなど、ほとんどの最新のスマートウォッチやフィットネストラッカーで測定できます。
これはあくまで個人的な体験ですが、最近、実際に経験しました。HRVを高めるためのシステムを最近導入したところ、36歳の私は、1週間で約50ミリ秒から70ミリ秒に上昇しました。実際、必ずしも睡眠がよくなったと感じているわけではありませんが、少し疲れにくくなり、何よりも気分の落ち込みが軽くなりました。
この傾向が時間とともに続くのか、そしてこの数値を維持できるのかは、まだ分かりません。維持するのは簡単ではないだろうと考えています。
では、実際にはどうすればHRVを高められるのでしょうか？
痩せていて体重を増やしたい場合でも、無理に食べ過ぎないでください。そうするとHRVが低下し、それによって睡眠の質が下がり、最終的には消化能力も低下します。これは代謝ストレスの悪循環になります。身体が夜中ずっと消化にエネルギーを使っていれば、神経系の修復に費やすことはできません。
好循環をつくることもできます。消化能力の上限を少し下回る量の食事をとるとHRVが上昇し、睡眠の質が向上し、最終的に翌日の消化能力が高まります。
HRVは身体的ストレスの信頼できる指標であり、全般的な健康状態の把握に非常に役立ちます。一般的な数値の目安として、年齢別のHRVを示したグラフをご覧ください。
空鼻症候群（ENS）の人では、空気の流れの感覚が失われたり変化したりすることがよくあります。その主な原因は、鼻腔壁に沿って空気が流れる際に生じる機械的な力であり、粘膜の受容体によって感知される壁面せん断応力（WSS）の低下です。この応力は、空気流量だけでなく鼻腔の形状にも左右されます。
睡眠中は、空気流量が自然に減少します。日中、安静時の呼吸では通常8～15 L/minですが、深い睡眠中にはわずか4–6 L/minまで低下することがあります。その結果、鼻腔内を通過する空気の速度も低下します。
壁面せん断応力は、鼻粘膜に接する空気の流速と直接関係しています。夜間に空気流量が低下すると流れが遅くなり、WSSが大幅に低下するため、感覚刺激も減少します。
| 15 l/min | 6 l/min | 低下率 | |
| 圧力損失（Pa） | 6 | 1.5 | 75 |
| 平均WSS（Pa） | 2,43E-03 | 7,09E-04 | 71 |
私自身の鼻腔を用いて、15 L/minと6 L/minの2つのCFDシミュレーションを実施しました。その結果、圧力損失（鼻腔抵抗）は75%、WSSは71%低下しました。
左側は15 L/min（日中）のWSS、右側は6 L/min（夜間）のWSSです。右側ではWSSの値がはるかに低く、睡眠中の空気流量の減少が明確に反映されています。
通常、鼻甲介は流量の変化に応じて能動的に調整されます。血管拡張や血管収縮によって腫れたり縮んだりし、空気が通過する断面積を調整するのです。空気流量が減少すると、鼻甲介は腫れて抵抗を高め、空気の流速、ひいてはWSSの維持に役立ちます。
しかし、ENSでは鼻甲介の一部または全部が外科的に切除されています。この適応能力は失われています。鼻腔の断面積は固定されたままで、夜間の低い空気流量に対して大きすぎることがよくあります。その結果、空気の流れは遅くなり、乱流も減少し、粘膜を十分に刺激できなくなります。これにより、鼻づまりや乾燥という逆説的な感覚が悪化します。
この状況では、一般的に使用される日中の流量15 L/min（CFDシミュレーションで使用）だけでなく、より現実的な夜間の流量4–6 L/minも考慮して、鼻腔容積を調整することに意味があります。これにより、症状が最も重くなることの多い睡眠中にも十分なWSSを維持できる鼻腔断面を定めるのに役立ちます。
実際には、鼻腔インプラントやプロテーゼを夜間の空気流量に合わせて設計することが考えられます。
前回の記事では、呼吸を可視化する装置を紹介しました。この記事では、低呼吸や無呼吸を検出するために、睡眠中の呼吸記録装置として使う方法を紹介します。
そのために、マイクロコントローラーのarduinoをUSBケーブルでPCに接続し、2つのソフトウェアを使いました。1つは呼吸曲線を記録するため、もう1つはそれを読み取るためのものです。最初のソフトはcoolTermで、圧力データを.csvファイルに記録します。2つ目はchart studio plotyというウェブアプリで、.csvファイルを簡単かつ迅速に読み込めます。.csvファイルはExcelでも読めますが、開くのに時間がかかります。
これはchart studio plotyで表示した呼吸曲線です。ズームや移動ができるので、一晩の睡眠全体を確認して無呼吸イベントを検出できます。Y軸（縦軸）はパスカル（pa）単位の圧力を表し、X軸は時間を表しますが、単位は秒でもミリ秒でもありません。ただし、呼吸の頻度から時間を推定できます。夜間の呼吸数は1分あたり約10回なので、呼吸1回は6秒ごとです。
主な問題は、無呼吸を毎回手作業で数えなければならず、それを行うアルゴリズムがないことです。睡眠クリニックでは、専用ソフトウェアを使って無呼吸や低呼吸を数えます。また、脳波、音、酸素飽和度など、ほかのデータも取得しています。もしかすると自宅では、この装置に酸素飽和度記録装置を追加できるかもしれません。
この記事は以上です……
空鼻症候群は、いくつかの形で睡眠に影響を及ぼすことがあります。
鼻が乾燥するため、1〜2時間後に目を覚ます人もいます。
しかし、ENSが睡眠に影響を及ぼす第一の理由は、中枢性睡眠時無呼吸を引き起こすことだと私は考えています。
これは、この症状を抱える人が眠っているときに起こる呼吸の問題です。脳によって制御されている呼吸反射が、眠りにつくと低下するか、完全に停止します。一般的に、この問題は脳の疾患（脳腫瘍、脳血管障害など）や心臓の問題が原因です。
ENSでは、鼻甲介が完全または部分的に切除されています。そのため、粘膜が鼻腔に入ってくる空気に正しく反応せず、この感覚の欠如によって呼吸反射が弱まります。脳は呼吸について知らされなくなり、混乱が生じます。
Dr Houserは数年前、ENSと中枢性睡眠時無呼吸の関連について興味深い論文を発表しています。
どうやら、呼吸について脳に情報を伝えるセンサーは2種類あるようです。
機械受容器は、空気が鼻腔を通過することで生じる圧力を感じ取ります。鼻腔が狭いほど、空気の速度と圧力が高くなることに注目するのは興味深いことです。
温度センサーは、粘膜の温度と吸入した空気の温度との差を感じ取ります。粘液の蒸発現象にも作用します。吸入する空気は通常、粘膜より乾燥しているため、薄い粘液膜が空気に触れて蒸発します。この蒸発によって、水（粘液）が液体から気体へ状態変化するため、粘膜が冷却されます。
そのため、よりよい感覚を得るには、圧力、粘膜の温度、湿度を高める方法を見つける必要があります。
鼻腔内の空気の流れ、湿度、粘膜の温度を改善するための軟骨インプラント
別の記事では、手術を必要としない解決策についてお話しします。ただし、もちろんインプラントもよい解決策になり得ます。
前回の記事ではENSが睡眠に影響を及ぼす理由を説明しましたが、今回はCPAP装置がどのように睡眠の改善に役立つかを説明します。
装置には2種類あります。通常、閉塞性睡眠時無呼吸向けに設計されているCPAPと、中枢性睡眠時無呼吸向けに設計されているサーボ換気です。
CPAPは、マスクを通して通常4〜20 cmH2Oの一定圧の加圧空気を送り出す装置です。空気によって上気道を広げ、閉塞性無呼吸を防ぎます。もちろん、ENSに加えて閉塞性睡眠時無呼吸にも悩んでいる場合にも役立ちます。これは思っているより一般的で、40歳を超える男性の40%に見られます。しかし、この装置は夜間の呼吸にも役立ちます。空気の圧力と速度によって気流の感覚が強まり、呼吸反射に有効で、中枢性睡眠時無呼吸を軽減できる可能性があります。さらに、加湿器ユニット付きのCPAPを選べば、適切な設定と加温チューブによって鼻を十分に加湿できます。
サーボ換気は異なる仕組みで作動します。圧力には2つのレベルがあり、1つは呼気圧、もう1つは吸気圧です。さらに、1分あたりの呼吸数（BPM）と吸気時間という2つの設定があります。吸気時間は通常1.5秒〜2秒です。この装置は文字どおり、あなたに代わって呼吸します。ただし、呼吸を開始させるには、2つの圧力レベルの差が十分に大きく、10 cmH2Oを超えている必要があり、快適ではありません。さらに、この装置は入手が困難です。複数の中枢性無呼吸を示す睡眠ポリグラフィーの記録が必要です。
それで、ENSに関連した睡眠の問題がある場合は、まず適切な加湿器ユニットを備えたCPAP装置を試してみてください。また、下の写真のような鼻マスクを使うこともおすすめします。鼻の中の湿度を保つには、そのほうがよいと感じています。
CPAPで睡眠が改善しない場合は、サーボ換気を検討してもよいでしょう。ただ、私は個人的には一度も耐えられず、圧力差を大きくしても酸素飽和度を維持できません。呼吸気流が不足するため、2、3分後に目が覚めてしまいます。
