心率变异性与情绪之间的联系

什么是 HRV?

HRV(心率变异性)是对两次连续心跳之间时间变化(以毫秒为单位)的测量。

较高的 HRV 反映出自主神经系统在“压力”模式(交感神经)和“恢复”模式(副交感神经)之间灵活切换的能力。因此,HRV 是衡量身体总体压力水平的绝佳指标。

HRV、睡眠质量和抑郁之间也存在直接联系[1] [2]。HRV 会影响睡眠,而睡眠也会影响 HRV。事实上,更好的睡眠质量会提高 HRV,并降低第二天的静息心率。反过来,较高的 HRV 会改善下一晚的睡眠质量,尤其是深度睡眠。

多项研究也将 HRV 与抑郁联系起来;抑郁的人通常 HRV 较低。较低的 HRV 往往是“迷走神经灵活性丧失”的表现。本质上,身体会停留在“生存”模式(交感神经)中,无法再启动“刹车”(副交感神经)来让自己平静下来。这解释了为什么 HRV 改善后,人可能会感觉不那么抑郁:身体重新获得了平静下来的生理能力。因此,HRV 是韧性的有力指标[3]。

如何追踪 HRV?

监测 HRV 不需要医疗级设备。几乎所有现代智能手表或健身追踪器都可以测量 HRV,例如 Apple Watch、Fitbit、Samsung Galaxy Watch、Garmin 或 Whoop。

我的体验

这只是个人经历,但我最近确实体验到了这一点。不久前,我实施了一套提高 HRV 的方法。我今年 36 岁,在一周内从大约50 毫秒提升到了 70 毫秒。事实上,虽然我不一定觉得自己睡得更好了,但我的疲劳感有所减轻,最重要的是,抑郁感也减轻了。

还需要观察这一趋势是否会随着时间持续,以及我能否维持这一数值;我估计这并不是一件容易的事。

如何提高 HRV?

那么,在实践中该如何提高 HRV 呢?

即使你身材偏瘦,想要增重,也不要强迫自己过量进食。这会降低 HRV,进而降低睡眠质量,最终削弱消化能力。如此便会形成一个代谢压力的恶性循环。如果身体整晚都在消化食物,就无法用这一晚来修复神经系统。

你可以建立一个良性循环:摄入略低于最大消化能力的食物量,可以提高 HRV,改善睡眠质量,并最终增强第二天的消化能力。

结论

HRV 是衡量生理压力的可靠指标,对于监测整体健康状况非常有用。为了让你了解典型数值,下面是一张显示 HRV 与年龄关系的图表。

参考文献

  1. 慢性疲劳综合征病例对照研究显示,心率变异性降低可预测睡眠质量不佳
    链接
  2. Heart Rate Variability, Sleep Quality, and Depression in the Context of Chronic Stress
    Link
  3. 心率变异性(HRV)作为理解自主神经系统(ANS)与情感状态之间关联的一种方式:文献批判性综述。
    链接

空鼻综合征(ENS)的背景

对于空鼻综合征(ENS)患者,气流感通常缺失或发生改变,这主要是由于壁面剪切应力(WSS)减弱所致。壁面剪切应力是空气沿鼻腔壁流动时产生的机械力,由黏膜中的受体感知。这种应力不仅取决于气流量,还取决于鼻腔的几何结构。

夜间气流减少

睡眠期间,气流量会自然减少。一个人在白天静息时通常以每分钟 8 至 15 升的流量呼吸,而在深度睡眠期间,气流量可能降至每分钟仅 4–6 升。这会导致空气通过鼻腔时的流速降低。

气流越小 = 剪切应力越小

壁面剪切应力与接触鼻腔黏膜的气流速度直接相关。当气流像夜间一样减少时,气流速度会降低,从而导致 WSS 大幅下降,感官刺激也随之减弱。

15 l/min6 l/min降幅
压力损失 (Pa)61.575
平均 WSS (Pa)2,43E-037,09E-0471

我对自己的鼻腔进行了两次 CFD 仿真:一次为 15 L/min,另一次为 6 L/min。结果显示,压力损失(鼻阻力)降低了 75%,WSS 下降了 71%。

左侧为 15 L/min 时的 WSS(白天),右侧为 6 L/min 时的 WSS(夜间)。可以清楚地看到,右侧的 WSS 值明显更低,反映出睡眠期间气流的减少。

应当适应的几何结构……但已无法再适应

通常情况下,鼻甲会主动适应气流量的变化:它们会通过血管舒张或血管收缩发生肿胀或缩小,从而调节空气流经的横截面积。当气流减少时,鼻甲可以肿胀以增加阻力,帮助维持气流速度,从而维持 WSS。

但在ENS中,部分或全部鼻甲已被手术切除。这种适应能力随之丧失。鼻腔横截面保持固定,而且通常对于夜间呼吸的低气流量来说过于宽大。因此,气流速度减慢,湍流减少,也无法刺激黏膜。这会加剧鼻腔阻塞和干燥的矛盾性感受。

面向夜间气流进行设计:一种新方法

在这种情况下,考虑根据鼻腔容积进行适配是合理的:不仅要考虑常用的 15 L/min 白天气流量(用于 CFD 仿真),还应考虑更符合实际的 4–6 L/min 夜间气流量。这将有助于确定合适的鼻腔横截面,使睡眠期间仍能维持足够的 WSS,而此时的症状通常最为严重。

实际上,鼻腔植入物或假体可以针对夜间气流进行设计。

上一篇文章中,我向你介绍了一种可视化呼吸的设备。在本文中,我将向你展示如何将它用作睡眠呼吸记录仪,以检测低通气和呼吸暂停。

为此,我只需用 USB 线将 Arduino 微控制器连接到电脑,并使用两个软件。一个用于记录呼吸曲线,另一个用于读取曲线。第一个软件是 coolTerm,它会将压力数据记录到 .csv 文件中。第二个是一个名为 chart studio ploty 的网页应用,可以轻松快速地读取 .csv 文件。你也可以用 Excel 读取 .csv 文件,但它打开得很慢。

Chart studio ploty

这是 Chart studio ploty 中的呼吸曲线,你可以缩放和导航,以查看整晚的睡眠情况并检测呼吸暂停事件。Y 轴(垂直轴)表示压力,单位为帕斯卡(Pa);X 轴表示时间,但单位既不是秒,也不是毫秒。不过,你可以根据呼吸频率估算时间:我们夜间每分钟呼吸大约10次,因此每次呼吸间隔约6秒。

我们可以认为这是一次较短的呼吸暂停事件

主要问题是,你需要手动数出每一次呼吸暂停,因为没有用于执行此操作的算法。在睡眠诊所,他们会使用专门的软件来统计呼吸暂停和低通气次数,同时还会获取脑电波、声音、血氧饱和度等其他数据。也许在家中,你可以为这个设备配备一个血氧饱和度记录仪。

这篇文章就到这里……

空鼻综合征会以一些方式影响你的睡眠。
有些人会在一两个小时后醒来,因为鼻子变得干燥。
但我认为ENS影响睡眠的首要原因是它会引起中枢性睡眠呼吸暂停。

那么,什么是中枢性睡眠呼吸暂停?

这是一种发生在患有这种疾病的人睡眠时的呼吸问题。由大脑控制的呼吸反射会在患者入睡时减弱或完全停止。一般来说,这个问题是由脑部疾病(脑肿瘤、脑血管意外……)或心脏问题引起的。

为什么ENS会引起中枢性睡眠呼吸暂停?

在ENS的情况下,鼻甲会被完全或部分切除。这样,黏膜就无法正确地对进入鼻腔的空气作出反应,这种感觉缺失会减弱呼吸反射。大脑不再获知呼吸状况,从而导致功能紊乱。

Dr Houser 几年前发表了一篇关于ENS与中枢性睡眠呼吸暂停之间联系的有趣论文

显然,有两种传感器会向大脑传递呼吸信息。

机械传感器感受空气通过鼻腔时产生的压力。有趣的是,鼻腔通道越窄,空气流速和压力就越高。

温度传感器感受黏膜温度与吸入空气温度之间的差异。它也会受到黏液蒸发这一现象的影响。吸气时,空气通常比黏膜更干燥,因此薄薄的黏液层会在接触空气时蒸发。这种蒸发通过水(黏液)从液态变为气态的相变使黏膜冷却。

因此,为了获得更好的感觉,我们应该想办法提高压力、黏膜温度和湿度。

我们可以做些什么来减轻这个问题?

无需手术的方法

  1. 在鼻腔内放入一小块棉花,以改善鼻腔气流、黏膜湿度和温度。
  2. 使用加湿器,或居住在湿润的气候中。
  3. CPAP 或自动伺服通气

需要手术的方法

植入软骨,以改善鼻腔气流、黏膜湿度和温度

我会在其他文章中介绍无需手术的解决方案。当然,植入物也可能是一个不错的解决方案。

在上一篇文章中,我解释了为什么ENS会影响睡眠;在本文中,我将解释 CPAP 设备如何帮助你睡得更好。

设备有两种类型:CPAP 通常用于治疗阻塞性睡眠呼吸暂停,而伺服通气则用于治疗中枢性睡眠呼吸暂停。

CPAP 是一种以恒定压力输送加压空气的设备,通常通过面罩以 4 至 20 cmH2O 的压力输送空气。空气会扩张上呼吸道,以防止阻塞性呼吸暂停。当然,如果除了ENS之外你还患有阻塞性睡眠呼吸暂停,这种设备也能帮助你;这种情况比你想象的更常见(40 岁以上男性中有 40%)。但这种设备也能帮助你在夜间呼吸。空气的压力和流速会增强气流感,从而有利于呼吸反射,并可能减少中枢性睡眠呼吸暂停。此外,你可以选择带加湿模块的 CPAP,在设置正确并配合加热管的情况下,它可以很好地为鼻腔加湿。

伺服通气的工作方式不同:它有两个压力级别,一个用于呼气压力,另一个用于吸气压力。此外还有两个设置:每分钟呼吸次数(BPM)和吸气时间,后者通常在 1.5 秒到 2 秒之间。这种设备实际上会替你呼吸。但要启动一次呼吸,两个压力级别之间的差值必须足够大,超过 10 cmH2O,而这并不舒适。此外,这种设备很难获得。你需要一份显示多次中枢性呼吸暂停的多导睡眠监测记录。

因此,如果你的睡眠问题与ENS有关,可以先尝试使用带有良好加湿模块的 CPAP 设备。我还建议你使用下图所示的鼻罩。我觉得这样更有利于将湿气保留在鼻腔内。

鼻罩

如果 CPAP 无法改善你的睡眠,可以考虑伺服通气。但我个人从未能耐受它,即使采用很大的压力差,也无法维持我的血氧饱和度。我会因为缺乏呼吸气流而在 2 或 3 分钟后醒来。

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