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方法文章

基于社区的压力管理项目:利用可穿戴设备评估非实验室环境中的全身生理反应

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DOI:

10.3791/55816

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2018年1月22日

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本文内容

摘要

压力是生活中不可避免且持续存在的组成部分,人们正在考虑采用整体方法来管理压力。本研究建立了一种标准化方法,以证明基于呼吸的压力管理方案的可行性,该方案可与市售的便携式技术结合使用。

摘要

一种以呼吸为基础的实用干预方法,对于寻求整体性情绪调节策略并优化代偿储备机制的个体而言,及时且具有重要价值。本方案不仅旨在教授身心觉察能力,还通过生理数据和问卷调查结果提供反馈。本研究的主要发现表明,在实施为期四周的基于呼吸的冥想减压方案后,心率协调性与α波指标之间存在显著相关性。冥想与节律性呼吸显著增加了大脑α波活动。这些脑部生理反应与脉搏容积变异指数(PVI)的变化相一致,提示人体能够进入冥想状态,并有效管理压力。在连续四周期间每日练习该减压方案所采用的技术后,根据五因素正念问卷评估,受试者在正念技能应用方面有所提升。整体正念评分、脉搏容积变异指数(PVI)以及灌注指数(PI)在为期4周的干预后均有所上升。脑电图(脑电波)结果显示,在研究结束后的随访阶段,受试者呈现出与冥想状态一致的脑电活动模式。这表明,可穿戴设备在基于呼吸的减压干预过程中用于数据采集是可行的。该方案可便捷高效地整合至任何需要在非实验室环境下获取生理数据的研究设计中。

引言

尽管压力是生活中不可避免且持续存在的组成部分,但人们正在考虑采用其他方法来管理身体和情绪上的刺激1,2,3,4。持续不断的压力与糖尿病、肥胖症、心脏疾病和脑血管疾病等慢性疾病的早期发生和发展密切相关4,5。近年来,越来越多的美国人报告称压力对其心理健康和身体健康产生了负面影响6,且有相当一部分人认为自己在应对压力方面做得不够7。此外,最近一项研究表明,当个体认为压力对其身体健康产生负面影响时,其早亡风险会显著增加8。

传统上,公共卫生和医疗专业人员一直将身体活动作为管理压力的一种手段。然而,美国相当一部分人群由于生活压力过大,养成了不健康的生活习惯(例如,吸烟或过量饮酒)或不健康的行为(例如,不良的饮食模式)。目前,越来越多的美国人开始意识到各种形式的瑜伽和呼吸练习在压力管理中的潜在作用4

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方案

该方案已获得机构审查委员会(IRB)的批准,所有参与者均签署了知情同意书。简言之,12名健康的非高血压非吸烟受试者(5名男性,7名女性),年龄介于31至65岁之间(平均年龄为44 ± 12岁),自愿参与本研究。Brown和Gerbarg3研究了冥想及类似的呼吸技术在广泛年龄范围(14至85岁)个体中对焦虑、创伤后应激障碍以及整体健康和生活方式管理的应用。

1. 受试者选择

  1. 对所有参与者进行以下步骤:电话筛选、基线访视(家中)、为期4周的干预期,以及终点访视(与基线访视相同或相似的环境)。
    1. 与感兴趣的志愿者安排电话筛选。在通话期间,通过询问其病史和用药情况来确定是否符合入选条件。
    2. 为符合条件且有意愿的志愿者安排基线访视(在家庭或类似场所进行)。访视前提供知情同意书供其审阅。
      注意:文献中已有充分描述,在实验室中接受研究的人类可能因意识到自己正被观察而产生环境和认知方面的压力(例如,霍桑效应)。基于家庭的实验方案主要优势之一在于能够尽量减少临床或实验室等外来环境对生理指标测量的潜在影响。此外,研究人员或许能够将研究方案扩展至社区干预,而无需要求参与者前往实验室。
    3. 到达受试者家中或干预前场所,在签署知情同意书之前,以书面和口头形式向其说明研究的目的、流程、风险与不适、获益、保密措施以及相关责任。
    4. ....

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结果

本研究的主要发现表明,在基于呼吸的冥想减压方案的主要终点、基线(四周后)以及四周干预结束后的终点,心率变异性协调性(heart coherence)与α波指标之间存在显著相关性,但在基线测量期间未观察到该相关性(图1)。基于这些结果,可以得出结论:该方案显著增强了与冥想状态一致的脑α波活动。这些脑生理变化与PVI(压力变量指数)的变化趋势一致(图2),提示人体具备进入冥想状态并有效管理压力的能力。在连续四周每日实践该减压方案所采用的技术后,根据五因素正念问卷(Five Facet Mindfulness Questionnaire)的评估,受试者在正念技能应用方面有所提升。五个正念维度——观察、描述、有意识地行动、对内在体验不加评判、对内在体验不反应——在1(从不)到5(经常)的评分尺度上,平均提高了0.9至1.3分。

从方法学角度来.......

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讨论

可穿戴技术的发展及其准确追踪生理反应的能力,有望彻底改变日常压力管理,并监测各种干预措施下的身体和认知表现18。已有大量涉及应激干预的临床应用被分析,包括但不限于血压、心率以及运动或活动预测。这些技术正通过机器学习算法(如脉搏容积变异指数(PVI)和代偿储备指数(CRI))不断改进,并可拓展至任何学术研究领域或社区干预项目19。然而,无线传感技术必须在多种临床及与人体表现相关的活动中,展现出可靠性、有效性以及对生理变化的响应能力。

在非实验室环境中实施实验方案的一个限制是需要尽量减少噪声、环境温度、光照以及意外访客等环境因素的干扰。本研究成功证明了在非实验室环境特有的限制条件和特征下,结合可穿戴技术进行呼吸训练的可行性和有效性。

向学生传授如何培养更具适应性的应对生活压力的方法,是任何师生关系中的关键环节。通过回顾自身的生理数据,参与者能够量化压力管理的效果和进展,这种非常规的压力管理方式使他们日益意识到注意力、警觉性和呼吸频率均能.......

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披露

作者声明不存在任何竞争利益。

致谢

作者谨此感谢 Harpreet Dhanoa 博士在设计呼吸与冥想项目过程中提供的宝贵见解,使该项目对存在压力管理问题的个体而言安全、具有治疗作用且效果显著。

KC、RC 和 JH 构思了该项目。RC 和 KC 进行了文献检索、研究筛选和数据提取。所有作者均参与了论文的撰写,并对最终版本提出了修改意见。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
Epoc+ 14通道无线脑电图系统Emotiv Systems组装头戴设备。使用0.5%的生理盐水溶液充分浸湿毛毡垫。当头戴设备放置在头皮上时,垫片应感觉湿润。测量指标:脑电波、面部表情、心理指令
带蓝牙和容积波变异指数的指尖脉搏血氧仪Masimo Mighty Sat with PVI测量指标:脉率、血氧饱和度、灌注指数、容积波变异指数(PVI)
39项五因素正念问卷用于评估正念五个维度的心理测量工具问卷提供电子版和纸质版。测量指标:情绪、认知功能

参考文献

  1. Sperduti, M., Martinelli, P., Piolino, P. A neurocognitive model of meditation based on activation likelihood estimation (ALE) meta-analysis. Conscious Cogn. 21 (1), 269-276 (2012).
  2. Seppälä, E. M., et al. Breathing-based meditation decreases posttraumatic stress disorder symptoms in US Military Veterans: A randomized controlled longitudinal study.

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