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。
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摘要
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4,6,9。然而，由于缺乏科学验证、文化挪用问题以及所需的物理环境（例如，瑜伽馆），美国相当一部分人群尚未将这些替代方法纳入压力管理的考虑范畴6。
为了向更广泛的受众推广瑜伽呼吸法和引导式放松等整体性压力管理技术，本研究在非实验室环境中向一小群个体实施了一项制定的方案。先前的研究表明，诸如交替鼻孔呼吸等技术在促进身心更放松的状态方面具有显著效果4。
直到最近，对脑活动、呼吸和组织灌注等复杂生理指标的科学研究仍局限于实验室环境，因此相关研究主要依赖于较为简单的测量指标，如动态动脉血压（ABP）、呼吸频率（RR）和心率（HR）。然而，随着科学准确性更高的可穿戴设备的发展，现在可以在非实验室环境中研究应激管理干预所引发的生理反应。
本项目的目标是建立一个可及性强、成本低廉的压力管理方案，该方案可广泛适用于实验室和非实验室环境。此外，本文还提供了一种基于证据的方法学，用于在非实验室环境中利用市售可穿戴设备，研究压力管理方案实施期间的生理反应。
建议研究者以系统化的方式更好地研究压力管理干预措施，以及便携式脑电图（EEG）系统的安装与使用，使其能够轻松适应各种环境。文中明确了复制该方案所需的全部细节。
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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
- 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）。
- 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。
- 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。 - 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。
- 确认纳入和排除标准。
- 让参与者完成正念的主观问卷10. 为受试者配备生理监测设备。
- 以舒适的坐姿记录10分钟基线数据，初次干预后记录10分钟，4周干预后的10分钟基线，以及个体完成呼吸与冥想方案后的10分钟记录期。
注意：在同一个体中，干预前和干预后的数据采集条件保持一致。10 分钟的数据记录时段被保存用于进一步分析，并以 10 分钟平均值形式报告。 - 完成知情同意程序后，立即教授三种呼吸技术，随后聆听20分钟预录的引导放松音频3,11,12重复四次以建立基线。
- 仅报告初始干预时间点的最终呼吸与冥想方案数据。向所有参与者提供一张包含呼吸技术说明及20分钟引导放松音频的光盘（CD）。
- 为每位参与者提供为期四周的每日自主练习呼吸技术的详细指导，并 instruct 其在四周内每天早晨完成呼吸练习及20分钟的引导式放松。
- 安排研究团队的一名成员对每位参与者进行随访，以确保其遵循试验方案，并协助解决任何操作指导方面的问题。
- 4周干预期结束后，返回参与者的家中完成终点访视，访视流程与基线访视相同。同时，让参与者完成39条目的五因素正念问卷。
注意：本文旨在描述呼吸训练方案的方法学以及在非实验室环境中使用生理监测的方法。采用本文所述基于呼吸的冥想压力管理方案及生理监测设备的研究人员，可能需要设置对照组以确保内部效度。以往探讨冥想与控制呼吸益处的研究已采用多种对照组，包括时间匹配的有氧运动、其他冥想实践、生物反馈技术、严肃游戏结合引导式冥想瑜伽程序，以及无干预措施的时间对照组。
2. 科研级无线脑电图（EEG）系统的设置
- 为了导出、评估和分析数据，为参与者提供或配备一台带有串行端口的个人笔记本电脑。
- 设置脑电图控制面板，使用户能够实时监测头戴式脑电图设备的状态和功能，包括面部表情和情绪13。数据采集将在受试者佩戴脑电图头戴设备时实时进行。
- 在开始记录脑电图数据之前，打开脑电图头戴设备，并确保电池已充满电。此时可为用户配置设备。
- 在记录脑电图会话前，请执行以下步骤。
- 润湿十二个传感器。组装头戴设备。使用0.5%的生理盐水溶液充分浸透毛毡垫。当头戴设备放置在头皮上时，垫片应感觉湿润。
- 佩戴头戴设备。将头戴设备戴在用户头部，并确保脑电图电极与操作者的头皮保持良好接触（定义为阻抗低于5 kΩ）。调整头戴设备，直至每个传感器的阻抗均低于5 kΩ。
- 将参考传感器定位至耳后皮肤接触位置。参考传感器必须与耳后皮肤接触，且传感器阻抗应低于5 kΩ，这一点至关重要。
- 将USB接收器插入设备的USB端口。当头戴设备成功配对后，指示灯应快速闪烁。如果情况并非如此，请重新插入接收器并重试。
- 在笔记本电脑上启动软件。
- 打开头戴设备。电源开关位于头戴设备后部。指示灯亮起表示设备已开启。
- 通过检查控制面板上的引擎状态来验证信号质量。
注意：由于正在记录脑电图数据，因此可以利用软件平台对情绪状态和面部表情进行进一步的研究级质量分析13,14,15。
3. 蓝牙脉搏血氧仪的设置
- 使用脉搏血氧仪，将其连接至右手或左手的无名指，并在连接后启动设备，以采集和记录脉搏血氧数据。
- 确保受试者处于直立姿势，双脚平放在地面上。将安装有脉搏血氧仪的手自然放置于大腿上。
- 打开脉搏血氧仪传感器内部，将非优势手的手指插入传感器中。调整手指位置，使指尖接近传感器末端。轻柔闭合设备，使手指与传感器垫片充分接触。
注意：便携式脉搏血氧仪夹紧手指后，设备应显示心率（HR）、呼吸频率（RR）、灌注指数（PI）以及脉搏变异指数（PVI）16,17。HR、RR、PI 和 PVI 将直接显示在脉搏血氧仪屏幕上，并可通过蓝牙在智能平板电脑或计算机上同步显示。
4. 正念五因素问卷概述
注意：本问卷提供纸质版和电子版两种形式用于施测10。纸质版见附录A。五个维度的每个项目均基于1至5级的正念程度评分量表。不存在是否具备正念的截断分数，正念程度是一个从低到高的连续谱。与正念五个维度相关的各个分量表如下所示。
- 评估保持专注并临在于当下、而不被身体感觉、情绪和思维所占据的能力，评分范围为1到5，5表示最容易完成此任务，1表示最难完成此任务。
- 评估识别过去或当前情绪与期望的能力，评分范围为1到5，5表示最容易完成此任务，1表示最难完成此任务。
- 评估在身体或心理层面无论发生什么都能够保持临在于当下而不受干扰的能力，评分范围为1到5，5表示最容易完成此任务，1表示最难完成此任务。
- 评估对任何过往经历保持不评判态度，或不对当前体验进行认知性批评的能力，评分范围为1到5，5表示最容易完成此任务，1表示最难完成此任务。
- 评估识别情绪和思维的存在而不从身体或心理层面对其作出反应的能力，评分范围为1到5，5表示最容易完成此任务，1表示最难完成此任务。
5. 交替鼻孔呼吸法方案（5 分钟）
- 舒适地坐着，保持脊柱挺直，左手放在左膝上，闭上双眼。
- 将右手移向面部，用食指和中指置于两眉之间，无名指和小指轻轻放在左鼻孔上，拇指放在右鼻孔上。
- 深吸一口气。
- 用拇指按压右鼻孔使其闭合，通过左鼻孔呼气，再通过左鼻孔吸气。
- 接着，用无名指按压左鼻孔使其闭合，松开拇指，通过右鼻孔呼气，然后通过右鼻孔吸气。
- 重复步骤 5.4 - 5.5，持续交替进行吸气与呼气，持续 5 分钟。
- 觉察情绪与念头的存在，但不对它们做出任何身体或心理上的反应，并持续将注意力集中在进出鼻腔的空气上。
6. 胜利呼吸法（5 分钟）
- 保持脊柱挺直，舒适地坐着。
- 缓慢地深吸一口气。
- 闭上嘴巴，通过鼻子呼气，同时轻微收缩喉咙后部。这种喉咙的轻度收缩会对气流产生阻力。
- 轻柔地吸气，使气流对抗因喉咙后部收缩所产生的阻力。
- 在这种喉咙后部的阻力下，轻柔而缓慢、深入地进行吸气和呼气，会产生一种如海浪起伏般舒缓的声音。
- 保持这种呼吸循环5分钟，期间维持坐姿。
- 觉察情绪和念头的存在，但不以身体或心理方式作出反应，并持续将注意力集中在进出鼻腔的空气上。
7. 风箱式呼吸法方案（5 分钟）
- 坐直身体，双肩放松。
- 通过鼻子缓慢而深长地吸气。
- 闭上眼睛，用鼻子吸气和呼气。
- 屈曲手臂，使肘部靠近肋骨，松握的拳头靠近肩部。
- 用力吸气的同时，将手臂向上举过头顶，并张开拳头。
- 用力呼气的同时，将手臂向下收回，使肘部靠近肋骨，拳头回到肩部位置。
- 连续重复步骤 7.1 至 7.3 共 15 到 20 次，构成一组。
- 完成 3 组，每组之间休息 10 到 15 秒。
8. 引导式放松身体扫描（8 - 10 分钟）
注意：向参与者宣读以下说明："本项引导放松练习的目的是将注意力集中到身体的不同部位，有助于增强对身体各区域生理感觉的觉察能力。通过将注意力引导至身体各个区域，可训练大脑对这些感受更加敏锐。"
- 坐在舒适的椅子上或地板上，15秒后闭上眼睛。确保环境安全、安静，且无干扰。
- 观察此刻身心的感受。觉察身体的任何感觉或头脑中的任何想法。持续留意身体的感受，并观察脑海中出现的任何念头。
- 开始进行身体扫描：闭上眼睛，从心理上逐步扫描全身。记得定期深吸一口气，然后缓缓呼出。识别情绪和想法的存在，但不对它们做出身体或心理上的反应，持续将注意力集中在鼻腔进出的空气。
- 从右脚开始扫描，依次移动到右腿和右髋部。然后对左脚、左腿和左髋部重复相同扫描。缓慢地逐一经过身体的每个部位。再次重复此过程，从右侧开始，再移至左侧。
- 继续缓慢扫描身体，依次移动到腹部、身体左侧、身体右侧、上背部到下背部，最后到胸部，从颈部开始向下至腹部。
- 继续在心理上扫描左手、左臂和左肩；然后检查右手、右臂和右肩。
- 缓慢扫描头部，从面部开始，依次移动到颈部、头后部以及头顶。
- 觉察身体任何部位的紧张感，并将注意力集中到该区域，重新进行扫描。
- 最后，在睁开眼睛之前，花一点时间观察当前的想法、情绪和感觉。此刻对身体扫描有什么想法？尽量不对扫描过程做出评判，只是观察呼吸和身体状态。
- 做一次最后的深呼吸，吸气后屏住呼吸4秒，然后缓缓呼出。现在慢慢睁开眼睛。
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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
| 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
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