Społecznościowy program radzenia sobie ze stresem: wykorzystanie urządzeń ubieralnych do oceny reakcji fizjologicznych całego ciała w warunkach nielaboratoryjnych

Summary

Stres jest nieuniknionym i trwałym elementem życia, a holistyczne podejście do jego zarządzania jest rozważane. Stworzono ustandaryzowaną metodologię, aby zademonstrować wykonalność protokołu radzenia sobie ze stresem opartego na oddechu, który może być stosowany z dostępną na rynku technologią przenośną.

Abstract

Pragmatyczna interwencja oparta na oddechu, mająca na celu poprawę wydajności człowieka i radzenie sobie ze stresem, jest aktualna i cenna dla osób poszukujących holistycznego podejścia do regulacji emocji i optymalizacji mechanizmów rezerwy kompensacyjnej. Protokół ten ma na celu nie tylko nauczanie świadomości ciała i umysłu, ale także dostarczanie informacji zwrotnych z wykorzystaniem danych fizjologicznych i wyników ankiet. Podstawowe wyniki tego badania wykazały, że koherencja serca i zmienne alfa były istotnie skorelowane po czterech tygodniach protokołu stresu medytacyjnego opartego na oddechu. Medytacja i rytmiczne oddychanie spowodowały znaczny wzrost aktywności mózgu alfa. Te fizjologiczne reakcje mózgu były zgodne ze zmianami wskaźnika zmienności Pletha (PVI), co sugeruje zdolność ludzkiego ciała do wejścia w stan medytacji i skutecznego radzenia sobie ze stresem. Po czterech tygodniach codziennego praktykowania technik stosowanych w protokole radzenia sobie ze stresem, w oparciu o Kwestionariusz Uważności Pięciu Aspektów, badani poprawili się w stosowaniu umiejętności uważności. Ogólny wynik uważności, wskaźnik zmienności Pleth (PVI) i wskaźnik perfuzji (PI) wzrosły po 4-tygodniowym okresie interwencji. Wyniki elektroencefalografii (fale mózgowe) były zgodne ze stanem medytacyjnym podczas sesji kontrolnej po badaniu. Dostarcza to dowodów na to, że urządzenia ubieralne są możliwe do gromadzenia danych podczas interwencji w zakresie radzenia sobie ze stresem opartej na oddechu. Protokół ten można łatwo i skutecznie wdrożyć do dowolnego projektu badania, w którym pożądane są dane fizjologiczne w warunkach nielaboratoryjnych.

Introduction

Chociaż stres jest nieuniknionym i trwałym elementem życia, rozważane są alternatywne podejścia do zarządzania bodźcami fizycznymi i emocjonalnymi1^,2,3,4. Nieprzerwany stres jest związany z wczesnym wystąpieniem i rozwojem chorób przewlekłych, takich jak cukrzyca, otyłość, choroby serca i naczyń mózgowych^4,5. W ostatnich latach coraz większy odsetek Amerykanów zgłaszał, że stres ma negatywny wpływ na ich zdrowie psychiczne i fizyczne⁶, a spora część uważa, że nie robi wystarczająco dużo, aby poradzić sobie ze stresem⁷. Co więcej, niedawne badanie wykazało, że gdy ludzie zauważyli, że stres negatywnie wpływa na ich zdrowie fizyczne, istniało podwyższone ryzyko przedwczesnej śmierci⁸.

Tradycyjnie, specjaliści z zakresu zdrowia publicznego i lekarze skupiali się na aktywności fizycznej jako sposobie radzenia sobie ze stresem. Jednak znaczna część populacji Stanów Zjednoczonych rozwija niezdrowe nawyki związane ze stylem życia (tj. palenie tytoniu lub nadmierne spożycie alkoholu) lub niezdrowe zachowania (tj. złe wzorce żywieniowe) w wyniku stresującego stylu życia. Obecnie coraz więcej Amerykanów zdaje sobie sprawę z potencjalnego wykorzystania różnych form jogi i ćwiczeń oddechowych do radzenia sobie ze stresem^4,6,9. Jednak ze względu na brak walidacji naukowej, zawłaszczenia kulturowego i wymaganego środowiska fizycznego (np. studiów jogi), znaczna część populacji Stanów Zjednoczonych nie rozważa tych alternatywnych podejść do radzenia sobie ze stresem⁶.

W celu dostarczenia szerszej publiczności holistycznych technik radzenia sobie ze stresem, takich jak jogiczne oddychanie i relaksacja kierowana, opracowano protokół i dostarczono go małej grupie osób w warunkach nielaboratoryjnych. Wcześniejsze badania wykazały, że techniki takie jak naprzemienne oddychanie nozdrzami są skuteczne w dostarczaniu bardziej zrelaksowanego stanu umysłu i ciała⁴.

Do niedawna badania naukowe nad złożonymi pomiarami fizjologicznymi, takimi jak aktywność mózgu, oddychanie i perfuzja tkanek, były ograniczone do warunków laboratoryjnych, a więc badania opierały się na mniej skomplikowanych pomiarach, takich jak ambulatoryjne ciśnienie krwi tętniczej (ABP), częstość oddechów (RR) i tętno (HR). Jednak wraz z rozwojem bardziej naukowo dokładnych urządzeń do noszenia, fizjologiczne reakcje na interwencje związane ze stresem mogą być badane w warunkach pozalaboratoryjnych.

Celem tego projektu jest stworzenie przystępnego, niedrogiego programu do zarządzania stresem, który można uogólnić zarówno na warunki laboratoryjne, jak i nielaboratoryjne. Ponadto w artykule przedstawiono metodologię opartego na dowodach podejścia do badania reakcji fizjologicznych podczas protokołu zarządzania stresem w warunkach nielaboratoryjnych przy użyciu dostępnych na rynku urządzeń do noszenia.

Zalecenia są wydawane, aby umożliwić badaczom lepsze badania nad interwencjami w zakresie radzenia sobie ze stresem, a także konfigurację i wykorzystanie przenośnego systemu elektroencefalogramu (EEG) w systematyczny sposób, który można łatwo dostosować do różnych ustawień. Określono szczegóły potrzebne do replikacji programu.

Protocol

Protokół został zatwierdzony przez Institutional Review Board (IRB) i wszyscy uczestnicy podpisali formularz świadomej zgody. Krótko mówiąc, dwanaście zdrowych, niepalących osób z normotensją (pięciu mężczyzn, siedem kobiet) w wieku od 31 do 65 lat (średni wiek = 44 ± 12 lat) zgłosiło się na ochotnika do udziału w tym badaniu. Brown i Gerbarg³ badali medytację i podobne techniki oddychania u osób w szerokim przedziale wiekowym (14 - 85 lat) pod kątem radzenia sobie z lękiem, zespołem stresu pourazowego oraz ogólnym zdrowiem i stylem życia.

1. Wybór uczestnika

1. Wykonaj następujące czynności dla wszystkich uczestników: telefoniczne badanie przesiewowe, wizyta wyjściowa (w domu), 4-tygodniowy okres interwencji i wizyta w punkcie końcowym (takie samo lub podobne ustawienie jak wizyta wyjściowa).
   1. Umów się na rozmowy telefoniczne z zainteresowanymi wolontariuszami. Podczas rozmowy ustal, czy kwalifikujesz się, zadając pytania dotyczące historii medycznej i leków.
   2. Umów się na wizytę wstępną dla uprawnionych i zainteresowanych wolontariuszy (w domu lub w podobnym miejscu). Dostarcz formularze zgody do wglądu przed wizytą.
      UWAGA: W literaturze dobrze opisano fakt, że człowiek poddawany badaniom laboratoryjnym może być związany ze stresem środowiskowym i poznawczym ze względu na świadomość bycia obserwowanym (np. efekt Hawthorne'a). Jedną z głównych zalet protokołu domowego jest możliwość zminimalizowania potencjalnego wpływu obcych środowisk, takich jak warunki kliniczne lub laboratoryjne, na środki fizjologiczne. Ponadto badacze mogą być w stanie rozszerzyć protokoły badawcze na interwencje środowiskowe bez konieczności proszenia uczestników o przybycie do laboratorium.
   3. Przyjedź do domu lub przed interwencją i wyjaśnij cel, procedury, ryzyko i dyskomfort, korzyści, poufność i odpowiedzialność badania zarówno na piśmie, jak i ustnie, zanim uczestnicy podpiszą formularz zgody.
   4. Potwierdź kryteria włączenia i wyłączenia.
   5. Poproś uczestnika o wypełnienie subiektywnego kwestionariusza na temat uważności¹⁰. Wyposaż uczestnika w urządzenia fizjologiczne.
   6. Zapisuj pomiary wyjściowe przez 10 minut w wygodnej pozycji siedzącej, przez 10 minut po początkowej interwencji, 10 minut po 4-tygodniowej interwencji i 10 minut po ukończeniu przez osobę protokołu oddychania i medytacji.
      UWAGA: Ustawienie zbierania danych było takie samo przed i po interwencji u danej osoby. 10-minutowe okresy rejestracji danych zostały zapisane do dalszej analizy i przedstawione jako średnia 10-minutowa.
   7. Natychmiast po zakończeniu procedur wyrażania zgody, naucz trzech technik oddychania, a następnie wysłuchaj nagranego wcześniej dźwięku z 20-minutowej relaksacji z przewodnikiem^3,11,12. Powtórz cztery razy, aby ustalić linię bazową.
   8. Zgłaszaj tylko końcowe dane protokołu oddychania i medytacji jako początkowy punkt czasowy interwencji. Rozdaj wszystkim uczestnikom płytę kompaktową (CD) z instrukcjami dotyczącymi techniki oddychania i 20-minutowym nagraniem relaksacyjnym z przewodnikiem.
   9. Przekaż każdej osobie szczegółowe instrukcje dotyczące czterech tygodni codziennych technik oddychania z przewodnikiem i poinstruuj ją, aby wykonywała ćwiczenia oddechowe wraz z 20 minutami relaksacji prowadzonej każdego ranka przez cztery tygodnie.
   10. Poproś członka zespołu badawczego, aby skontaktował się z każdą osobą, aby upewnić się, że protokół jest przestrzegany i pomóc w rozwiązywaniu wszelkich problemów związanych z instrukcjami.
   11. Po 4-tygodniowym okresie interwencji wróć do domu uczestnika, aby zakończyć wizytę w punkcie końcowym, postępując w taki sam sposób, jak w przypadku wizyty wyjściowej. Poproś również uczestników o wypełnienie 39-punktowego Kwestionariusza Uważności Pięciu Aspektów.
       UWAGA: Celem tego artykułu było opisanie metodologii protokołu oddychania i zastosowania monitorowania fizjologicznego w warunkach nielaboratoryjnych. Badacze korzystający z protokołu radzenia sobie ze stresem opartego na medytacji opartej na oddechu i urządzeń do monitorowania fizjologicznego opisanych w tym artykule mogą potrzebować zatrudnienia grupy kontrolnej w celu uzyskania wewnętrznej ważności. Poprzednie badania badające korzyści płynące z medytacji i kontrolowanego oddychania wykorzystywały różne grupy kontrolne, takie jak ćwiczenia aerobowe dopasowane w czasie, inne praktyki medytacyjne, techniki biofeedbacku, poważne gry wraz z prowadzonymi procedurami jogi medytacyjnej oraz kontrola czasu bez interwencji.

2. Konfiguracja bezprzewodowego systemu elektroencefalografii (EEG) klasy badawczej

1. Aby eksportować, oceniać i analizować dane, zapewnij/wyposaż uczestników w osobisty laptop z portem szeregowym.
   1. Skonfiguruj Panel sterowania EEG, który pozwala użytkownikowi monitorować stan i funkcje EEG zestawu słuchawkowego, w tym mimikę twarzy i emocje¹³. Zbieranie danych będzie odbywać się w czasie rzeczywistym, podczas gdy badany będzie nosił gogle EEG.
   2. Przed rozpoczęciem rejestrowania danych EEG włącz zestaw słuchawkowy EEG i upewnij się, że bateria jest w pełni naładowana. Urządzenie można teraz skonfigurować dla użytkownika.
2. Przed nagraniem sesji EEG wykonaj następujące czynności.
   1. Nawodnij dwanaście czujników. Zmontuj zestaw słuchawkowy. Dokładnie nasącz podkładki filcowe 0,5% roztworem soli fizjologicznej. Po umieszczeniu zestawu słuchawkowego na skórze głowy opuszki powinny być mokre.
   2. Załóż zestaw słuchawkowy. Umieść zestaw słuchawkowy na głowie użytkownika i upewnij się, że elektrody EEG dobrze stykają się (zdefiniowane jako poniżej pięciu kΩ) ze skórą głowy operatora. Wyreguluj zestaw słuchawkowy, aż impedancja każdego czujnika spadnie poniżej pięciu kΩ.
   3. Ustaw czujniki referencyjne tak, aby dotykały skóry za uchem. Bardzo ważne jest, aby czujniki referencyjne stykały się ze skórą za uchem o impedancji czujnika poniżej pięciu kΩ.
   4. Podłącz klucz sprzętowy do portu USB urządzenia. Gdy zestaw słuchawkowy jest sparowany, kontrolka powinna szybko migać. Jeśli tak nie jest, włóż ponownie klucz sprzętowy i spróbuj ponownie.
3. Uruchom oprogramowanie na laptopie.
4. Włącz zestaw słuchawkowy. Włącznik zasilania znajduje się z tyłu zestawu słuchawkowego. Lampka wskazuje, kiedy zestaw słuchawkowy jest włączony.
5. Sprawdź jakość sygnału, sprawdzając stan silnika na panelu sterowania.
   UWAGA: Ponieważ dane EEG są rejestrowane, możliwe jest wykorzystanie platformy oprogramowania do dodatkowej analizy jakości badań nad stanami emocjonalnymi i mimiką twarzy^13,14,15.

3. Konfiguracja pulsoksymetru z obsługą Bluetooth

1. Uchwyć i zapisz pulsoksymetrię za pomocą pulsoksymetru przymocowanego do prawego lub lewego palca serdecznego, który jest aktywowany po podłączeniu.
   1. Upewnij się, że wolontariusz jest w pozycji pionowej z obiema stopami na podłodze. Połóż dłoń z pulsoksymetrem wygodnie na udzie.
2. Odsłoń wnętrze czujnika pulsoksymetru i włóż palec niedominujący. Ustaw palec tak, aby czubek palca zbliżał się do końca czujnika. Delikatnie zamknij urządzenie, tak aby palec zetknął się z podkładką czujnika.
   UWAGA: Po zamknięciu przenośnego pulsoksymetru na palcu, urządzenie powinno pokazywać tętno (HR), częstość oddechów (RR), wskaźnik perfuzji (PI) i wskaźnik zmienności Pletha (PVI)^16,17. HR, RR, PI i PVI są wyświetlane na pulsoksymetrze i mogą być wyświetlane przez Bluetooth na inteligentnym tablecie lub komputerze.

4. Przegląd Kwestionariusza Uważności Pięciu Aspektów

Uwaga: Ten kwestionariusz jest dostępny zarówno w formie papierowej, jak i elektronicznej dla administracji¹⁰. Formularz w formie papierowej znajduje się w Załączniku A. Każdy z pięciu aspektów opiera się na skali uważności od 1 do 5. Nie ma punktu granicznego dla bycia uważnym lub nieuważnym; Jest to raczej kontinuum od dołka do maksimum. Każda z podskal związanych z pięcioma aspektami uważności znajduje się poniżej.

1. Obserwuj zdolność do pozostawania i bycia obecnym oraz nie bycia zaabsorbowanym doznaniami, uczuciami i myślami ciała w skali od 1 do 5, gdzie pięć oznacza najłatwiejsze do wykonania to zadanie, a jeden najtrudniejszy do wykonania tego zadania.
2. Oceń zdolność do definiowania emocji i oczekiwań, przeszłych lub obecnych, w skali od 1 do 5, gdzie pięć oznacza najłatwiejsze do wykonania to zadanie, a jedno najtrudniejsze do wykonania.
3. Oceń zdolność do pozostania obecnym w tym, co dzieje się fizycznie lub psychicznie bez zakłóceń, w skali od 1 do 5, gdzie pięć oznacza najłatwiejsze do wykonania to zadanie, a jeden najtrudniejszy do wykonania tego zadania.
4. Oceń zdolność do pozostania nieosądzającym jakichkolwiek przeszłych doświadczeń lub próby poznawczej krytyki obecnego doświadczenia, w skali od 1 do 5, gdzie pięć oznacza najłatwiejsze do wykonania to zadanie, a 1 najtrudniejsze do wykonania tego zadania.
5. Oceń zdolność rozpoznawania obecności emocji i myśli bez reagowania na nie fizycznie lub psychicznie, w skali od 1 do 5, gdzie pięć oznacza najłatwiejsze do wykonania to zadanie, a jeden najtrudniejszy do wykonania tego zadania.

5. Protokół alternatywnego oddechu nozdrzy (5 min)

1. Usiądź wygodnie z wyprostowanym kręgosłupem, lewą ręką na lewym kolanie i zamkniętymi oczami.
2. Przyłóż prawą rękę do twarzy. Umieść palec wskazujący i środkowy między brwiami. Delikatnie połóż palce serdeczny i mały na lewym nozdrzu, a kciuk na prawym nozdrzu.
3. Weź głęboki wdech.
4. Naciśnij kciuk w dół na prawym nozdrzu, aby je zamknąć i wydychaj powietrze przez lewe nozdrze. Wdychaj przez lewą stronę nosa.
5. Następnie, naciskając nozdrze palcem serdecznym, zamknij tę stronę nosa. Zwolnij kciuk i wydychaj powietrze przez prawą stronę. Następnie wykonaj wdech przez prawe nozdrze.
6. Powtórz 5,4 - 5,5, ciągle naprzemiennie wdechy i wydechy, przez 5 minut.
7. Rozpoznaj obecność emocji i myśli bez reagowania na nie w sposób fizyczny lub psychiczny i kontynuuj zwracanie uwagi na powietrze wchodzące i wychodzące z nosa.

6. Protokół Zwycięskiego Oddechu (5 min)

1. Usiądź wygodnie z wyprostowanym kręgosłupem.
2. Weź długi, głęboki wdech powoli.
3. Przy zamkniętych ustach wydychaj powietrze przez nos, uciskając tylną część gardła. To łagodne zwężenie gardła stwarza opór przed przepływem powietrza.
4. Weź delikatny wdech, wdychając powietrze wbrew oporowi powodowanemu przez uciskanie tylnej części gardła.
5. Delikatne wdychanie i wydychanie powoli i głęboko przeciwko temu zwężeniu z tyłu gardła tworzy kojący dźwięk, jakby fale oceanu wznosiły się i opadały.
6. Kontynuuj ten cykl oddychania przez 5 minut w pozycji siedzącej.
7. Rozpoznaj obecność emocji i myśli bez reagowania na nie fizycznie lub psychicznie i kontynuuj zwracanie uwagi na powietrze wchodzące i wychodzące z nosa.

7. Protokół miechowego oddechu (5 min)

1. Usiądź wysoko z rozluźnionymi ramionami.
2. Wdychaj powietrze powoli i głęboko przez nos.
3. Wdychaj i wydychaj powietrze z nosa przy zamkniętych oczach.
4. Zegnij ramiona, aby zbliżyć łokcie do klatki piersiowej i luźne pięści blisko ramion.
5. Przy aktywnym wdechu unieś ręce nad głowę, otwierając pięści.
6. Z energicznym wydechem opuść ramiona, aby zbliżyć łokcie do klatki piersiowej, a pięści za barki.
7. Powtórz kroki od 7.1 do 7.3 kolejno od 15 do 20 razy, tworząc jeden zestaw.
8. Wykonaj 3 serie z przerwą od 10 do 15 s między każdą serią.

8. Skan ciała relaksacyjny z przewodnikiem (8 - 10 min)

UWAGA: Przeczytaj uczestnikom te instrukcje: "Celem tego prowadzonego relaksu jest zwrócenie uwagi na różne obszary ciała i może pomóc w lepszym uświadomieniu sobie fizycznych doznań w różnych obszarach ciała. Zwracanie uwagi na różne obszary ciała ćwiczy umysł, aby był bardziej uważny na te uczucia.

1. Usiądź na wygodnym krześle lub podłodze i po 15 sekundach zamknij oczy. Upewnij się, że otoczenie jest bezpieczne, ciche i wolne od zakłóceń.
2. Obserwuj, jak czuje się teraz umysł i ciało. Obserwuj wszelkie odczucia w ciele lub myśli w umyśle. Kontynuuj zwracanie uwagi na to, jak czuje się ciało i obserwuj wszelkie myśli w umyśle.
3. Zacznij skanować ciało: Z zamkniętymi oczami skanuj ciało w myślach. Pamiętaj, aby wziąć głęboki wdech i od czasu do czasu odpuszczać. Rozpoznaj obecność emocji i myśli bez reagowania na nie fizycznie lub psychicznie i kontynuuj zwracanie uwagi na powietrze wchodzące i wychodzące z nosa.
   1. Rozpocznij skanowanie prawą nogą, przejdź do prawej nogi i prawego biodra. Powtórz skanowanie lewą stopą, nogą i biodrem. Poruszaj się powoli po każdej części ciała. Powtórz to ponownie, zaczynając od prawej strony i przechodząc na lewą stronę.
   2. Kontynuuj skanowanie ciała, przesuwając się powoli do brzucha, lewej części ciała, prawego aspektu ciała, górnej części pleców i wreszcie do klatki piersiowej, zaczynając od szyi i przesuwając się w dół do brzucha.
   3. Kontynuuj skanowanie w myślach lewej ręki, lewego ramienia i lewego ramienia; kontynuuj, badając prawą rękę, prawe ramię i prawe ramię.
   4. Powoli skanuj głowę, zaczynając od twarzy i przechodząc do szyi, tyłu głowy i czubka głowy.
   5. Obserwuj wszelkie napięcia w ciele i skieruj mentalną uwagę na ten obszar i ponownie go zeskanuj.
   6. Na koniec, zanim otworzysz oczy, poświęć chwilę na obserwację myśli, uczuć i doznań. Jakie są teraz przemyślenia na temat skanowania ciała? Staraj się nie oceniać skanu; Po prostu obserwuj oddech i ciało.
   7. Weź ostatni głęboki wdech, przytrzymaj go przez 4 sekundy i pozwól mu odejść. Teraz powoli otwórz oczy.

Results

Pierwotne wyniki tego badania wykazały, że koherencja serca i zmienne alfa były istotnie skorelowane po pierwszorzędowym punkcie końcowym, linii bazowej po czterech tygodniach i punkcie końcowym po czterech tygodniach protokołu stresu medytacyjnego opartego na oddechu, ale nie podczas pomiaru linii bazowej (Rysunek 1). Na podstawie tych ustaleń stwierdzono, że protokół ten spowodował znaczny wzrost aktywności mózgu alfa zgodny ze stanami medytacyjnymi. Te zmi...

Discussion

Ewolucja technologii ubieralnej i jej zdolność do dokładnego śledzenia reakcji fizjologicznych może zrewolucjonizować codzienne radzenie sobie ze stresem i monitorowanie sprawności fizycznej i poznawczej w ramach szeregu interwencji¹⁸. Pojawiło się już wiele zastosowań klinicznych obejmujących interwencje stresowe, które zostały przeanalizowane, w tym między innymi ciśnienie krwi, tętno oraz przewidywanie ruchu lub aktywności. Technologie te są stale ulepszane przez algorytmy uczenia maszynowego, ...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Epoc+ 14-kanałowy bezprzewodowy	system		Złóż zestaw słuchawkowy. Całkowicie nasącz podkładki filcowe 0,5% roztworem soli fizjologicznej. Po umieszczeniu zestawu słuchawkowego na skórze głowy opuszki powinny być mokre. Pomiary: Fale mózgowe, wyraz twarzy,
dyksametr pulsoksymetryczny na palec z Bluetooth i wskaźnikiem zmienności Pleth	Masimo Mighty Sat z PVI		Pomiary: częstość tętna, nasycenie tlenem, wskaźnik perfuzji, wskaźnik zmienności pletha (PVI)
39-punktowy pięcioaspektowy kwestionariusz uważności	Instrument psychometryczny używany do oceny pięciu aspektów uważności		Kwestionariusz dostępny w wersji elektronicznej oraz ołówkowej i papierowej. Pomiary: nastrój, funkcja poznawcza