SDNN 與 RMSSD 是兩種常見的心率變異性(HRV)指標。SDNN 反映心跳間隔整體的離散程度,會隨錄製時間變長而變大;RMSSD 反映逐拍之間的變化,與迷走神經活動的關係較密切。兩者量的是不同的東西,所以只拿同一種指標跟自己比:來源相同、條件相近、看數週的趨勢。
SDNN 和 RMSSD 各量什麼?
心率變異性(HRV)是心跳與心跳之間時間間隔的自然變化。研究者把這種變化濃縮成單一數字,最常見的兩個就是 SDNN 和 RMSSD。1996 年由歐洲心臟學會與北美心律學會組成的特別小組(Task Force)訂定了這個領域的量測標準,把 SDNN 定義為所有正常心跳間隔(NN 間隔,也就是相鄰兩次正常心跳之間的時間)的標準差,把 RMSSD 定義為相鄰 NN 間隔差值平方的平均數再開根號。1
用白話說,SDNN 問的是:整段錄製期間,間隔分散得有多開。RMSSD 問的是:每個間隔和前一個間隔差多少。Task Force 指出,SDNN 反映了錄製期間所有造成變異的週期性成分;RMSSD 則和其他短期變異指標歸在一起,用來估計心率的高頻變化。1
為什麼錄製長度很重要?
Task Force 指出,HRV 的總變異量會隨錄製時間變長而增加,因此實務上不適合拿不同長度錄製得到的 SDNN 互相比較。短期分析它偏好在穩定狀態下錄製 5 分鐘;長期的時域分析則要求名義上 24 小時的錄製。1
Shaffer 與 Ginsberg 後來的回顧從另一個角度說了同一件事:較長的錄製能涵蓋較慢的波動(例如晝夜節律),而 24 小時、短期與超短期錄製的參考值彼此不能互換。2換句話說,5 分鐘窗口得到的 SDNN 和整天得到的 SDNN,是兩種剛好同名的不同量。
哪一個比較反映迷走神經?
Shaffer 與 Ginsberg 把 RMSSD 描述為用來估計迷走神經所帶動之 HRV 變化的主要時域指標,並指出它比 SDNN 更受副交感神經影響;SDNN 則同時受交感與副交感神經活動影響。2他們也提到,在短時間的靜息錄製中,變異的主要來源是呼吸性竇性心律不整(心率隨每次呼吸起伏),這由副交感神經帶動;而超過 24 小時的錄製也會顯示交感神經的貢獻。2
這也是為什麼在關心短期、與呼吸相連的變化時,通常會選 RMSSD。呼吸如何連到迷走神經,可以看為什麼吐氣才是開關。
Apple Watch 回報的是哪一個?準確嗎?
Apple 的開發者文件把 App 可從健康資料讀取的 HRV 數值(名稱為 heartRateVariabilitySDNN)描述為「一種量測心跳間隔標準差的數量樣本類型」。(Apple 文件)我們讀到的那一頁沒有說明錄製窗口,所以沒有依據拿這個數字去對照假設 5 分鐘或 24 小時錄製的參考值。
在準確度方面,有一項驗證研究讓 20 名健康成人在靜息與輕度心理壓力下,同時配戴 Apple Watch 與 Polar H7 胸帶(作為參考)。手錶的逐拍間隔資料與參考裝置相比,信度與一致性都高於 0.9。手錶資料有缺漏,平均每次錄製約 5 處、每處約 6.5 秒。這些缺漏對 SDNN、RMSSD 等時域指標沒有顯著影響,但會降低高頻與低頻功率。在輕度壓力下,RMSSD 與高頻功率都比靜息時低。4這是針對健康者的小型研究,摘要描述的是間隔資料與由它算出的指標,所以無法告訴你「健康」App 自己的讀數在一整天裡的表現。
不同裝置、不同日子、不同人的數字能比嗎?
能比的比想像中少。Nunan 等人的系統性回顧涵蓋 44 項研究、21,438 名健康成人,發現文獻中的短期 HRV 數值比 Task Force 的常模低,並把研究之間的差異多半歸因於方法不同,例如 RR 資料如何辨識與編修。作者呼籲進行大型人群研究,並更新短期量測的建議。3Shaffer 與 Ginsberg 也強調,錄製長度、年齡與性別都會影響基準值,時域指標會隨年齡下降,已發表的常模應搭配自己所屬族群的資料一起看。2
感測方式也有影響。手錶與手機相機通常是用光(光體積變化描記法,PPG)而不是心電圖(ECG)的電訊號來估計心跳時間點,原理可以看iPhone 相機怎麼量到脈搏。Schäfer 與 Vagedes 的回顧發現,在靜息時,以脈搏為基礎的變異量作為 ECG 型 HRV 的估計已足夠準確,但短期變異常被高估;身體活動與某些心理壓力源常讓一致性降到不可接受的程度,而且各研究的設計差異大,結果難以用數字比較。5Shaffer 與 Ginsberg 引用過一項研究:ECG 與 PPG 在大多數 HRV 指標上相差不到 6%,但 pNN50 相差 29.9%,可見差距取決於你看的是哪一個指標。2
這些資料不能告訴你的事
這裡大部分是回顧與標準文件,外加一項針對單一款手錶、以健康成人為對象的小型驗證研究。它們描述的是這些指標的行為,而不是數字高或低對你是好是壞。這裡沒有任何內容顯示 HRV 數值能診斷或預測個人的疾病,也沒有任何內容說呼吸練習或任何 App 會改變 HRV 或健康。群體常模對單一讀數來說,參考價值很有限。
那要怎麼看自己的數字?
這是我們根據上面這些提醒整理的實用看法,不是研究提出的流程。第一,先確認數字是哪一種指標、來自哪一個來源,不要拿 SDNN 去比 RMSSD。第二,比較時盡量讓來源與條件相近,例如同一個裝置、相近的時段與姿勢。第三,看數週的方向,而不是單一讀數,把它當成關於你自己的資訊,而不是要打敗的分數。想多了解怎麼看個人趨勢,可以讀HRV,去掉玄學的版本。
iKima 在哪裡
iKima 是 Sentira Labs 的呼吸與心率 App。它透過 HealthKit 讀取 Apple Watch 的 HRV(SDNN);用 iPhone 相機量測時則使用 RMSSD。每個數字都會標示來源,不同來源的數值不會合併。這篇文章談的是研究,不是 App;文中沒有任何內容宣稱某個 App 或練習會改變壓力或健康結果。
什麼時候該找專業人員
這篇文章是教育性質,不是醫療建議。呼吸練習是自助工具,不是治療。如果焦慮、情緒低落或身體不適已經影響日常生活,或你有心臟、呼吸方面的狀況,請諮詢醫師或有執照的心理健康專業人員。如果你正處於危機中,請聯絡當地緊急服務。
常被問到的問題
SDNN 和 RMSSD 有什麼差別?
SDNN 是一段錄製中所有正常心跳間隔的標準差,反映整體變異,錄製越長數值越大。RMSSD 是相鄰間隔差值的均方根,反映逐拍之間的變化,與副交感神經活動的關係較密切。
Apple Watch 量的是 SDNN 還是 RMSSD?
Apple 的開發者文件把 App 可透過 HealthKit 讀取的 HRV 數值描述為 SDNN,也就是心跳間隔的標準差。該頁沒有說明錄製窗口,所以請拿同一個來源的讀數跟自己過去比,而不是對照已發表的參考值。
SDNN 和 RMSSD 哪個比較好?
沒有哪一個通用地比較好,因為它們回答的是不同的問題。想在短時間錄製中估計迷走神經帶動的變化,通常選 RMSSD;SDNN 則被認為在 24 小時的錄製上更準確。對個人追蹤來說,一致性更重要:同一種指標、同一個來源、相近的條件。
我可以拿自己的 HRV 跟別人比嗎?
沒有太大意義。年齡、性別、錄製長度、裝置與方法都會改變數值,而 24 小時、短期與超短期錄製的參考值彼此不能互換。看自己在同一個來源上的讀數趨勢,資訊量更高。
參考文獻
- Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology (Camm AJ, Malik M, et al.). Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Circulation. 1996;93(5):1043-1065. doi:10.1161/01.CIR.93.5.1043 (Consensus standards)
- Shaffer F, Ginsberg JP. An overview of heart rate variability metrics and norms. Frontiers in Public Health. 2017;5:258. doi:10.3389/fpubh.2017.00258 (Review)
- Nunan D, Sandercock GRH, Brodie DA. A quantitative systematic review of normal values for short-term heart rate variability in healthy adults. Pacing and Clinical Electrophysiology. 2010;33(11):1407-1417. doi:10.1111/j.1540-8159.2010.02841.x (Systematic review)
- Hernando D, Roca S, Sancho J, Alesanco Á, Bailón R. Validation of the Apple Watch for heart rate variability measurements during relax and mental stress in healthy subjects. Sensors. 2018;18(8):2619. doi:10.3390/s18082619 (Validation study)
- Schäfer A, Vagedes J. How accurate is pulse rate variability as an estimate of heart rate variability? A review on studies comparing photoplethysmographic technology with an electrocardiogram. International Journal of Cardiology. 2013;166(1):15-29. doi:10.1016/j.ijcard.2012.03.119 (Review)