心率變異性(HRV)是心跳與心跳之間時間間隔的逐拍變化。一顆正被副交感「煞車」主動操控的心臟,逐拍差異很大;一顆在壓力、生病或疲勞下運轉的心臟,跳得比較像節拍器。所以 HRV 越高,通常代表神經系統越休息、越有適應力——但這個數字強烈受年齡、性別、姿勢與量測方式影響,所以沒有有意義的「正常值」。唯一有效的比較,是跟你自己、用同樣方式、長期累積的讀值比。
穩定的心跳不等於健康的心跳
HRV 第一件讓我意外的事,是它跟直覺相反。我以為一個平靜的人心跳會很均勻,像時鐘。剛好相反。靜止時,一顆健康的心臟不斷被推來推去——每次吸氣快一點,每次吐氣慢一點,被血壓反射、荷爾蒙、體溫微調12。心跳間隔可能是 980 毫秒、然後 1,040、然後 910。這個抖動就是神經系統在工作。
當你在負荷之下——一場爭執、一個死線、感冒要來、連續三個爛夜——身體會偏向交感神經活動,副交感神經對心臟的影響往往減弱。心臟傾向落入一個更快、更平的節奏。變異性往往下降。研究把較低的 HRV 與壓力、生病、疲勞連在一起1。
那個數字到底是什麼:RMSSD
HRV 指標有幾十種,而 App 幾乎不說自己顯示的是哪一種,這是混亂的一大來源。iKima 回報的是 RMSSD:連續差值的均方根。用白話說:把每一對相鄰的心跳間隔拿來相減、平方、取平均、再開根號。結果的單位是毫秒。
RMSSD 有兩個跟這裡有關的特性。它主要反映迷走神經(副交感)對心臟的影響,並且與高頻 HRV 高度相關2,所以它專門追蹤副交感的煞車。而且它可以從短時記錄算出——能短到多短,仍有爭議。研究上慣用的短時記錄是五分鐘,也就是 Laborde 等人所述的 1996 年 Task Force 建議2。Shaffer 與 Ginsberg 的回顧列出一些研究,其中 10 到 30 秒的 RMSSD 與五分鐘的值相符,但他們認為其中許多研究在方法上有限制,並總結:對健康的人,只要仔細剔除雜訊,短至一分鐘的靜息基準可能就夠了1。Laborde 等人指出,一分鐘的 ln RMSSD 對照五分鐘值有不錯的信度,10 到 50 秒的記錄也在特定條件下被證實可靠2。iKima 不是醫療器材,它的量測刻意做得很短,所以任何單一數字都不是判決。有幫助的是重複:在同樣條件下,隔幾天、幾週多量幾次,你自己的基準線——對你來說平常的範圍——會從這些讀值裡慢慢建立起來。
為什麼沒有「正常 HRV」
常有人問我多少算好。我懂這個問題,但我拒絕回答,因為任何答案都會誤導。Nunan 等人回顧了健康成人的短時常模,Shaffer 與 Ginsberg 轉述了 RMSSD 的結果:平均 42 毫秒、標準差 15 毫秒,來自 15 項研究,各研究的結果從 19 到 75 毫秒不等1。那些記錄的呼吸方式有自由也有配速、身體姿勢也不一,而且整份回顧納入了三個 40 歲以上的大型族群,這可能解釋了它們偏低的數值1——所以連「健康成人常模」也不是一個數字。分布來自你改不了的東西,也來自量測的方式:
- 年齡。時域 HRV 指標會隨年齡下降;就 RMSSD 而言,有一項 24 小時記錄的研究發現 40 到 60 歲之間下降、70 歲之後反而回升1。所以同一個數字,在不同年齡的意義不一樣。
- 體能與其他個人因素。有氧體能越好,時域指標越高;性別、心率與健康狀態也有影響1。
- 姿勢與呼吸。Shaffer 與 Ginsberg 把身體姿勢列為會改變 HRV 量測的因素,影響從細微到很大都有,並指出一般呼吸與配速呼吸得到的值可能有顯著差異。RMSSD 受呼吸的影響比呼吸性竇性心律不整小,但呼吸速率對它的影響尚不確定1——所以每次用同樣方式量。這也是為什麼把 iKima 的讀值拿去跟 Apple Watch 記錄的 HRV 比,不是同類比較:指標不同、姿勢不同、時間窗不同、時段不同。
- 裝置與時間窗。在一項 29 位健康成人、靜息狀態的研究裡,智慧型手機光電容積脈搏(PPG)與胸帶的五分鐘 rMSSD,和心電圖高度一致,差異微不足道3。那是在相同時間窗下的一致性。20 秒的讀值比五分鐘的取樣短,而短時間窗能多準確地重現五分鐘的值,仍在研究中12。
Laborde、Mosley 與 Thayer 為心理生理學研究寫的 HRV 指南——實驗規劃、資料分析與資料報告的建議——大半篇幅就在講這件事:維持姿勢、時段與記錄長度一致,並控制呼吸,以及睡眠、飲酒、近期運動這類因素,讓比較有意義2。如果有實驗室設備的研究者都得這麼小心,任何把一次讀值變成「對你的判決」的 App 都是越界——iKima 也不例外,所以它自己的標示刻意做得很粗、而且明講。下面說。
讀自己數字的三條規則
- 每次同樣條件。坐著、練習前、可以的話咖啡前。讀值的價值只等於它的一致性。
- 看趨勢,不看單點。一個讀值是天氣。七個讀值是氣候。看一週,找方向,不看數值。
- 前後對照才是公平的測試。iKima 在練習前量你一次、練習後再一次。這個比較讓人、裝置與量測方法保持不變,而且只要兩次都用同樣姿勢坐著,姿勢也一致,因為兩次讀值只隔十分鐘。如果練習後的讀值持續比較高,這符合「慢速配速呼吸會提高迷走神經張力」的模型2——不過兩個讀值不能證明原因。
iKima 拿 HRV 做什麼、不做什麼
在 iPhone 上,它用 20 秒相機量測在每次練習前後讀 RMSSD,把這一對數字給你看,並依脈搏訊號的乾淨程度把每次讀值標記「良好」或「尚可」。有 Apple Watch 時,它顯示的是 Apple 自己寫進「健康」的 HRV——另一個指標 SDNN、另一種時間窗——把兩者當成不同的尺,永遠不要互相比。
iKima 在手錶上確實有一個三段標示,iPhone 上有對應的對照表:「較高」、「中等」、「較低」。我想把它是什麼講精確。手錶首頁的卡片是把當下心率和「健康」裡的 SDNN 用很寬的固定區間合併(近期沒有 SDNN 讀值時,只看心率);練習後的小標和 iPhone 的對照表則只看 SDNN(高於 50 毫秒、30–50 毫秒、低於 30 毫秒)。目的是讓你抬手一瞥就大概知道讀值落在哪,不用讀數字。它是方向感,不是分數,也不是對你狀態的判斷;App 畫面上也寫明它僅供個人觀察,不是醫療或壓力診斷。真正有意義的讀值是前後那一對和你自己的趨勢,我看的也是那兩個。
不是數字的那部分
我做 HRV 量測,是因為我想在數據裡看見它,不只是感覺到。我感覺得出練習有幫助,但「我覺得比較平靜」正是一個科技人最不信任自己說出來的那種話。我要一個數字:如果我在自欺,它會拆穿;如果我沒有,它會確認。它做到了——大多數日子,練習後的讀值都比較高,從第一週就是。我沒料到的是,幾個月後那個數字就不重要了。我在量之前就感覺得到那個轉變。讀值教會了我「安定下來」從裡面感覺起來是什麼樣子,然後我就不再需要它了。
這就是呼吸 App 裡 HRV 誠實的賣點。不是一個要最佳化的分數。是一種學會一種感覺的方法,數字在旁邊,是為了在你學的時候不騙自己。
手機怎麼讀到它:指尖 PPG。為什麼是吐氣在推動它:延長吐氣。
常被問到的問題
練完 HRV 反而掉了,我做錯了嗎?
大概沒有。單一讀值雜訊很大——吞個口水、姿勢動一下、想到一封信。看一週。如果大多數日子練後都比練前低,再檢查技巧。就我自己的經驗,通常是吸氣太大。
可以永久提高 HRV 嗎?
你只能在年齡與生理允許的範圍內影響基準線。有氧體能越好,時域 HRV 往往越高1;而慢速配速呼吸,是幾種 HRV 生物回饋模型提出用來提高迷走神經張力的方法2。這些是關聯與被提出的機制,不是保證,也沒有一樣快。你能掌握的是趨勢。
躺著量會不會比較高?
數字很可能不一樣——Shaffer 與 Ginsberg 把身體姿勢列為會改變 HRV 量測的因素1——而且它跟你坐著的讀值不能比。選一個姿勢,固定。iKima 的前後對照設計假設你維持同一個姿勢。
HRV 低很危險嗎?
Shaffer 與 Ginsberg 的回顧把自律神經功能失調(HRV 就是用來反映它的指標)列為心血管疾病與死亡的風險因子之一1,但消費級讀值不能診斷任何事,而且「低」沒有固定門檻。如果你擔心自己的心臟,那是要跟有心電圖的醫師談的事,不是跟 App。
參考文獻
- Shaffer F, Ginsberg JP. An overview of heart rate variability metrics and norms. Front Public Health. 2017;5:258.
- Laborde S, Mosley E, Thayer JF. Heart rate variability and cardiac vagal tone in psychophysiological research – recommendations for experiment planning, data analysis, and data reporting. Front Psychol. 2017;8:213.
- Plews DJ, Scott B, Altini M, Wood M, Kilding AE, Laursen PB. Comparison of heart-rate-variability recording with smartphone photoplethysmography, Polar H7 chest strap, and electrocardiography. Int J Sports Physiol Perform. 2017;12(10):1324–1328.